The paper considers a problem of saving electric power in the case when non-regulated electric drive with ventilator load is replaced for regulated one. Shaft power dependences for regulated and non-regulated electric drives of external refrigerating plant on ambient temperature are shown in the paper.Рассматривается вопрос экономии электроэнергии в результате замены нерегулируемого электропривода с вентиляторной нагрузкой на регулируемый. Приводятся зависимости мощностей на валу для регулируемого и нерегулируемого электроприводов наружной хо-лодильной установки от температуры окружающей среды

R. Ramanau V.

V. Ramanau V.

В. Романов В.

Р. Романов В.

Russian

V. V. Ramanau

R. V. Ramanau

В. В. Романов

Р. В. Романов

ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations / Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ

выводПредложенный принцип построения прогнозирующей модели и управ­ления от нее электроприводом отличается простотой реализации и может применяться в металлорежущих станках и промышленных роботах при цифровом управлении.Л И Т Е Р А Т У Р А1. Г у л ь к о Ф.Б., К о г а н  Б. Я. Метод оптимального управления с прогнозировани­ем // Тр. ИФАК. - 1965. - Т. 2. - С.153.2. В о р о ж е н ц е в  И. В., Л а д ыг ин  А. Н., X о л и н В. В. Цифровой быстродейст­вующий регулятор тока тиристорного преобразователя для электропривода // Тр. МЭИ. -1982. -Вып. 1.-С. 17-21.Представлена кафедрой электропривода и автоматизации промышленных установок и технологических комплексов Поступила 30.05.2005УДК 621.132ЭЛЕКТРОПРИВОД С ВЕНТИЛЯТОРНОЙ НАГРУЗКОЙ Канд. техн. наук, доц. РОМ АНОВ В. В., инж. РОМ АН ОВ  Р. В.Белорусский национальный технический университет,Минские кабельные сетиПриводными двигателями вентиляторов, используемых для охлаждения продуктов переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах, служат асинхронные двигатели, частота вращения которых, как правило, не регу­лируется. Интенсивность охлаждения в этом случае изменяется путем ре­гулирования расхода охлаждающего воздуха при неизменной частоте вра­щения двигателя. Мощность, необходимую для прокачки охлаждающего воздуха, можно определить по выражению [1]Pwm = l,15Qv2, (1)где Рвент - требуемая мощность на валу приводного двигателя; Q - расход охлаждающего воздуха, м3/с; v - окружная скорость вентиляци­онных крыльев по их внешнему диаметру, м/с.При неизменной частоте вращения двигателя потребляемая им из сети мощность зависит (прямо пропорционально) только от расхода охлаждаю­щего воздуха. А  если для изменения расхода охлаждающего воздуха ис­пользовать регулируемый электропривод, то потребляемая из сети мощ­ность при снижении расхода охлаждающего воздуха будет уменьшаться более интенсивно, чем в случае нерегулируемого электропривода. Найдем соотношение мощностей для регулируемого и нерегулируемого электро­приводов. Предположим, что КПД привода не зависит от нагрузки и часто­ты вращения электродвигателя, а также, что расход охлаждающего воздухаодинаков как в случае нерегулируемого, так и регулируемого электропри­водов. Тогда на основании (1) получим\ 2вент.р(2)где Дент.ш Рвент.р - мощности на валу двигателей нерегулируемого и регули­руемого электроприводов соответственно; пяом, п - номинальное и текущее значения частоты вращения.Полученное выражение можно записать в видеРвент.р Ръеят.в/D , (3)где D  = пяом/п - степень уменьшения скорости.Таким образом, в случае использования регулируемого электропривода мощность на валу по сравнению с мощностью на валу нерегулируемого электропривода снижается пропорционально квадрату степени уменьше­ния скорости.