Энергосберегающие режимы регулируемых асинхронных электроприводов насосов водоснабжающих установок в условиях фермерских хозяйств

• Автор: Кузнецов, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 132 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ.

1.1. Современное состояние.

1.2. Электропотребление и анализ энергосбережения в АПК

1.3. Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ В АПК

2.1. Математические модели АД

2.2. Математическая модель преобразователя частоты

2.3. Особенности построения и реализации систем векторного управления АД

2.4. Управляющие воздействия в каналах управления АД.

2.5. Ограничение вектора управлений по модулю в САУ скоростью АД.
2.5.1. Области допустимых управлений.
2.5.2. Ограничение вектора токов статора в асинхронном ЭП
5.2.3. Блоки ограничения модуля вектора токов статора
2.6. Выводы по 2 главе.
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО
ИССЛЕДОВАНИЯ.
3.1. Методика проведения натурного эксперимента
3.2. Моделирование статического режима асинхронного электропривода.
3.3. Моделирование динамического режима асинхронного электропривода.
3.4. Выводы по третьей главе.
ГЛАВА 4. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ ВЕКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ В АПК
4.1. Взаимосвязь технологических и энергетических режимов работы насосной установки
4.2. Техникоэкономическая оценка эффективности применения векторного управления асинхронным ЭП.
4.3. Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В противном случае для получения недостающих данных необходимо восстановление или оценка их по имеющимся измерениям. Другой особенностью синтеза регуляторов в структуре частотнорегулируемого ЭП с векторным управлением является необходимость учета нестационарности объекта, которая обусловлена изменением в процессе работы АД активных сопротивлений фазных обмоток и приведенного момента инерции. Поэтому для качественного регулирования скорости необходимо использование алгоритмов адаптации, которые однако сложны в настройке и эксплуатации. Избежать данного недостатка для некоторых математических моделей АД можно путем привлечения принципа локализации, обеспечивающего желаемые динамические свойства нестационарной САУ за счет преднамеренной организации быстрых движений, в которой частично или полностью локализуются внешние и внутренние возмущения. Как отмечается в [4], в зависимости от условий эксплуатации электромеханических преобразователей можно выделить две обширные группы ЭП. К первой из них относятся регулируемые ЭП, для которых основными являются статические режимы работы с постоянной или медленно изменяющейся нагрузкой, а ко второй - ЭП, работающие, главным образом, в динамических режимах, связанных с отработкой быстроизменяющихся управляющих и возмущающих воздействий. В соответствии с данным разделением осуществляется выбор метода оценки, для которого должно достигаться экстремальное значение выбранного критерия. Так для первой группы оптимизируемый функционал должен отвечать некоторому энергетическому критерию, например, минимуму затраченной энергии или минимуму энергии электрических потерь. Для второй группы ЭП в качестве такого требования может выступать минимум времени, затраченного на перевод данной точки системы из одного состояния в другое, что соответствует классическому критерию оптимальности по быстродействию. Для водоснабжающих установок в АПК приоритетным является первая группа ЭП, анализ и синтез которой и положены в основу данной диссертации. Применительно к асинхронным ЭП, которые в подавляющем случае являются приводами механизмов вентиляторного типа в диапазоне малых и средних мощностей, задачу энергосбережения можно сформулировать как отыскание управляющих воздействий в рамках систем с обратными связями и последовательной коррекцией. Федеральная целевая программа «Социальное развитие села до года» и отраслевая программа «Энергосбережение в АПК на - гг. Актуальность этих задач вызвана тем, что проведенные реформы привели к снижению экономического уровня предприятий АПК. Низкое качество и неэффективное использование электрической энергии - характерные черты многих российских аграрных предприятий и сельских территорий. Проблема энергосбережения в сельском хозяйстве в условиях перехода к рыночным отношениям обостряется в связи с дефицитом энергоресурсов и резким увеличением их стоимости. Поэтому первоочередной задачей экономии топливно-энергетических ресурсов в отрасли является снижение необоснованных энергозатрат, величина которых достигает -% от общего потребления электроэнергии сельским хозяйством. В агропромышленном комплексе в настоящее время широко применяется электропривод с асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором. До % потребляемой электрической энергии используется в нерегулируемом асинхронном электроприводе, в то же время необходимо признать, что в последние годы в некоторых производственных процессах стали применять частотно-регулируемый асинхронный электропривод. Расчет мощности электродвигателей осуществляют по максимальной загрузке потребителя, время действия которой, в соответствии с графиками нагрузки для многих технологических процессов, не превышает -% длительности эксплуатационного режима. Одним из перспективных направлений снижения энергопотребления является внедрение векторного управления частотнорегулируемого электропривода. Однако эффективность применения этого управления во многом определяется обоснованным использованием его для конкретных технологических процессов с учетом специфики сельскохозяйственного производства.