книги из ГПНТБ / Красник В.В. Повышение надежности и экономичности работы электрооборудования на предприятиях легкой промышленности

Нормальный закон распределения интервалов времени исправ­ ной работы применим для оценки безотказности системы в том слу­ чае, если мятематическое ожидание времени безотказной работы намного больше среднего квад-

в схеме управления углом открывания тиристоров. Для обеспече­ ния высокой надежности работы системы необходимо через указан­ ный срок ее эксплуатации заменить элементы в схеме управления тиристорами: сопротивления, маломощные диоды и т. п.

Надежность работы силовых элементов в блоке весьма высокая, что видно из данных расчетов, приведенных в табл. 21 и изобра­ женной на рис.49 кривой безотказности работы двух тиристоров и двух диодов, включенных встречно-параллельно в две фазы об­ мотки статора (Я= 1,2-10~5 1/ч)

Данные, приведенные в табл. 21, говорят о весьма высокой на­ дежности силовых полупроводниковых вентилей, используемых

в схеме недогруженного асинхронного автоматизированного элек­ тропривода для повышения его энергетических показателей. Си­ стема имеет надежность при работе в течение 2500 ч. При большем числе часов работы в системе необходимо заменить ряд маломощ­ ных элементов в схеме управления угла открывания тиристоров,— сопротивления, диоды и т. д.— что не является сложной задачей. В этой схеме особенно высокой надежностью обладают силовые

вентили. Срок бесперебойной работы тиристоров и диодов дости­ гает 50 ООО ч, что составляет примерно 10 лет беспрерывной работы электропривода.

Устойчивость работы системы с тиристорными регуляторами, применяемыми для повышения cos ф недогруженных асинхронных электродвигателей

Рассмотренная выше САР обеспечивает номинальную величину cos <р в любых условиях недогрузки асинхронного электродвига­ теля. Система автоматического регулирования является статиче­ ской, поскольку установившееся значение регулируемой величины

/

зависит от нагрузки и изменяется при ее колебаниях. Строго огра­ ниченные пределы регулирования величины подаваемого на элек­ тродвигатель напряжения позволяют сделать вывод об устойчи­ вости системы. Однако проверить рассмотренную выше САР на устойчивость и определить ее статическую ошибку все же необ­ ходимо.

Численное значение статической ошибки определяется при еди­ ничном возмущающем воздействии от момента нагрузки на валу электродвигателя, так как задающее воздействие равно нулю

асинхронного электродвигателя с тиристорным управлением

(•Хзад(р)=0) и определяется лишь настройкой регулятора для кон­ кретного асинхронного электродвигателя.

На рис. 50 показана структурная схема замкнутой системы ав­ томатического регулирования асинхронного электродвигателя с ти­ ристорным управлением, состоящая из следующих пяти звеньев: 1) звенья 1 и 2, представляющие собой два соединенных звена — преобразующее и усилительное. Эти звенья отражают процесс в ре­ гуляторе системы; 2) звено 3 — апериодическое звено; при измене­ нии задающего параметра это звено отражает инерционность элек­ тродвигателя. Входной величиной является напряжение на обмот­ ках фаз статора, изменяющееся в зависимости от величины утла открывания тиристоров, а выходной — величина тока, протекаю­ щего по обмоткам статора электродвигателя; 3) звено 4, являю­ щееся простым преобразующим звеном; это звено является отрица­ тельной жесткой обратной связью по напряжению и представляет собой датчик (относительно малое активное сопротивление), вклю­ ченный в одну из фаз обмотки статора; входной величиной яв­ ляется значение тока в цепи электродвигателя, а выходной — паде­ ние напряжения, снимаемое с датчика; 4) звено 5, отражающее процесс в электродвигателе при возмущающем воздействии мо­ мента нагрузки и при c/ 3 a a =const .

Для проведения расчетов схему рис. 50 целесообразно предста­ вить в виде упрощенной схемы, показанной на рис. 51.

Если тиристор или диод имеют водяное охлаждение, то в обо­ значении добавляется буква В.

К каждому вентилю завод-изготовитель прилагает паспорт с подробным описанием его параметров и технических характе­ ристик.

При правильном выборе и соответствующей защите тиристоров и диодов срок их службы неограниченно большой.

7. Оценка экономической эффективности работы тиристорных регуляторов

для повышения cos ф недогруженных асинхронных двигателей

Наряду с техническими показателями, важнейшим критерием оценки работы электропривода является его экономичность.

Проектирование и эксплуатация электропривода основывается на так называемых расчетных затратах, в которые помимо началь­ ных капитальных вложений входят эксплуатационные издержки. Возрастание капитальных затрат оправдывает себя в том случае,

номичность их определяется по методу окупаемости дополнитель­

шими капитальными затратами благодаря пониженным эксплуа­ тационным расходам, и наоборот.

Оценим экономичность работы асинхронного электродвигателя с тиристорными регуляторами, предназначенными для повышения его cos ф. Наиболее конкурентным с данным способом повышения cos ф является способ его увеличения при помощи конденсаторных батарей. Поэтому проведено сравнение технико-экономических по­ казателей этих двух способов. Для наглядности необходимо вклю­ чить и третий вариант — определить соэф электродвигателей без применения специальных мер по его повышению. В нижеприведен­ ном примере выбрана мощность электродвигателей, для которых применение тиристоров представляется экономически целесооб­ разным.

Два асинхронных электродвигателя типа А81-4 номинальной мощностью 40 кВт и типа А71-4 номинальной мощностью 20 кВт работают с систематическими переменными нагрузками с низкими

в смену и 23 рабочих дня в месяц.

Требуется определить какой из перечисленных выше способов повышения соэф недогруженных электродвигателей наиболее эко­ номичен.

Для каждого из электродвигателей подсчитывают годовой рас­ ход We электроэнергии:

W3 = P T [кВт-ч],

где 7" = 2-8-23 • 12 = 4416 ч — годовое число часов работы электро­ двигателей.

Годовая стоимость электроэнергии берется по двухставочному тарифу в соответствии с Прейскурантом № 09-01 тарифов на электроэнергию за 1967 г. (0,8 коп. за 1 кВт-ч.). Основная годовая плата за установленную мощность в расчет не принимается, так как для всех вариантов она одинакова.

В соответствии с Правилами пользования электрической энер­ гией по шкале скидок и надбавок к тарифу за электроэнергию определяют величину надбавки за низкий соэф. Данные расчета сведены в нижеприведенную табл. 23.

Подсчитаем величину годовой экономии от повышения cos ф до номинального значения при применении тиристорных регуля­ торов. Номинальная величина cos ф для электродвигателя типа А81-4 равна 0,89, а типа А71-4 —0,88. Надбавка к тарифу на элект-