Модернизация электропривода главного шахтного подъемника Учалинского горно-обогатительного комбината
ВВЕДЕНИЕ
Ключевые слова: шахтный подъемник, асинхронный двигатель, потери электроэнергии, характеристики, энергоэффективность.
Актуальность темы: В большинстве предприятии шахтный подъемное устройство работает в постоянном режиме работы. В связи с этим электроприводы данных устройств потребляет 20% электроэнергии от всего предприятия. Поэтому на данный момент возникает вопрос о энергоэффективности, возможно модернизации электродвигателя для экономии электроэнергии и повышение энергоэффективности шахтного подъемника.
Объект исследования: Асинхронный электропривод шахтного подъемника на основе двигателя АКН2-18-43-16М УХЛ4
Предмет исследования: Асинхронный двигатель с фазным ротором АКН2-18-43-16М УХЛ4
Цель работы: Снизить потери электроэнергии в асинхронном электродвигателе путем повышения коэффициента мощности, и коэффициент полезного действия.
Основные задачи исследования:
1. Провести обзор способов повышение энергоэффективности асинхронных электроприводов. Выбрать н
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА 8
1.1 Описание технологического процесса предприятия 8
1.2 Анализ технологического процесса скипового подъема шх. «Главная». 10
1.3 Анализ схемы распределительных сетей 11
1.4 Характеристика электропривода действующей ШПУ 13
2. ИЗВЕСТНЫЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ 19
2.1. Вариант модернизации по системе ПЧ - АД 19
2.3. Векторное управление асинхронным электроприводом 23
2.4. Повышение энергоэффективности путем повышения коэффициента мощности 27
2.5. Асинхронно-синхронные двигатели 27
3. ТРАДИЦИОННЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 32
3.1 Схема замещения асинхронной машины 32
3.2. Расчет потерь традиционного асинхронного двигателя 35
4. АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ИНДИВИДУАЛЬНОЙ КОМПЕНСАЦИЕЙ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 41
4.1. Устройство и электрическая схема асинхронного компенсированного двигателя 41
4.2. Определение необходимой емкости компенсирующего конденсатора асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности 44
4.4. Рабочие и механические характеристики асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности 50
4.5. Потери электрической энергии в АД с индивидуальной компенсацией реактивной мощности 52
5. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ТИПА АКН2-18-43-16М УХЛ4 ДО И ПОСЛЕ МОДЕРНИЗАЦИИ 61
5. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ МОДЕРНИЗАЦИИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ШП НА ВАРИАНТ С ИНДИВИДУАЛЬНОЙ КОМПЕНСАЦИЕЙ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 66
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 69
Список использованных источников
1. Селиванов, И.А. Применение асинхронного электропривода с импульсно-частотным управлением / И. А. Селиванов, Е. А. Завьялов, Э. О. Миньков. - Текст : непосредственный // Электротехнические системы и комплексы: межвуз. сб. науч. тр. / МГТУ. - Магнитогорск, 2002. - Вып.7. - С.83 - 86.
2. Рудаков В.В., Столяров И.М., Дартау В.А. Асинхронные электроприводы с векторным управлением. – Л.: Энергоатомиздат, 1987.
3. Сорокер Т.Г. Расчет характеристик асинхронного двигателя //Бюллетень ВЭИ. 1941, № 6. С. 27-32.
72. Шенфер К.И. Асинхронные машины. - М.-Л.: ГОНГИ, 1938.
4. Мугалимова А.Р., Мугалимов Р.Г. К определению оптимальной емкости компен-сирующего конденсатора для энергосберегающего асинхронного электропривода. // Материалы 66-й научно-технической конференции: Сб. докл. – Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. – Т. 2. – С. 50-53.
5. Мугалимов Р.Г., Губайдуллин А.Р., Мугалимова А.Р. Методика расчета емкости компенсирующего конденсатора для асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности: Межвузовский сб. науч. тр. Вып. 16/ Под ред. А.А. Радионова. – Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», 2009. С. 168-177.
6. Кравчик А.Э., Шлаф М.М., Афонин В.И., Соболенская Е.А. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник. – М.: Энергоиздат, 1982.
7. Мугалимова А.Р., Мугалимова М.Р. Электрическая схема замещения энергосберегающего асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности// Молодежь. Наука. Будущее. Вып.2: Сб.научн.тр. студентов/ Магнитогорск: МГТУ, 2004. с. 239-245.
8. Сыромятников Н.А. Режимы работы асинхронных двигателей. - М.-Л.: ГЭИ, 1955
9. Мугалимова А.Р. Энергосберегающий электропривод нефтяного стана-качалки на основе асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности. // Энергосбережение и энергоэффективность Сб.науч.тр. студентов. Магнитогорск. МГТУ, 2005. – С. 97-101.
10. Мугалимова А.Р., Мугалимов Р.Г. Общепромышленный энергосберегаю
К недостаткам рассмотренного ПЧ относятся:
1) ограниченное регулирование выходной частоты (от 0 до 40 % частоты сети);
2) сравнительно большое число силовых вентилей и сложная схема управления ими;
3) невысокий коэффициент мощности -- максимальное значение на входе преобразователя около 0,8.
2.3. Векторное управление асинхронным электроприводомДля получения высокого качества управления электроприводом в статических и динамических (переходных) режимах в широком диапазоне регулирования скорости, в том числе в области нулевых скоростей, необходимо иметь возможность быстрого непосредственного управления моментом электродвигателя.
Момент любого электродвигателя в каждый момент времени определяется величиной (амплитудой) и фазой двух моментообразующих составляющих: тока и