МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Электротехника и электрооборудование предприятий»

ЭЛЕКТРОПРИВОД, ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ

I международная (ivВсероссийская)

научно-техническая конференция

Сборник научных трудов конференции

12-13 апреля 2013 г.

Уфа

Издательство УГНТУ

2013

УДК 621.3: 622

ББК 31.2

Э45

Редакционная коллегия:

В.А. Шабанов (отв. редактор)

С.Г. Конесев (зам. отв. редактора)

П.А. Хлюпин

Д.А. Токмаков

М.И. Хакимьянов

М.Р. Садиков

Рецензенты:

Заведующий кафедрой электромеханики УГАТУ, доктор технических наук, профессор Ф. Р. Исмагилов

Деканэнергетического факультета БГАУ, доктор технических наук, профессор Р. С. Аипов

Э45 Электропривод, электротехнологии и электрооборудование предприятий:сборник научных трудовIII Всероссийской научно-технической конференции (с международным участием) / редкол.: В.А. Шабанов и др.– Уфа: Изд-во УГНТУ, 2013. – 282 с.

ISBN978-5-7831-0989-8

Сборник научных трудов содержит статьи, которые охватывают широкий круг проблем в области преобразования, потребления и распределения электроэнергии, моделирования электроприводов технологических установок, диагностики электрооборудования, разработки новых средств релейной защиты и автоматики, автоматизации технологических процессов.

УДК 621.3:622

ББК 31.2

ISBN978-5-7831-0989-8 © Уфимский государственный нефтяной

технический университет, 2013

© Коллектив авторов, 2013

СЕКЦИЯ

«ЭЛЕКТРОПРИВОД ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВОК»

УДК 621.311.004

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ В СИСТЕМАХ ГРУППОВОГО ПИТАНИЯ

А.А. Колб

(Государственный ВУЗ "Национальный горный университет", г. Днепропетровск )

Введение. Одним из эффективных и перспективных направлений одновременной экономии электроэнергии средствами промышленного электропривода и компенсации неактивных составляющих полной мощности в нелинейных и несимметричных системах с резкопеременной реактивной нагрузкой является применение систем группового питания электроприводов (рис. 1), снабженных емкостными накопителями электроэнергии и силовыми активными компенсаторами (САК) на основе АИН с ШИМ [1, 2].

Целью работы является модельное исследование режимов работы системы группового питания электроприводов с емкостными накопителями энергии.

Результаты исследования. На рис. 1 приведен один из вариантов функциональной схемы группового питания приводов с двумя каналами передачи электроэнергии: сеть-электроприводы; сеть-силовой (параллельный) активный компенсатор неактивных составляющих полной мощности на основе обращенных АИН с ШИМ.

Основными элементами САК являются: АИН с ШИМ с двухсторонней проводимостью (от сети к накопительному конденсатору и наоборот); фильтр L_ф, который совместно с индуктивностью рассеяния трансформатора предназначен для сглаживания высокочастотной составляющей сетевого тока; система управления, построенная на основе метода I_x, I_y теории мгновенной мощности с использованием обобщенных (результирующих) векторов тока и напряжения в синхронно вращающейся системе координат.

Рисунок 1 – Функциональная схема управления качеством электроэнергии в системах группового питания электроприводов с диодным выпрямителем (В)

и емкостным накопителем (Cd)

Н а рисунок 2 приведены графики тока сети в режиме компенсации реактивной мощности и искажения 5-й и 7-й гармоник (а) и симметрирования нагрузки (б).

Рисунок 2 – Режим компенсации реактивной мощности и искажения 5-й и 7-й гармоник (а) и симметрирования нагрузки (б)

Модулируя методом высокочастотной ШИМ величину и фазу напряжения на входе САК, можно обеспечить практически синусоидальный ток с коэффициентом мощности (отстающим или опережающим) близким или равным единице. САК может работать также как активный фильтр в режиме подавления (фильтрации) высших гармоник, а также в режиме симметрирования нагрузки.

Из приведенных графиков следует, что предложенная система практически без запаздывания и с высокой точностью при практически синусоидальном токе сети компенсирует неактивные составляющие полной мощности.

Выводы.

1. На основе обращенных АИН с ШИМ могут быть построены многофункциональные системы управления качеством электроэнергии в приводах с емкостными накопителями, позволяющие как компенсировать неактивные составляющие тока, так и стабилизировать напряжение в установившихся и динамических режимах работы сети.

2. Высокая точность выделения и непрерывного контроля мгновенных значений неактивных составляющих полной мощности достигается применением метода I_x, I_y теории мгновенной мощности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Воробьев А.А., Колб А.А. Групповое питание электроприводов с общим накопителем энергии как новое направление энергосбережения // Вестник НТУ "ХПИ": Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика. – Харьков, 2003. – вып. 10. – С. 224-228.

2. Белов М.П., Новиков В.А., Рассуцов Л.Н., Сумников А.А. Автоматизированный электропривод – современная основа автоматизации технологических процессов // Электротехника. – 2003. – №5. – С.12-16.

3. Колб А.А. Система автоматического регулирования качества электроэнергии на основе полностью управляемых инверторов с релейно-векторным управлением // Вісник Кременчуцького державного полiтехнiчного університету. – Кременчук. – 2004. – Вип. 2(25). – С.37-41.

УДК 62 - 83:681.51

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С КОМБИНИРОВАННЫМ ПЛАВНО-ДИСКРЕТНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ В ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КАНАЛАХ РЕГУЛИРОВАНИЯ

О.Г.Брылина, Л.И.Цытович

(Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск)

В электроприводах переменного тока, в частности, насосных станций возможно применение комбинированного метода регулирования, когда один канал управляется от преобразователя частоты (ПЧ), а остальные – с помощью тиристорных регуляторов напряжения для плавного пуска асинхронных электродвигателей (ТРН) [1-4].

Упрощенная структура подобной системы (рис. 1) содержит многозонный интегрирующий развертывающий преобразователь (МРП)[5], канал плавного регулирования на основе демодулирующего фильтра Ф и ПЧ, а также четное число «(n-1) ≥ 2,0» каналов дискретного управления с применением ТРН1 – ТРН_n-1. Все каналы регулирования работают на общую магистраль М_, с диктующей точки которой, с помощью датчика ДОС, снимается сигнал обратной связи по давлению в магистрали. Там же на рис. 1 показаны исполнительные электродвигатели М_i и насосы Н_i.

МРП представляет собой замкнутую автоколебательную систему с частотно-широтно-импульсной модуляцией (ЧШИМ), содержащую сумматоры 1, 2, интегратор И и группу из нечетного числа n≥ 3,0 релейных элементов РЭ1…РЭ_n с симметричной относительно нулевого уровня петлей гистерезиса,пороги переключения которых удовлетворяют условию |± b₁|  |± b₂|  |± b₃|  …  |± b_n|, где индекс при «b» соответствует порядковому номеру РЭ на рис.1. выходной сигнал РЭ меняется дискретно в пределах ±А.

В режиме автоколебаний всегда работает РЭ1, имеющий минимальное значение порогов переключения. При этом на выходе 2 и РЭ1 формируется сигнал с ЧШИМ, среднее значение которого за интервал дискретизации выходных импульсов пропорционален величине сигнала рассогласования на выходе 1. С помощью фильтра Ф выделяется полезная составлявшая выходных импульсов РЭ1, которая служит управляющим сигналом для ПЧ.