Многоскоростной электропривод вентилятора птичника с комбинированным коммутатором статорной обмотки для повышения эксплуатационной эффективности вентиляционных систем

• Автор: Харченко, Дмитрий Павлович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОЦЕНКА СПОСОБОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ УСТАНОВОК

1.1 Основные требования к микроклимату птицеводческих помещений и содержанию птицы

1.2 Существующий электропривод вентиляционных установок в птицеводстве и оценка способов регулирования производительности вентиляторов

1.3 Многоскоростной электропривод вентиляционной установки

1.4 Выводы и задачи исследования

2 ПАРАМЕТРЫ И РЕЖИМЫ МНОГОСКОРОСТНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ВЕНТИЛЯТОРА ПТИЧНИКА

2.1 Основы построения систем вентиляции с использованием многоскоростных двигателей. Основные характеристики многоскоростного двигателя вентилятора
2.2 Переходные процессы в двигателе при переключении обмоток. Построение математической модели многоскоростного двигателя
2.3 Разработка схемы коммутатора обмотки многоскоростного электродвигателя вентилятора птичника
3 МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАЗРАБОТАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
3.1 Программа исследований
3.2 Описание экспериментальной установки
3.3 Результаты экспериментальных исследований
3.4 Алгоритм работы управляющего микроконтроллера привода

3.5. Выводы

4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ МНОГОСКОРОСТНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ВЕНТИЛЯТОРА С КОМБИНИРОВАННЫМ КОММУТАТОРОМ СТАТОРНОЙ ОБМОТКИ В СИСТЕМУ МИКРОКЛИМАТА ПТИЧНИКА
4.1 Определение эксплуатационных показателей базового и нового оборудований
4.2 Экономическая эффективность инвестиций при внедрении блока коммутации обмоток двигателей в птичнике
4.3 Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время Россия входит в пятерку крупнейших стран в мире по производству мяса птицы. Россия увеличила производство мяса птицы на 275 тыс. т., или 10,8% (наибольший процент прироста в 2010 году в мире) и довела его объем до 2830 тыс. т. Этот факт позволил снизить поставку в страну импортного мяса птицы на 298 тыс. т. по сравнению с 2009 годом — с 986 до 688 тыс. т. Производство яиц возросло на 1,2 млрд. шт. (3,1%) и составило 40,58 млрд. шт.
Краснодарский край - это один из наиболее крупных производителей продукции птицеводства. Он входит в число первых 15 регионов страны, которые полностью обеспечивают потребность в мясе птицы своим производством. С 2004 г. по 2010 г. происходит рост поголовья птицы в крае, в среднем - на 25%, при этом наибольшего роста оно достигло в сельскохозяйственных организациях. На территории края разводится свыше 30 пород кур.
В птицеводстве большую роль играет удельный вес производственных издержек, в настоящее время этот показатель достигает значения 65%. На современных птицефабриках вопросам снижения себестоимости продукции уделяется большое внимание. Установлено, что продуктивность птицы во многом зависит параметров микроклимата (на 20-30%), при этом даже кратковременные (до нескольких часов) выключения вентиляторов или выход их из строя являются причиной значительного экономического ущерба из-за резкого снижения продуктивности или гибели птицы.
Для обеспечения заданных параметров микроклимата применяют специальные установки вентиляции, отопления и увлажнения, а также системы, автоматически поддерживающие заданные параметры [61, 32]. В таком оборудовании могут применяться различные устройства для автоматического регулирования производительности вентиляторов: автотрансформаторы, тиристорные и частотио-регулирующие станции управления. Автотрансформаторный способ регулирования позволяет получить синусоидальную форму выходного напряжения, подаваемого на вентиляторы, однако главным недос-

скорости вращения. Рассматривая и анализируя факторы, ухудшающие использование активных материалов асинхронного двигателя в многоскоростном исполнении по сравнению с односкоростным, нетрудно установить, что при одинаковых прочих условиях (магнитные и электрические нагрузки, заполнение паза обмоткой и т.д.) причинами, способными снизить мощность двигателя в многоскоростном исполнении, могут явиться лишь обмоточный коэффициент и ухудшение энергетических показателей. Поэтому для выполнения требования о максимальном использовании двигателя на низшей скорости вращения необходимо, чтобы при наибольшем числе полюсов: а) обмоточный коэффициент многоскоростной обмотки был максимальным; б) КПД и Cos ф многоскоростного двигателя не отличались от соответствующих показателей аналогичного по мощности и числу полюсов обмотки односкоростного двигателя.
Первые оригинальные схемы с соотношением чисел пар полюсов 2/1 были предложены Даландером. Они широко применяются в электродвигателях на 4/2, 8/4, 12/6 полюсов, а также в двухобмоточных на 8/6/4, 6/4/2 и 12/8/6/4 полюса. Новый этап в разработке схем полюсопереключаемых обмоток связан с методами полюсно-амплитудной и фазной модуляции. Эти методы позволили достичь определенной степени совершенства в конструировании схем обмоток для востребованных в большом объеме однообмоточных многоскоростных электродвигателей с различными соотношениями частот вращения [17].
В основу нового метода формирования фазных зон, предложенного профессором Вануриным В.М., был положен матричный принцип организации схем полюсопереключаемых обмоток из одинаковых катушечных групп [20]. Чередование фазных зон в исходном, транспонированном, эквивалентном и двухфазном вариантах соответствует обмоткам максимального распределения - обмоткам с наибольшей величиной коэффициента распределения (рисунок 1.14).