Повышение энергоэффективности асинхронного электропривода шаровой мельницы сырья
Введение
Актуальность темы. Одним из из главных потребителей электроэнергии в ЗАО «ЮКЦ» является асинхронный электродвигатель шаровой мельницы сырья. Только на помол сырья в производстве ежегодно расходуется 18 млн. кВт*ч электроэнергии, стоимость которой оценивается в 60-80 млн. рублей. От 20-30 % электроэнергии теряется из-за сравнительно низкой энергоэффективности электропривода шаровой мельницы сырья. Это является одной из причин повышения стоимости электрической энергии производимой продукции. В нашем случае тенденцией является снижение потребления электроэнергии с целью эффективного использования оборудования. В этой связи существует проблема повышения энергоэффективности работы асинхронного двигателя шаровой мельницы сырья.
Объект исследования: Электропривод трубной шаровой мельницы сырья производительностью 195 т/ч.
Предмет исследования: Асинхронный двигатель YRKK900-8 электропривода трубной шаровой мельницы сырья.
Цель научно-исследовательской работы – выбор оптимальн
Содержание
Введение 6
1. Описание объекта 8
1.1 Описание технологического процесса предприятия 8
1.2 Технологическая схема производства портландцемента сухим способом 8
1.3 Анализ технологического процесса трубной шаровой мельницы сырья. 9
1.4 Анализ схемы распределительных сетей 11
2. Структура потерь электрической энергии в асинхронном двигателе 17
2.1. Устройство асинхронного двигателя 17
2.2. Механические и скоростные характеристики. Потери в асинхронных двигателях 21
3. Известные способы повышения энергетических показателей асинхронных двигателей 27
3.1 Компенсатор сдвига фаз Шербиуса для асинхронного двигателя 27
3.2 Асинхронный двигатель с постоянными магнитами на роторе 28
3.3 Тиристорные установки компенсации реактивной мощности 29
3.4 Система частотный преобразователь – асинхронный двигатель (ПЧ-АД) 30
3.5 Асинхронный двигатель с индивидуальной компенсацией реактивной мощности 31
Выводы: 34
4. Устройство и принцип действия асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности 36
4.1. Устройство и электрическая схема асинхронного компенсированного двигателя 36
4.2. Определение емкости компенсирующего конденсатора асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности 38
4.3. Расчет параметров схемы замещения и оценка потерь электрической энергии модернизированного варианта асинхронного двигателя для шаровой мельницы сырья 45
4.4. Моделирование и анализ полученных результатов после реконструкции САД на ЭАД 52
5. Расчет экономических показателей и срок окупаемости 56
Выводы 58
Список использованной литературы 59
Список использованной литературы
1. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. Ч. 2. - М.: Энергия, 1974.
2. Петров Г.Н. Электрические машины. Ч. 2. - М.: Энергия, 1974.
3. Вольдек А.И. Электрические машины. - М.-Л.: Энергия, 1974.
4. Сорокер Т.Г. Расчет характеристик асинхронного двигателя //Бюллетень ВЭИ. 1941, № 6. С. 27-32.
5. Шенфер К.И. Асинхронные машины. - М.-Л.: ГОНГИ, 1938.
6. Алиев И.И. Асинхронный энергосберегающий двигатель. Электротехника №11, 2001. с. 39-41.
7. Ковчин С.А., Сабинин Б.А. Теория электропривода: Учебник для вузов. – СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отделение, 1994.
8. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Изд. 6-е, перераб. и доп. Учебник для студентов энергетических и электротехнических вузов. – М.: Высшая школа, 1973.
9. Пат. 2112307 RU, МКИ 6 Н02 к 17/28. Асинхронная компенсированная электрическая машина. Савицкий А.Л., Мугалимов Р.Г., Савицкая Л.Д.// Открытия. Изобретения. 1998г. №15.
10. Мугалимова А.Р., Мугалимов Р.Г. К определению оптимальной емкости компенсирующего конденсатора для энергосберегающего асинхронного электропривода. // Материалы 66-й научно-технической конференции: Сб. докл. – Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. – Т. 2. – С. 50-53.
11. Кравчик А.Э., Шлаф М.М., Афонин В.И., Соболенская Е.А. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник. – М.: Энергоиздат, 1982
12. Мугалимова А.Р., Мугалимова М.Р. Электрическая схема замещения энергосберегающего
Рассматриваемый компенсатор предназначен для сдвига фаз тока и напряжения асинхронного двигателя с фазным ротором. Шербиус упростил компенсатор Леблана, устранив в нем сталь статора. Он состоит из одного ротора, вращающегося от дополнительного двигателя. Ротор представляет собой замкнутое стальное кольцо, в пазах которого размещена обмотка, присоединенная к коллектору. Обмотка через коллектор и щетки соединяется с обмоткой ротора асинхронного двигателя. Электрическая схема соединения компенсатора и асинхронного двигателя аналогична рисунку 2.1.
Благодаря тому, что пазы размещены значительно глубже внешней поверхности ротора, силовые линии вращающегося потока практически не выходят из стали ротора. Это устраняет воздушный зазор, что ведет к уменьшению магнитного сопротивления системы. Ротор обладает свойством самовозбуждения.
Магнитный поток Ф3 компенсатора при малых насыщениях изменяется прямо пропорционально току ротора асинхронного двигателя, т.е. Ф3≡I2.
При возрастании нагрузки асинхронного двигателя пропорционально возрастает поток Ф3 компенсатора и увеличивается . Следовательно, в предложенном варианте компенсатора достигается некоторая автоматичность регулировки cosφ асинхронного двигателя при достаточно широких пределах изменения нагрузки асинхронного двигателя.
Недостатком предложенного технического решения является использование дополнительных электрических машин – компенсатора, обладающего коллектором и щеточным