Probleme moderne de economisire a energiei prin acționare electrică
O pondere foarte mare de energie electrică consumată de acționare electrică - până la 65% în țările dezvoltate, precum și punerea în aplicare a dispozitivului electric de acționare aproape toate procesele asociate cu mișcarea, face problemă deosebit de urgentă de economisire a energiei în unitatea electrică și mijloacele de acționare electrică. În practica mondială până în prezent, s-au format câteva domenii principale, pe care se desfășoară activități de cercetare intensivă, dezvoltare și proiecte industriale mari.
În cazul unei acționări electrice necontrolate, realizate pe baza motoarelor de inducție cu scurtcircuite. rotor, acordă o mare atenție la așa-numitele motoare eficiente energetic, care prin creșterea ponderii materialelor active, calitatea acestora, precum și datorită tehnicilor speciale de proiectare a acceptat să ofere o perioadă de 1-2% (motoare puternice) sau 4-5% (motoare mici) eficiența nominală la o anumită creștere a prețului motorului.
Alegerea corectă a motorului pentru un anumit proces este una dintre cele mai importante modalități de economisire a energiei. În practica europeană, se consideră că sarcina medie a motoarelor este de 0,6, în timp ce în țara noastră, unde până în prezent nu a fost decisă economisirea resurselor, acest coeficient este de 0,3 până la 0,4, adică Unitatea funcționează cu o eficiență mult mai mică decât cea nominală. Gonflate „doar în cazul în care“ puterea motorului de multe ori duce la vizibile la prima vedere, dar consecințe negative foarte semnificative în domeniul tehnologiei de acționare electrică a servit - de exemplu, la o presiune excesivă în circuitele hidraulice asociate cu o creștere a pierderilor și reducerea fiabilității, etc.
Principala modalitate de economisire a energiei prin intermediul unui mecanism electric este de a alimenta utilizatorul final - mașina de proces - cu puterea necesară în fiecare moment. Acest lucru poate fi obținut prin controlul coordonatelor unității electrice, i. E. datorită trecerii de la o unitate electrică nereglementată la una reglabilă. Acest proces a devenit principalul factor în dezvoltarea sistemului electric în ultimii ani în legătură cu apariția mijloacelor tehnice disponibile pentru implementarea acestuia - convertoare de frecvență etc.
Alegerea rațională în anumite condiții a tipurilor de acționare electrică și a metodelor de control care asigură minimizarea pierderilor în canalul de alimentare este un element important în problema generală de economisire a energiei.
Se așteaptă ca tranziția de la o unitate electrică nereglementată la cea reglementată în tehnologii, acolo unde este necesar, să economisească până la 25-30% din energia electrică. Într-una dintre tehnologiile - în domeniul aprovizionării cu apă - tranziția la o putere electrică reglementată, după cum a demonstrat experiența, economisește aproximativ 50% din electricitate, până la 25% din apă și până la 10% din căldură.
Bazele algebrice ale logicii, operațiuni de bază, axiome și teoreme
În algebra logică, luăm în considerare variabilele care pot lua doar două valori: 0 și 1. În cele ce urmează vom indica variabilele cu literele latine x, y, z. În algebra logică este definită o relație de echivalență (=) și trei operații: o disjuncție (operație OR), notată cu semnul V (+); conjuncție (operația AND), notată cu un punct care poate fi omis (de exemplu, x · y = xy); negare (inversiune, operație NOT), notată printr-o bară peste variabilele sau elementele 0 și 1 (de exemplu ,,). Relația de echivalență satisface următoarele proprietăți: x = x-reflexivitate; dacă x = y, atunci y = x este simetrică; dacă x = y și y = z. apoi x = z este tranzitivitatea. Din relația de echivalență urmează principiul de substituție: dacă x = y, atunci în orice formula care conține x, y poate fi înlocuită cu x, și se va obține o formulă echivalentă.
Elementele de bază folosite de algebra logicii sunt declarații.
Declarațiile sunt construite pe un set, în care B este un set non-gol pe care sunt definite trei elemente de acțiune:
negare (funcționare unară),
și un zero logic de 0 și o unitate logică de 1 sunt constante.
, involuția negării, legea dublei negări
Cel mai simplu și cel mai utilizat exemplu al unui astfel de sistem algebric este construit folosind un set B format numai din două elemente:
De regulă, în termeni matematici minciună este identificat cu un zero logic, și adevăr - o unitate logică, iar operația negației (NU), coroborat (AND) și disjuncție (OR) sunt determinate în sensul obișnuit. Este ușor să se arate [incertitudine]. că pe un set dat B se pot defini patru relații binare unice și șaisprezece și toate pot fi obținute printr-o suprapunere a celor trei operații selectate.
Proprietățile operațiilor logice
Comutativității. xy = yx,.
Idempotency: xx = x,.
Asociativitate: (xy) z = x (yz),.
Distributivitatea conjunctiilor si disjunctiilor cu privire la disjunctie, conjunctie si suma modulo doua, respectiv:
,
,
.
Legile lui Morgan:
,
.
,
.
.
.
.
.
, involuția negării, legea ridicării negării duble.
.
.
.
.
Altele (3) (Supliment la legile lui Morgan):
.
.
Trageți și explicați caracteristicile mecanice ale unui motor asincron atunci când tensiunea de alimentare se modifică și valoarea rezistenței active a circuitului rotorului se schimbă.
Următoarele metode de control cu o viteză de inducție cu motor cele mai frecvente sunt: variația rezistenței la rotor la variația tensiunii de circuit suplimentar furnizat înfășurarea statorică, o schimbare a frecvenței tensiunii de alimentare și de comutare numărul de perechi de poli.
