по курсу «Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов» «Автоматизация технологических процессов (стр. 1 из 10)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра электротехники и электрооборудования предприятий

Реферат

по курсу «Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов»

«Автоматизация технологических процессов на основе частотно-регулируемого асинхронного электропривода как средства ресурсо- и энергосбережения»

Выполнил:

студент группы АЭ-01-01 К.Е. Швыткин

Проверил:

кандидат технических наук, доцент В.И. Бабакин

Уфа 2005

Содержание

Стр.

Введение

2

1. Основные пути повышения энергетической эффективности асинхрон-ных электроприводов

3

2. Энергетическая эффективность асинхронных электроприводов

6

2.1. Кинематически связанные электроприводы

-

2.2. Режимы энергосбережения в электроприводах с полупроводнико-выми преобразователями

9

2.3. Электроприводы центробежных насосов

14

2.4. Электроприводы вентиляторов и турбокомпрессоров

23

2.5. Электроприводы поршневых машин

29

2.6. Электроприводы конвейеров и транспортёров

31

2.7. Электроприводы управления дуговыми сталеплавильными печами

33

Заключение

39

Список литературы

40

Введение.

Возрастающие технологические требования к качеству производственных процессов, необходимость внедрения высоких технологий обусловливают устойчивую тенденцию внедрения в различные отрасли промышленного и сельскохозяйственного производства регулируемых электроприводов.

Развитие математической теории машин переменного тока, создание усовершенствованных силовых полупроводниковых при­боров и преобразователей на их основе, использование современ­ных средств управления, включая микропроцессорные, позволи­ли создать высококачественные и надежные системы регулиру­емых асинхронных электроприводов, которые становятся основ­ным видом регулируемого электропривода. Как указывается в [10], в 2002 г. на европейском рынке из общего числа продаваемых регу­лируемых приводов электроприводы переменного тока составили 68 %, электроприводы постоянного тока – 15 %, механические и гидравлические приводы – 17 %. Тенденция возрастания доли внедряемых регулируемых асинхронных электроприводов объек­тивно сохранится и в дальнейшем, так как массовый регулиру­емый электропривод может быть реализован только на базе асин­хронных двигателей. Это связано с тем, что в диапазоне мощно­стей до 100 кВт их производится в 40 – 50 раз больше, чем двига­телей постоянного тока.

Широкое использование регулируемых электроприводов при­вело к тому, что современный электропривод является не только энергосиловой основой, позволяющей обеспечить производствен­ные механизмы необходимой механической энергией, но и сред­ством управления технологическими процессами, так как задачи по реализации качества производственных процессов в настоящее время в большинстве случаев возлагаются на системы управления регулируемыми электроприводами в сочетании с системами техно­логической автоматики. В связи с возрастанием цен на энергоно­сители, в частности на электроэнергию, и ограниченными воз­можностями увеличения мощности энергогенерирующих устано­вок проблема энергосбережения, в том числе снижения электро­потребления, приобретает особую актуальность.

Энергосбережение стало одним из приоритетных направлений технической политики во всех развитых странах мира. Это связано, во-первых, с ограниченностью и невозобновлямостью ос­новных энергоресурсов, во-вторых, с непрерывно возрастающи­ми сложностями их добычи и стоимостью, в-третьих, с глобаль­ными экологическими проблемами, обозначившимися на рубеже тысячелетий.

Энергосбережение является наиболее дешевым и безопасным способом увеличения энергогенерирующих мощностей, так как затраты на экономию 1 кВт мощности обходятся в 4 – 5 раз де­шевле, чем стоимость вновь вводимого 1 кВт мощности.

Основные потери (до 90 %) приходятся на сферу энергопотреб­ления, в которой должны быть сконцентрированы основные уси­лия по энергосбережению электроэнергии. Так как электроприводы потребляют до 70 % вырабатываемой электроэнергии, наиболее существенная экономия электроэнергии может быть достигнута при использовании регулируемых электроприводов для управле­ния технологическими процессами, что в сочетании с возможно­стями автоматизации может обеспечить оптимальное использова­ние электроэнергии и других ресурсов.

В связи с тем что среди регулируемых электроприводов домини­рующее положение занимают частотно-регулируемые асинхронные электроприводы, их массовое применение позволяет решать не только технологические задачи, но и проблему энергосбережения.