Используя зависимость расхода охлаждающего воз­духа от температуры окру­жающей среды для вентиля­тора наружной холодильной установки (рис. 1), можно по выражению (1) рассчи­тать мощность на валу элек­тродвигателя при различ­ных температурах окру­жающей среды. Результаты<2, м3/с60 --2;5 -2:о -15 -10 ■5 () 5 1Ю 15 Т/=С 25Рис. 1. Зависимость расхода охлаждающего воздуха от температуры окружающей средырасчета для электродвигателя с номинальной мощностью 90 кВт при диа- метре вентилятора, равном 5 м, приведены в табл. 1.Таблица 1Зависимость мощности на валу электродвигателя вентилятора от температурыоо Q , м3/с v7 м/с Р т/'Т^Т-L вент.р> 1 Р1 вент.н? SX±J>L25 93 23,8 92,2 92,220 86 22,0 72,8 85,215 78 20,0 54,6 77,310 72 18,4 42,7 71,45 65 16,6 30,6 64,40 60 15,4 24,9 59,5-5 56 14,3 20,0 55,5-10 52 13,3 16,1 51,5-15 48 12,3 12,7 47,6-20 46 11,8 11,2 45,6-25 43 11,2 9,4 42,6По данным табл. 1 построены зависимости мощности на валу РВент.Р Для регулируемого (кривая 1) и Рвштм для нерегулируемого (кривая 2 ) электро­приводов от температуры окружающей среды (рис. 2). При этом за базо­вую принята мощность на валу двигателя при температуре окружающей среды 25 °С. По этим кривым, зная КПД привода, можно определить по­требляемую из сети мощность при различных температурах окружающей среды. Из рисунка видно, что в случае изменения расхода охлаждающего воздуха путем регулирования частоты вращения приводного двигателя мощность, необходимая для прокачки охлаждающего воздуха, уменьшает­ся, причем тем больше, чем ниже температура окружающей среды. Зави­симость мощностей Рвент.р/Дент.н от температуры охлаждающего воздуха приведена на рис. 3 , с помощью которого, зная температуру окружающей среды, можно в первом приближении (без учета разницы в величинахКПД) определить экономию электроэнергии от внедрения регулируемого электропривода. Например, при температуре 5,5 °С она составит порядка 40-50 %.0,700,600,500,400,30-25 -20 -15 -10 -5 10 15 Т, °С 25Рис. 2. Зависимость относительной мощно­сти на валу электродвигателя от температу­ры: 1 - регулируемый; 2 — нерегулируе­мый электроприводыРис. 3. Зависимость мощностей на валу регу­лируемого и нерегулируемого электроприво­дов от температурыДля регулирования частоты вращения асинхронного двигателя вентиля­тора наиболее целесообразно использовать частотный электропривод. Ис­следование частотного регулирования [2 ] показывает, что для обеспечения работы асинхронного двигателя при различных частотах с постояннымизначениями КПД, коэффициента мощности, перегрузочной способности и постоянным абсолютным скольжением при ненасыщенной стали необхо­димо одновременно с изменением частоты регулировать также и напряже­ние питающей сети по следующему закону:(4)где U[ и М  - напряжение питающей сети и момент, соответствующие час­тоте f[\ Ui и М  — напряжение и момент, соответствующие частоте fx.В случае вентиляторной нагрузки М~ f 2. ТогдаШт. е. подводимое к двигателю напряжение должно измениться пропорцио­нально квадрату частоты.Однако в условиях эксплуатации при небольших диапазонах регулиро­вания вполне допустимо использование закона регулирования U/f= const. В этом случае напряжение питания двигателя изменяется прямо пропор­ционально частоте.ВЫВОДЭкономия электроэнергии от внедрения частотнорегулируемого элек­тропривода промышленных вентиляторов увеличивается с понижением температуры окружающей среды. При температуре 5,5 °С (среднегодоваятемпература по Республике Беларусь) она составит порядка 40-50 %.Л И Т Е Р А Т У Р А1. В о л ь д е к  А. И. Электрические машины. - JL: Энергия, 1978. - 838 с.2. К о с т е н к о  М. П., П и о т р о в с к и й  JI. М. Электрические машины. - Д.: Энер­гия, 1973.-Ч. 2.-530 с.Представлена кафедройэлектроснабжения Поступила 30.05.2005

Электропривод с вентиляторной нагрузкой

https://energy.bntu.by/jour/article/download/786/780

Электропривод с вентиляторной нагрузкой

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations / Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