Fig. 1. Caracteristicile mecanice ale unui motor de inducție cu un rotor de fază pentru diferite rezistențe ale rezistențelor incluse în circuitul rotorului.
Reglarea vitezei unui motor de inducție prin introducerea unor rezistențe în circuitul rotorului
Introducerea rezistențelor în circuitul rotorului duce la o creștere a pierderilor de putere și la o scădere a vitezei rotorului motorului datorită unei creșteri a alunecării, deoarece n = n (1 - s).
Din fig. 1 rezultă că, pe măsură ce rezistența în circuitul rotorului crește cu același cuplu, viteza de rotație a arborelui motorului scade.
Rigiditatea caracteristicilor mecanice este redusă semnificativ cu scăderea vitezei de rotație, ceea ce limitează domeniul de control la (2 - 3). 1. Dezavantajul acestei metode este pierderea de energie semnificativă, care este proporțională cu alunecarea. Această ajustare este posibilă numai pentru un motor cu rotor de fază. Reglarea vitezei unui motor de inducție prin schimbarea tensiunii la stator. Schimbarea tensiunii aplicată înfășurării statorului a unui motor de inducție face posibilă reglarea vitezei cu mijloace tehnice simple și circuite de comandă relativ simple. În acest scop, un regulator de tensiune este conectat între rețeaua AC cu tensiunea standard U1 și statorul motorului. La reglarea tensiunii dvigatelyaizmeneniem frecvenței vrascheniyaasinhronnogo furnizată înfășurarea statorică, momentul critic Mcr motor cu inducție variază proporțional cu napryazheniyaUret pătrat furnizat motorului (fig. 3), în timp ce glisante otUreg independent. Fig. 1. Caracteristicile mecanice ale unui motor de inducție cu un rotor de fază pentru diferite rezistențe ale rezistențelor incluse în circuitul rotorului
Fig. 2. Schema de reglare a vitezei unui motor de inducție prin schimbarea tensiunii la stator
Fig. 3. Caracteristicile mecanice ale unui motor asincron când se modifică tensiunea aplicată înfășurărilor statorului
Procese tranzitorii în acționări electrice de curent continuu la pornire și frânare
Începerea motoarelor de curent continuu
Ca și în cazul motoarelor asincrone, pornirea motoarelor de curent continuu este complicată de curenții de pornire și de cuplurile care apar la pornire. Dar, spre deosebire de motoarele asincrone, în DCT curenții de pornire depășesc curenții nominali cu 10-40 de ori. Un astfel de exces imens poate duce la eșecul motorului, deteriorarea mecanismelor legate de motor și redresarea energiei mari în rețea, care poate afecta alți consumatori. Prin urmare, curenții de pornire sunt încercați să se limiteze la valori (1,5 ... 2) I n.
Pentru motoarele cu putere redusă (până la 1 kW), cu condiția să nu existe sarcină asupra arborelui, poate fi aplicat un start direct, adică direct din rețea. Acest lucru se datorează faptului că masa părților mobile ale motorului nu este mare, iar rezistența înfășurării este relativ mare. Cu pornirea directă a acestor motoare, curenții de pornire nu depășesc valorile (3 ... 5) I n. că pentru astfel de motoare nu este critică.
Când motorul funcționează la tensiune constantă și rezistență la înfășurare a armăturii, curentul din armătură poate fi găsit folosind formula
În această formulă, U este tensiunea rețelei de alimentare, Епр este forța contraelectromotorie, Σr este rezistența înfășurărilor armăturii. Anti-EMF Ep apare atunci când armatura se rotește în câmpul magnetic al statorului, în timp ce în motor este îndreptată împotriva armăturii. Dar când ancora nu se mișcă, Epr nu apare și, prin urmare, expresia curentului va avea următoarea formă
Aceasta este expresia pentru determinarea curentului de pornire.
Privind formula, se poate concluziona că reducerea curentului de pornire este posibilă fie prin scăderea tensiunii, fie prin creșterea rezistenței înfășurării armăturii.
Pornirea motorului prin reducerea tensiunii este aplicată dacă energia motorului este organizată dintr-o sursă independentă de alimentare care poate fi reglată. În practică, această pornire este utilizată pentru motoarele cu putere medie și mare.
Vom analiza mai detaliat metoda de pornire a unui motor DC prin introducerea unei rezistențe suplimentare în circuitul de armare. În acest caz, curentul de pornire va fi egal cu
Astfel, este posibil să se atingă mărimea curentului de pornire, în domeniul dorit, în condiții de siguranță pentru motor. Rezistența suplimentară poate fi fie sub forma unui reostat, fie sub forma mai multor rezistențe. Acest lucru este necesar pentru a schimba rezistența lanțului de ancorare în timpul pornirii motorului.
Ar trebui să știi că, odată cu rezistența suplimentară în motorul de lichidare pentru armături nu se execută pe naturale și artificiale la o caracteristică moale, care nu este potrivit pentru funcționarea normală a motorului.
Motorul este pornit în mai multe etape. După o anumită accelerare a motorului, Ebr limita cuplul curent, și, prin urmare, să-l susțină la același nivel, este necesar să se reducă rezistența, adică un reostat comutator sau un rezistor de șunt.
Să spunem că avem patru pași, atunci caracteristica mecanică va arăta așa
În prima etapă, când rezistența suplimentară este maximă și egală cu R1 + R2 + R3, motorul pornește accelerația. După atingerea unui anumit punct, obținut utilizând datele calculate, rezistența R3 este evitată. Astfel, motorul trece la noua caracteristică și este dispersat pe toate în același punct. Astfel, motorul ajunge la o caracteristică naturală, nefiind afectată de acțiunea curenților de pornire mari și a momentelor de cuplu.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: