Частотно-регулируемый асинхронный электропривод технологических процессов электростанций с релейно-векторным управлением

• Автор: Шевцов, Максим Александрович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 183 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ЧАСТОТНОРЕГУЛИРУЕМОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА.

1.1 Техникоэкономические предпосылки применения частотнорегулируемых асинхронных электроприводов на электростанциях.

1.2 Аналитический обзор средств частотного управления

асинхронным электроприводом.

1.3 Анализ методов управления частотнорегулируемым

асинхронным электроприводом.

1.4 Аналитический обзор современных методов управления

параметров асинхронных электродвигателей

1.5 Основные пути повышения энергетической эффективности

асинхронных электроприводов.
Выводы по первой главе
2 ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПРЯМОГО УПРАВЛЕНИЯ МОМЕНТОМ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
2.1 Система прямого управления моментом асинхронного электропривода
2.2 Математический аппарат системы прямого управления
моментом
2.3 Недостатки системы прямого управления моментом
асинхронного электропривода.
Выводы по второй главе
3 РАЗРАБОТКА РЕЛЕЙНОВЕКТОРНОЙ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
3.1 Предпосылки к совершенствованию системы прямого
управления моментом асинхронного электродвигателя.
3.2 Разработка цифрового регулятора потокосцепления статора асинхронного электродвигателя . .
3.3 Моделирование релейновекторной системы управления
асинхронным электродвигателем
Выводы по третьей главе.
4 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЧАСТОТНОРЕГУЛИРУЕМОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА.
4.1 Разработка экспериментальной установки
4.2 Моделирование системы управления частотнорегулируемым асинхронным электроприводом.
4.3 Анализ результатов эксперимента и моделирования режимов
работы частотнорегулируемого электропривода
4.4 Совершенствование противоаварийной автоматики вспомогательного электропривода собственных нужд
электростанций
Выводы по четвертой главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А обязательное Формализация гибридного
регулятора
ПРИЛОЖЕНИЕ Б обязательное БппиНпкмодель трехфазного
асинхронного электродвигателя.
ПРИЛОЖЕНИЕ В обязательное Результаты моделирования системы
релейновекторного управления.
ПРИЛОЖЕНИЕ Г дополнительное Исходный код программы системы управления частотнорегулируемым асинхронным
электродвигателем.
ПРИЛОЖЕНИЕ Д дополнительное Документы о внедрении.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Как правило, в большинстве технологических систем энергетики, промышленности, сферы коммунального хозяйства и других отраслей установлены асинхронные электродвигатели в расчете на максимальную производительность эксплуатируемого оборудования, в то время как часы пиковой нагрузки, т. При этом в общей структуре потребления электроэнергии в народном хозяйстве России на долю таких электродвигателей приходится около % вырабатываемой электроэнергии. В результате электродвигатели, работающие с постоянной частотой вращения, потребляют значительно - до % - больше электроэнергии, чем это требуется для обеспечения оптимального технологического процесса. При этом ежегодно теряются миллиарды киловатт-часов электроэнергии, миллионы кубических метров воды. Вт - расчетная экономия электроэнергии ,7 млн. Вт - расчетная экономия электроэнергии 9,6 млн. Вт - расчетная экономия электроэнергии 2,0 млн. Вт - расчетная экономия электроэнергии 3, млн. Вт-ч. Доля общего расхода электроэнергии, приходящейся на отдельные группы потребителей собственных нужд для различных видов тепловых электростанций [5], приведена в таблице 1. Таблица 1. Анализ опыта отечественных и зарубежных энергопредприятий [6] указывает на интенсивный поиск способов энергосбережения наряду с продлением сроков службы энергооборудования на протяжении последних -ти лет. Это объясняется тем, что энергетическое оборудование и его теплотехнические и электротехнические компоненты проектируются из расчета эксплуатации до капитального ремонта или полной замены в течение - лет. Исследования основных и вспомогательных механизмов собственных нужд тепловых электростанций позволили определить типичные средневзвешенные потери мощности на собственные нужды по группам механизмов, оснащеных традиционными асинхронными электроприводами с постоянной частотой вращения. На рисунке 1. Рисунок 1. При значении показателя к = 0,7, что будет соответствовать оснащению частотно-регулируемым электроприводом механизмов пароводяного тракта и тягодутьевых установок, реальная экономия электроэнергии составит порядка %, а удельного расхода топлива - 3 г/кВт-ч. Вэ - экономия удельного расхода топлива; ДЭ*сн - экономия электроэнергии на собственные нужды. Рисунок 1. Тем не менее, массового применения в Российской Федерации регулируемый электропривод до настоящего времени не нашел. Объемы внедрения высоковольтного (3,3 и 6 кВ) регулируемого электропривода, в основном на объектах энергетики и теплоэнергетики, исчисляется десятками единиц. На тепловых станциях и в тепловых сетях, например, ОАО «Мосэнерго» за - годы внедрено менее трех десятков таких приводов общей мощностью около тыс. Вт (при единичной мощности от 0 до кВт), а на объектах энергетики других регионов - считанные единицы [8]. Менее десятка регулируемых электроприводов единичной мощностью 0 кВт для дымососов, дутьевых вентиляторов и сетевых насосов районных тепловых станций внедрено и находятся в монтаже на объектах коммунального хозяйства г. Москвы. По опубликованным данным [9], производители высоковольтных регулируемых электроприводов только Канады и США в году продали 0 единиц электроприводов, а в году объем продаж превысил . Объемы внедрения низковольтного (0,4 кВ) регулируемого электропривода в целом по России за тот же период времени составил немногим более тысячи единиц, при оценочной потребности в таких приводах, составляющей сотни тысяч, что объективно подтверждает высокую эффективность применения регулируемого электропривода []. Ресурсосберегающий эффект регулируемого электропривода определяется его регулирующей способностью и возможностью плавных пусков и остановок насосов, вентиляторов и других механизмов. В зарубежной практике экономический эффект от повышения надежности, срока службы и межремонтного ресурса оборудования (насосных и вентиляционных агрегатов, арматуры и коммутационной электротехнической аппаратуры) за счет «щадящих» режимов его работы оценивается выше эффекта от экономии электроэнергии. По результатам обследования института энергетики США (EPRI), ,7 % пользователей главной причиной применения регулируемого электропривода назвали надежность работы технологической системы, оборудования в целом и эффективность процесса, а 7,3 % были привлечены чистой энергетической эффективностью [].