Введение. Основы электропривода

Электрификация – это внедрение электроэнергии в производство и процессы, связанные с обслуживанием населения.

Электрификация является одним из основных направлений развития сельскохозяйственного производства.

Эффективность электрификации заключается в универсальности электрической энергии. Она может дробиться от миллионов киловатт до тысячных долей ватта. Потребление электричества может плавно меняться от нуля до максимума в зависимости от нагрузки рабочего механизма.

Особенности электрической энергии предопределили ее роль как важнейшего рычага научно-технической революции во всем мире. Электрическая энергия через увеличение электровооруженности труда оказывает решающее значение на социальный образ жизни народа.

Электрооборудование и автоматизация производственных процессов позволяет высвободить большое число работников при одновременном повышении качества продукции, экономичности, надежности и бесперебойности работы агрегатов и установок.

История электрификации России.

До Октябрьской революции 1917г. электрическая энергия в сельском хозяйстве практически не применялась. В сельской местности насчитывалось 78 мелких электростанций общей мощностью менее 2 тыс. кВт., которое предназначалось для освещения помещичьих имений. Крестьяне не знали даже, что такое лампочка.

Процесс электрификации страны после революции 1917г. может быть разделен на два периода:

• первый - довоенный;

• второй – послевоенный.

В довоенный период в СССР также не было массовой электрификации сельского хозяйства. Это объясняется тем, что не было источников электрической энергии.

Показатели	1913г.	1920	1930	1940
Общая установленная мощность электростанций, млн.кВт	1.141	0.34	2.87	11.90
Выработка электроэнергии в год, млрд.кВтч	2.04	0.50	8.368	48.6

В послевоенный период производство и потребление электрической энергии резко увеличивается от пятилетки к пятилетке.

Показатели	1950	1960	1970	1980	1985
Установленная мощность электростанций, млн.кВт	19.6	66.7	166.2	270.0	310.0
Производство эл.энергии, млрд.кВтч	91.2	292.2	740.9	1295	1550
Потребление эл.энергии в с\х-ве, млрд.кВтч	1.5	10.0	38.6	88.4	175.0

С 1953г. колхозы и совхозы начали подключать к крупным электростанциям. В 1954г. в г.Обнинске вступила в строй первая в мире атомная электростанция. Началось широкое строительство сельских электростанций.

Специалисты Министерства энергетики и ученые РАН разработали «Энергетическую стратегию России до 2020 г.», где при предполагаемых благоприятных условиях развития энергетики зафиксировано увеличение производства электроэнергии с 870 до 1125 млрд.кВт ч к 2010 г., то есть на 30%, а к 2020 г. – 1585 млрд. кВт ч, т.е. в 1.8 раза. Там же определяются темпы необходимого роста добычи топлива: газа – на 12 к 2010 г., и 27% к 2020 г., нефти – на 10 и 15% и особенно заметный подъем добычи угля на 28 и 60% соответственно.

Большая часть топлива в России идет на получение теплоты. Из 500 млн. тут (тонн условного топлива) только 180 млн. тут расходуется для получения электроэнергии.

100%

30 55 15

электро- тепло потери

энергия

Рис.1 Баланс энергии на ГТУ-ТЭЦ

Современное состояние электроэнергетики обусловлено становлением рыночных отношений на предприятиях, организациях ТЭ и на предприятиях АПК. Подтверждается монопольное положение ТЭК по отношению к другим отраслям экономики. Акционирование ТЭК прошло без участия предприятий и организаций АПК несмотря на то, что возводившиеся сельскохозяйственными предприятиями электрические сети безвозмездно передавались на баланс энергосистемам.

Существенные изменения произошли и в ценообразовании. Если до 1991 г. тарифы на электроэнергию устанавливались централизовано и были едиными. Для сельского хозяйства льготный тариф составлял 1 коп. за 1 кВт-ч, то сегодня каждое акционерное общество устанавливает через региональные энергетические комиссии свои тарифы. Тариф на электроэнергию для сельского хозяйства колеблется по России от 1 руб. до 1.28 руб за кВт-ч в 2006г., из-за чего потребление энергии на производственные цели начиная с 1991 г. снизилось с67.3 до 34.3 млрд.кВт-ч в 2003 г. или на 49%. Структура электропотребления такова: электропривод – 51%, электротеплоснабжение – 31%, освещение – 18%.

