3 Аналіз можливостей поліпшення енергетичних показників асинхронного електроприводу пм при використанні тпч

Як показано в попередньому розділі. Одним з найбільш доцільних шляхів модернізації асинхронного електроприводу ПМ, що діють є застосування тиристорного перетворювача частоти для управління приводом в режимах руху на знижених швидкостях.

Для кількісної оцінки поліпшення енергетичних показників ПМ при такій модернізації проведені розрахунки, аналогічні викладеним в попередньому розділі для двох випадків:

а) ПМ оснащена електроприводом, робота якого у всіх режимах супроводжується втратами тільки в двигуні і механічних передачах (далі в тексті - ідеальний електропривод). У цьому випадку ПМ споживає електроенергію, величина якої визначається добутком рушійних зусиль і швидкості руху судини на кожній ділянці. Сказане пояснює вид діаграми потужності ідеального електроприводу по рис.4.4,а. Площа заштрихованих областей на цьому малюнку відображає втрати енергії в реостатному приводі;

б) ПМ модернізована із застосуванням ТПЧ.

Витрата електроенергії з мережі для ідеального електроприводу при відпрацюванні заданої тахограми, визначимо по виразу:

(4.17)

де - витрата електроенергії з мережі при підйомі судини, квт.ч;

- витрата електроенергії з мережі при спуску судини, кВт.ч.

Доданки (4.17) визначимо по виразу:

(4.18)

де - початкове і кінцеве значення швидкості руху на і-ій ділянці, м/с;

- початкове і кінцеве значення рушійного зусилля на і-ій ділянці, кН.

Складові записані таким чином, в відповідності до лінійності відповідних ділянок діаграми потужності по рис.4.4,а.

Для ідеального електроприводу питома витрата електроенергії за цикл на одну тонну вантажу і середній за цикл ККД можуть бути визначені по виразах (4.3) і (4.4) при заміні на .

У разі модернізації електроприводу із застосуванням ТПЧ тахограма циклу роботи установки відповідно до рис.4.4 може бути умовно розділена на наступні характерні ділянки:

а) ділянки розгону до зниженої швидкості, уповільнення до зупинки і руху по зниженій швидкості: 1-2; 6-7; 8-9; 13-14. На цих ділянках двигун отримує живлення від ТПЧ і споживання електроенергії за цикл роботи може бути визначено, як у ідеального приводу по формулах (4.17) -(4.18) з урахуванням коефіцієнта 1.2, що враховує вплив погіршення не синусоїдальності вихідного струму ТПЧ. Причому при підйомі , а при спуску [10];

б) на ділянках розгону до сталої швидкості, уповільнення до зниженої швидкості при підйомі, а також рухи на сталій швидкості при підйомі і спуску (4-4-5; 11 по рис.4.4) електропривод працює за існуючою схемою реостатного регулювання. Спожівання електроенергії в цьому випадку розраховуємо по виразах (4.6) (4.14);

в) на ділянках розгону до сталої швидкості і уповільнення до зниженої швидкості при спуску (10, 12 по рис.4.4) електропривод працює в режимі, близькому до динамічного гальмування, оскільки вихідна частота ТПЧ, не перевищує 10-12 Гц. Тому споживання електроенергії в цих режимах з достатньою точністю можуть бути розраховані по виразу 4.13. Для запропонованого модернізованого електроприводу ПМ із застосуванням ТПЧ на дотягувані, питома витрата електроенергії за цикл на одну тонну вантажу і середня за цикл ККД можуть бути визначені по виразах (3.3) і (3.4).

Розрахунок енергетичних показників на прикладі прохідницької підйомної установки МПП-9 по приведених вище методиках для випадків ідеального електроприводу і електроприводу з ТПЧ приведень в таблиці 4.1. Там для порівняння приведені енергетичні показники реостатного електроприводу.

На рис.4.5 приведені криві залежностей ККД і питомої витрати електроенергії від глибини підйому для реостатного , з перетворювачем частоти і ідеального електроприводу .

Таблиця 4.1 - Порівняльний аналіз енергетичних показників різних варіантів електропривода МПП-9

Проаналізувавши криві по рис.4.5, можна зробити наступні висновки;

1. Зіставлення енергетичних показників ідеального електроприводу з реостатним показує, що існує можливість значного їх поліпшення на ППМ, що діють, за рахунок застосування енергозбережного електроприводу.

2. Нізька економічність асинхронного електроприводу порівняно з ідеальним найбільш істотна при малих глибинах підйому, наприклад, при глибині 200 м питома витрата електроенергії асинхронного приводу приблизно в 4 рази вища, ніж у ідеального, а на глибині 1000 м-тільки в 2 рази.

3. Пропонованій електропривод ПМ з ТПЧ для режимів дотяжки дозволяє істотно поліпшити енергетичні показники установки і наблизити їх до показників ідеального електроприводу, причому найбільш ефективний електропривод з ТПЧ при малих глибинах підйому.

4. З вищесказаного виходить необхідність і доцільність розробки і впровадження енергозбережного електроприводу на основі існуючого високовольтного асинхронного двигуна з метою істотного підвищення економічної ефективності ПМ при їх модернізації.