Повышение энергоэффективности асинхронных электроприводов главного вентилятора проветривания шахты
Введение
Ключевые слова: вентилятор, асинхронный двигатель, статор, ротор, энергосбережение, энергоэффективность, потери электроэнергии, коэффициент мощности, электропривод, MULTISIM, результат.
Актуальность темы. Непрерывная работа главных проветривающих вентиляторов (ВГП) угольных, рудных и неметаллических шахт мощностью 10-2000 киловатт обуславливает высокий уровень энергозатрат на вентиляцию, который достигает 35 % от общего энергопотребления горных работ. Доля затрат на вентиляцию в себестоимости продукции достигает 30% и постоянно увеличивается в соответствии с современной тенденцией роста цен на электроэнергию и увеличения глубины разрабатываемых залежей. На высокий уровень энергозатрат на вентиляцию влияют завышенный эффект ВГП по сравнению с реальными потребностями шахты в свежем воздухе, низкий КПД вентилятора, нестационарный характер потерь энергии в электроприводе, которые зависят на режимы работы ВГП и электросети, а также ряд других факторов.
Повышение эне
Оглавление
Введение 5
1.Краткое описание объекта разработки и исследования 8
1.1 Вентиляция учалинского подземного рудника 9
1.2 Расход электроэнергии на вентиляцию 14
2. Состав основного технологического оборудования. Параметры системы электроснабжения. Задачи исследования 15
2.1 Вентилятор. Характеристики и номинальные значения 15
2.2 Номинальные данные заданного асинхронного привода SIMOTICS HV Series A-compact PLUS Тип 1RQ15068JA60-Z 21
2.3 Традиционный асинхронный двигатель как преобразователь электрической энергии в механическую 22
3. Расчет потерь электроэнергии в существующих вариантах асинхронных электроприводов 24
3.1 Cхема замещения асинхронной машины 24
3.2 Методика расчета потерь электрической энергии в электроприводе 25
3.3 Скоростные и механические характеристики асинхронной машины. 27
3.4 Расчет потерь в электроприводе ТАД 29
4. Модернизация асинхронного электропривода вентилятора главного проветривания 34
4.1 Анализ и обзор технических решений по повышению коэффициента мощности асинхронных двигателей 34
4.2 Расчет характеристик энергосберегающего асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности для вентилятора главного проветривания 38
4.3 Электрическая схема замещения асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности 40
4.4 Определение емкости компенсирующего конденсатора асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности 43
4.5 Расчет рабочих и механических характеристик асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности 46
4.6 Расчет потерь электроэнергии с учетом модернизации АД 51
5. Результаты расчета асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности 56
6. Экономичность 62
7. Выводы 63
Список использованных источников 64
Список использованных источников
1. Федеральный закон от 11.12.2013 года №599 (ред. 21.11.2018) «Об правилах безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых»
2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Изд. 6-е, перераб. и доп. Учебник для студентов энергетических и электротехнических вузов. – М.: Высшая школа, 1973. – 638 с.
3. Вольдек А.И.. Электрические машины. Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2008. – 320 с.
4. Гурин Я.С., Кузнецов Б.И. Проектирование серий электрических машин. — М.: Энергия, 1978г. – 480 с.
5. Ковчин С.А., Сабинин Б.А. Теория электропривода: Учебник для вузов. – СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отделение, 1994. – 504 с.
6. Кравчик А.Э., Шлаф М.М., Афонин В.И., Соболенская Е.А. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник. – М.: Энергоиздат, 1982. – 502 с.
7. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. Ч. 2. - М.: Энергия, 1974. – 648 с.
8. Мугалимова А.Р., Мугалимова М.Р., Мугалимов Р.Г. Исследование энергоэффективности электропривода насосного агрегата на основе компенсированного асинхронного двигателя. // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: Тезисы 80-й междунар. науч.-техн. конф. /под ред. О.Н. Тулупова. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2022. С. 65.
9. Мугалимова А.Р., Mugalimov R.G., Karandaev A.S., Zakirova R.A.,Bokov A. I.. Increasing Energy Efficiency of Asynchronous Electric Drives due to Individual Compensation of Reactive Power of Motors // Proceedings – 2020 Russian Workshop on Power Engineering and Automation of Metallurgy Industry: Research & Practice (PEAMI), Magnitogorsk: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2020. Р. 62-66. № 9234327.
10. Мугалимова А.Р., Мугалимова М.Р. Мугалимов Р.Г. Исследование пускового момента и механической характеристики асинхронного двигателя для электропривода безредукторного волочильного стана. // Вестник Южно-Уральского государственн
2.3 Традиционный асинхронный двигатель как преобразователь электрической энергии в механическуюМихаил Доливо-Добровольский – создатель трехфазного асинхронного двигателя утверждал, что двигатель Теслы был непрактичным из-за двухфазной пульсации, что вынуждало его придерживаться трехфазной работы. Особенностям конструирования этой электрической машины, ее математическому описанию, анализу режимов работы, эффективному применению ее в качестве привода для различных рабочих машин посвящены труды многих русских, советских и зарубежных инженеров-электротехников и ученых.
Устройство, а также и принцип его действия, теория традиционных асинхронных машин уже достаточно подробно изложены во многих других базисных и фундамен