Расширились на селе и частные подсобные хозяйства, для чего необходимо подведение в сельский дом трехфазного ввода и увеличение установленной мощности от 2 до 30 кВт.

В целях повышения конкурентоспособности отечественного сельскохозяйственного производства следует проводить мероприятия по его интенсификации на базе внедрения передовой техники и технологий. Следует продолжить работы по внедрению в сельскохозяйственное производство прогрессивных технических средств и технологий, основанных на использовании электроэнергии, шире привлекать предварительное преобразование ее в другие виды энергии для непосредственного воздействия на биологические процессы и отдельные виды продукции в целях направленного воздействия на них. Повсеместно применяется электрическое поле для очистки и сортировки семян, , защиты их от болезнетворных микробов, для стимулирования всхожести семян, роста и развития растений, для искусственной агрономизации в животноводстве, для питания установок электронно-ионной технологии и для др. Эффективно использование высоковольтного разряда для очистки и мойки шерсти, обработки растительной массы кормов с целью повышения их питательности, прореживания посевов сахарной свеклы, обеззараживания жидкостей, электрохимической обработки навоза и т.д.

Таблица

Энергетические мощности и потребление электроэнергии на

Сельскохозяйственных предприятиях России

П о к а з а т е л и	1990 г.	1995 г.	2000 г.	2000г.в % к 1990 г.	2000г. в % к 1995 г.
Энергетические мощности, млн.кВт, всего В расчете: на среднегодового работ- ника, кВт на 100 га посевной пло- щади кВт Потребление электроэнергии на производственные цели, млрд. кВт-ч, всего В расчете на одного средне- годового работника, тыс. кВт-ч	341.2 41.1 295.9 67.3 8.1	282.4 48.5 303.2 53.0 8.7	207.0 42.5 270.7 34.3 7.0	60.7 103.4 91.5 51.0 86.4	73.3 87.6 89.3 64.7 80.5

Известно свыше 300 способов и мест применения электрической энергии в сельском хозяйстве. Все они могут быть условно разделены на 5 основных направлений:

1 – силовое – электродвигатели. Это основное направление.

2 –электроосвещение и облучение сельхоз объектов;

3 – технологическое – электроэнергия используется непосредственно в технологическом процессе (сварка, гидролиз и др.);

4– биологическое – воздействие электроэнергии на биологический объект (животное, птицу, растения, семена и др.);

5 – прочее применение.

Электрический привод агрегатов, установок, поточных линий является основой, на которой базируется комплексная электромеханизация всех процессов.

Около 20% выпускаемых в стране асинхронных электрических двигателей мощностью до 100 кВт поступает в сельское хозяйство. Промышленность выпускает двигатели специальной серии – химо-, влаго- и морозоустойчивые, предназначенные для эксплуатации в условиях сельскохозяйственного производства.

Около 20% электроэнергии, потребляемой сельским хозяйством, расходуется на электроосвещение производственных и бытовых помещений, искусственное облучение животных и птицы, растений. Для этой цели промышленность выпускает многочисленные источники видимого, инфракрасного и ультрафиолетового облучения.

Сельскому хозяйству поставляется большое количество тепловых и охладительных установок:

• водогрейные котлы; электрокалориферы; обогреватели для молодняка; холодильные установки; электросварочные агрегаты, термические печи.

И, наконец, большое количество электроэнергии в настоящее время начинает расходоваться на электротехнологические процессы.

НЕДОСТАТКИ использования электрической энергии в сельскохозяйственном производстве:

1 – недостаточно используется в электротехнологиях, как наиболее экономически выгодных. И мало даже в силовых установках

2 – недостаточная надежность электроснабжения сельского хозяйства;

3 – недостаточная обеспеченность кадрами по электрооборудованию и монтажу и низкая их квалификация;

4 – высокая стоимость электроэнергии.

Основная задача курса – научиться рационально использовать электрическую энергию с целью снижения затрат на производство и переработку сельскохозяйственной продукции.