В последние годы в России уделяется большое внимание теоре­тическим и практическим вопросам энергосбережения. Это связа­но в первую очередь с тем, что удельные затраты энергии на еди­ницу стоимости валового внутреннего продукта (ВВП) и энерге­тическая составляющая себестоимости продукции в России выше, чем в других развитых странах. Можно утверждать, что в насто­ящее время многие отечественные научные и проектные органи­зации, а также производственные предприятия, достигли опреде­ленных успехов в энергосбережении и число таких организаций и предприятий, решающих проблемы энергосбережения, постоян­но растет [1].

В данном реферате в систематизированном виде изложен ком­плекс вопросов, связанных с возможностями энергосбережения при использовании регулируемых асинхронных электроприводов, главным образом частотно-управляемых; обоснованы рациональ­ные способы применения энергосберегающего электропривода; намечены схемные решения, обеспечивающие энергосбережение при управлении различными технологическими процессами и произ­водственными механизмами; дана количественная оценка сниже­ния электропотребления и других ресурсов.

1. Основные пути повышения энергетической эффективности асинхронных электроприводов.

В настоящее время основным типом регулируемого электро­привода является частотно-регули­руемый асинхронный электропривод – система «полупроводнико­вый преобразователь частоты – асинхронный двигатель» (ППЧ – АД). Однако наряду с этим электроприводом в некоторых случаях для решения отдельных производственных задач и энергосбере­жения находит применение система «тиристорный преобразова­тель напряжения – асинхронный двигатель» (ТПН – АД), обеспе­чивающая регулирование напряжения первой гармоники напря­жения, подводимого к статору.

В эксплуатации также находятся электроприводы на основе асин­хронных двигателей с фазовым ротором, регулируемые за счет изменения добавочных сопротивлений в роторных цепях, так на­зываемые системы реостатного регулирования – «устройство реостатного регулирования – асинхронный двигатель с фазовым ротором» (УРР – АДФР). Особенно много таких электроприводов входит в состав подъемно-транспортных механизмов.

С учётом приведенных выше способов и систем управления асинхронными электроприводами можно наметить следующие направления снижения потребления энергии АД.

Первое направление связано со снижением потерь в электро­ приводе при выполнении им заданных технологических операций по заданным тахограммам и с определенным режимом нагружения. Это электроприводы, работающие в пускотормозных режимах (кра­ны, лифты, главные приводы слябингов и блюмингов, вспомога­тельные позиционные механизмы прокатных станов и т.д.) или длительных режимах с медленно изменяющейся нагрузкой (насо­сы, вентиляторы, компрессоры, транспортеры и т.д.). В таких элек­троприводах за счет снижения потерь электропривода в устано­вившихся и переходных режимах возможна значительная эконо­мия электроэнергии. В кинематически связанных электроприводах (рольганги, многодвигательные приводы тележек и т.д.) равно­мерное деление нагрузок между двигателями позволяет также минимизировать потери в них.

Второе направление связано с изменением технологического процесса на основе перехода к более совершенным способам ре­гулирования электропривода и параметров этого технологическо­го процесса. При этом происходит снижение потребления энергии электроприводом. В качестве примера можно привести электропри­воды турбомеханизмов (насосов, вентиляторов, турбокомпрессо­ров), поршневых насосов и компрессоров, транспортеров, систем регулирования соотношения топливо — воздух и др. При этом, как правило, эффект не ограничивается экономией электроэнер­гии в электроприводе, во многих случаях возможна экономия ре­сурсов (воды, твердого и жидкого топлива и т.д.).

Для обоих названных направлений характерным является то, что в них снижается потребление энергии именно в электропри­воде: в первом случае за счет снижения потерь энергии, во вто­ром за счет использования менее энергозатратного со стороны электропривода управления технологическим процессом.

Можно назвать и третье направление, обеспечивающее реализа­ цию энергосберегающих технологий. Известно, что имеется ряд тех­нологических процессов, где электропривод сравнительно неболь­шой мощности управляет потоком энергии, мощность которого в десятки и сотни раз превышает мощность электропривода. К та­ким объектам можно отнести дуговые сталеплавильные печи по­стоянного и переменного тока, вакуумные дуговые печи, рудо-восстановительные печи, установки индукционного нагрева и т.д. На них электроприводы мощностью в несколько киловатт могут управлять процессом, потребляющим десятки и даже сотни мега­ватт. Очевидно, что от совершенства электропривода, его быстро­действия и точности, степени автоматизации процесса во многом зависит эффективное использование таких значительных объемов энергии. Это направление не связано с уменьшением потока энер­гии через электропривод, чаще потребление энергии электропри­водом даже увеличивается. Тем не менее, так как это направление связано со значительной экономией электроэнергии, рассмотрим его на примере дуговой сталеплавильной печи.


похожие статьи

Copyright © MirZnanii.com 2015-2018. All rigths reserved.