1 Литературный и патентный обзор

1.1 Литературный обзор

На современных металлургических и горнорудных предприятиях значительную долю составляют теплоэнергетические установки, насосные агрегаты, а также технологическое и вспомогательное оборудование, где в электрическом приводе машин и механизмов применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором мощностью от нескольких до сотен и тысяч киловатт. Удельный весь двигателей других типов (постоянного тока, синхронных и асинхронных с фазным ротором), особенно в энергоустановках предприятия, не значителен.

Анализ энергетических и технологических установок с асинхронным приводом показывает, что в большинстве случаев управление технологическими процессами агрегатов, приводимых в действие этими двигателями, осуществляется применением разного рода регулирующих устройств, воздействующих на характеристики этих механизмов или создаваемые ими технологические потоки. Так, например, при перекачке центробежными насосами жидкого продукта (в частности, воды) в случае необходимости изменение расходов или давления, как правило, регулирует поток в нагнетающей сети насоса его дросселированием (заслонкой, задвижкой и тому подобное).

Существенной альтернативой при управлении технологическими процессами в агрегатах с асинхронными приводами может быть регулирование скорости их двигателей.

С позиции теории электрических машин и электропривода основным и наиболее экономичным способом скорости асинхронного двигателя является частотное управление им.

Основной эффект от применения частотных преобразователей в системах регулирования – экономия электроэнергии [6].

Вопросы энергосбережения, улучшения показателей качества технологических процессов в последние годы весьма актуальны и требуют грамотных научно-технических решений. В существующих условиях доля электрической энергии, потребляемой электродвигателями, достигает 70 % от затрат на доставку воды потребителям. Внедрение ЧРП на насосные станции позволит существенно снизить потребляемую электроприводом электроэнергию. Также следует отметить технико-экономические показатели ЧРП, такие как: плавный пуск насосов (отсутствие гидравлических ударов в трубопроводе, снижение напора), высокая надежность работы насосных агрегатов, автоматизация и диспетчерское управление, полная электрическая защита электродвигателя и так далее, что в отдельных случаях имеет особе значение по отношению к прямой экономии. Частотно-регулируемый электропривод позволяет оптимизировать характеристики трубопроводной сети (давление, расход или температура) в соответствии с текущими требованиями, экономию тепла в системах горячего водоснабжения за счет снижения потерь и постоянной циркуляции воды, продлить ресурс теплофикационного и электротехнического оборудования, уменьшить затраты на ремонтные работы [7].

На базе частотных преобразователей могут быть реализованы системы регулирования скорости следующих объектов:

а) насосных агрегатов воды в системах водо- и теплоснабжения, вспомогательного оборудования котелен, ТЭС, ТЭЦ;

б) вентиляторов и дымососов котлоагрегатов;

в) пусковые и пульповые насосы в технологических линиях обогатительных фабрик;

г) конвейеры, транспортеры и другие транспортные средства;

д) дозаторы и питатели;

е) лифтовое оборудование;

ж) дробилки, мельницы, мешалки, экструдеры;

з) центрифуги различных типов;

и) оборудование прокатных станов и других металлургических агрегатов;

к) крановое оборудование;

л) экскаваторное оборудование;

м) механизмы силовых манипуляторов;

н) приводы бурового оборудования и так далее [6].