Параметричне керування ефективністю асинхронного приводу засобами перетворювача з підвищеним коефіцієнтом потужності
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2020-2-1Ключові слова:
тривалий режим роботи, мало-змінний графік навантаження, енергоефективне управління приводом, спрощена схема перетворювача мережної напруги, підвищений коефіцієнт потуж-ностіАнотація
Мета роботи. Розробка схемного рішення та обґрунтування параметрів системи керування і силової частини перетворювача напруги живлення, за умови його експлуатації з підвищеним коефіцієнтом потужності і плавного або ступеневого способів регулювання енергоефективності асинхронного приводу.
Методи досліджень. Для проведення досліджень використані положення теорії електричних машин, методи схемотехнічного проектування автоматичних систем у компоненті Multisim із складу електронної лабораторії National Instruments, математичне моделювання у пакеті Matlab.
Отримані результати. Розроблено та побудовано цифрові моделі системи імпульсно-фазового керування для ступеневого і плавного регулювання напруги живлення двигуна із залученням способу широтно-імпульсної модуляції мережної напруги, надано рекомендації щодо рівня просідання навантаження, за якого потрібно зменшити напругу живлення, і її величина при релейному керуванні, а також випробувано систему плавного керування з координатно-фазовим управлінням шпаруватості для досягнення раціональної енергоефективності привода.
Наукова новизна. Обґрунтовано вибір межі перемикання релейного регулятора та рівень раціональної величини вихідної напруги перетворювача за якої досягається раціонально-енергоефективне керування приводом, запропоновано алгоритм визначення параметрів RC фільтруючого кола задля одночасного забезпечення найкращих умов комутації силових ключів перетворювача та здійснення безперервної компенсації реактивної потужності двигуна за умови експлуатації перетворювача із підвищеним коефіцієнтом потужності.
Практична цінність. Впровадження спрощеної системи перетворення із підвищеним коефіцієнтом потужності дозволить створити автоматичну систему асинхронного привода, завдяки якій можливо досягти збереження енергоресурсу на ланках двигуна, перетворювача та енергосистеми, за умови мінімальних капітальних вкладень на її виготовлення.
Посилання
[1] Mugalimov, R.G. (2011). Modelirovanie pokazatelej jenergojeffektivnosti variantov jelektroprivodov promyshlennyh ustanovok na osnove primenenija tradicionnyh i kompensirovannyh asinhronnyh dvigatelej [Modeling of energy efficiency indicators of electric drive options of industrial plants based on the use of traditional and compensated asynchronous motors]. Bulletin of MSTU. G. I. Nosova, 2 (34), 59-64. (in Russian)
[2] Zhovtnyansky, V.A., Kulik, M.M., Stogniya, B.S. (2006). Strategija jenergosberezhenija v Ukraine: analiticheskispravochnye materialy v 2-h tomah. Obshhie osnovy jenergosberezhenija [Energy saving strategy in Ukraine: analytical and reference materials in 2 volumes. General principles of energy saving]. Academiperiodic, 1, 510.
[3] Klepikov, V.B., Rozov, V.Yu. (2010). O roli jelektroprivoda v reshenii problemy jenergoresursosberezhenija v Ukraine [On the role of the electric drive in solving the problem of energy saving in Ukraine]. Bulletin of NTU "KPI": issue “Problems of an automated electric drive. Theory and practice", 28, 18-21.
[4] Beshta, O.S., Pivnyak, G.G., etc. (2013). Ekonomichni j ekologichni aspekty kompleksnoi' generacii' ta utylizacii' energii' v umovah urbanizovanyh terytorij. Monografija [Economic and environmental aspects of integrated generation and utilization of energy in urbanized areas. Monograph]. Dnipropetrovsk, NMU, 220.
[5] Kozaruk, A.E., Vasiliev, B.Yu. (2015). Metod i sredstva povyshenija jenergojeffektivnosti mashin i tehnologij s asinhronnym jelektroprivodom [Method and means of improving the energy efficiency of machines and technologies with asynchronous electric drive]. Bulletin of SUSU. Ser. "Energy", 15, 1, 47-53. DOI: 10.14529 / power 150106. (in Russian).
[6] Bespalov, V.Ja. (2014). Novaja vysokojeffektivnaja serija asinhronnyh dvigatelej 7AVE, ee modifikacii i specializirovannye ispolnenija [New high-performance series of 7AVE asynchronous motors, its modifications and specialized versions]. Trudy VIII Mezhunar. (HІH Vseros.) nauch.-tehn. konf. po avtomatizir. jelektroprivodu. – Saransk, 239-243. Kobelev, A.S., Kruglikov, O.V., Makarov, L.N. (in Russian).
[7] Babokin, G.I. (2005). Ocenka jekonomii jelektricheskoj jenergii v nereguliruemom asinhronnom jelektro-privode putem perekljuchenija obmotok statora [Estimation of electrical energy savings in unregulated asynchronous electric drive by switching the stator windings]. GIAB. 7. URL: https://cyberleninka.ru/ article/n/otsenka-ekonomii-elektricheskoy-energii-v-nereguliruemom-asinhronnom-elektroprivode-putem-pereklyucheniya-obmotok-statora (date of the application: 08.07.2019). (in Russian).
[8] Braslavsky, AND I., Ishmatov, Z.Sh., Polyakov V.N. (2004). Jenergosberegajushhij asinhronnyj jelektroprivod [Energy saving asynchronous electric drive]. Academy, 256. (in Russian)
[9] Vasilev, B. (2014). Structure and three-level inverter control algorithm electric power facilities transportation of hydrocarbons. Electrotechnic and computer systems,15(91), 220-223.
[10] Kozyaruk, A. (2013). Structure, composition, and control algorithms of high-efficiency electric drives of gas-compressor units. Russian Electrical Engineering, February, 84, Iss.2., 94-102. DOI: 10.3103/S10683 71213020077. Vasilyev, B.Yu., Kozaruk, A.
[11] Leznov, B.S. (2013). Chastotno-reguliruemyj jelektroprivod nasosnyh ustanovok [Variable Frequency Electric Pumping Units]. Engineering, 176. (in Russian)
[12] Leznov, B.S. (2006). Jenergosberezhenie i reguliruemyj privod v nasosnyh i vozdushnyh ustanovkah [Energy saving and controlled drive in pump and air units]. Energoatomizdat, 256. (in Russian)
[13] Dzenis, S.E., Shevchenko, V.V., Hanin, O.O. (2015). Vybor asinhronnogo dvigatelja privoda ventiljatora teplovoza s usloviem obespechenija ego ustojchivoj raboty [Selection of asynchronous motor of drive of diesel locomotive fan with the condition of ensuring its stable operation]. Collection of scientific works of Kharkiv University of Air Forces, 4(45), 92-96.
[14] Kazachkovsky, N.N. (2018). Sopostavlenie zakonov chastotnogo upravlenija na primere preobrazovatelja chastoty Altivar 21 [Comparison of the laws of frequency control. Case study of the frequency converter Altivar 21]. Girnicha elektromehanіka that automation, 100, 69-72.
[15] Babokin, G.I. (2006). Ocenka jekonomii electricheskoj jenergii v sisteme reguljator naprjazhenija asinhronnyj dvigatel' [Evaluation of energy saving in the system voltage regulator - asynchronous motor]. GIAB. 1. URL: https:// cyberleninka.ru/article/n/otsenka-ekonomii-energeticheskoy-energii-v-sisteme-regulyator-napryazheniya-asinhronnyy-dvigatel-1 (date of the application: 08.07.2019). (in Russian)
[16] Borodaj, V.A. (2019). Sposіb sintezu reguljatora energoefektivnogo upravlіnnja asinhronnim privodom mehanіzmіv bez prjamoї stabіlіzacії shvidkostі [Method for synthesis of energy efficient control controller for asynchronous drive of mechanisms without direct speed stabilization]. Electrical engineering and electric power, 3, 16-23.
[17] Gorbunov, R.L. (2014). Issledovanie trehfaznogo shirot-no-impul'snogo preobrazovatelja peremennogo naprjazhenija dlja povyshenija jenergojeffektivno-sti asinhronnyh dvigatelej [Study of a three-phase pulse-width converter of alternating voltage to increase the energy efficiency of induction motor]. News of Tomsk Polytechnic Universit, 324, 4, 76-86. (in Russian)
[18] Borodaj, V.A. (2015). Shirotno-impul'snyj reguljator s koordinatno-fazovym upravleniem skvazhnosti. [Pulse-width regulator with coordinate-phase duty cycle control]. Mining. Electromechanics and automation, 95, 54-58.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 V.A. Borodai, O.R. Kovalov, O.Yu. Nesterova
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
