Работа выполнена очень быстро (намного раньше срока), качество на высоте. Автор всегда на связи, помогает, отвечает на любые вопросы. Все замечательно, доволен.
Информация о работе
Подробнее о работе
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
- 79 страниц
- 2018 год
- 57 просмотров
- 1 покупка
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
ВВЕДЕНИЕ
Одной из важнейших проблем повышения конкурентоспособности отечественной продукции на мировом рынке является снижение энергетической составляющей в структуре ее себестоимости. Известно, что 65-75 % всей вырабатываемой электроэнергии потребляется электроприводами (ЭП). Поэтому наибольшим потенциалом энергосбережения обладают именно они.Стоимостьэлектроэнергии, потребляемой ЭП в течение жизненного цикла (срока эксплуатации), значительно превышаетстоимость оборудования и затраты на обслуживание (рисунок 1). Тенденция развития современного производства заключается вповышении единичных мощностей машин и оборудования при одновременномуменьшении энергопотребления за счет улучшения их энергетических характеристик[10].
Рисунок 1 – Стоимость затрат в жизненном цикле АД
В данной работе рассмотрена система подачи и распределения воды (СПРВ), обеспечивающим транспортировку воды на территорию снабжаемых объектов, распределение по территории и доставку к местам отбора потребителями. Нагнетательные (повысительные) насосные станции (НС, ПНСво многом задают эксплуатационные возможности и технический уровень системы водоснабжения в целом, а также существенно определяют экономические показатели ее работы.
Проблемы при обеспечении напоров в водопроводных сетях следующие.
Состояние магистральных сетей привело к необходимости снижения давления, вследствие чего возникла задача компенсировать соответствующее падение напора на уровне районных и квартальных сетей. Подбор насосов в составе ПНС зачастую производился с учетом перспектив развития, параметры производительности и напора завышались. Распространенным стал вывод насосов на потребные характеристики дросселированием с помощью задвижек, приводящий к перерасходу электроэнергии. Замена насосов вовремя не производится, большинство из них работает с низким КПД. Износ оборудования обострил необходимость реконструкции ПНС для повышения КПД и надежности работы.
Эксплуатационные расходы СПРВ составляют определяющую часть затрат на водоснабжение, которая продолжает увеличиваться в связи с ростом тарифов на электроэнергию. По авторитетным оценкам 30-50 % энергозатрат насосных систем может быть сокращено за счет изменения насосного оборудования и способов управления.
Целью данной работы является повышение энергоэффективности асинхронных двигателей (АД) насосных станций, путем совершенствования и оптимизации систем ЭП подачи и распределения воды.
Для решения данной цели были определены следующие задачи:
провести анализ факторов, влияющих на энергоэффективность АД;
определить способы повышения энергоэффективности АД;
разработать модели нерегулируемого ирегулируемого ЭП переменного тока в системе MATLAB, предварительно рассчитав необходимые параметры для настройки модели;
рассчитать энергетические показатели нерегулируемого и регулируемого ЭП переменного тока в различных режимах работы;
провести сравнительный анализ теоретических и экспериментальных значений энергетических показателей ЭП переменного тока, полученных в результате моделирования в системе MATLAB.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
И СПОСОБЫ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ 7
1.1 Факторы, влияющие на энергоэффективность 7
1.2 Способы повышения энергоэффективности 9
1.2.1 Нерегулируемый электропривод 9
1.2.1.1 Использование энергоэффективных двигателей 9
1.2.1.2 Уменьшение потерь в питающих сетях 14
1.2.1.3 Снижение напряжения 15
1.2.1.4 Замена мало загруженных двигателей 22
1.2.1.5 Ограничения времени холостого хода 25
1.2.2 Регулируемый электропривод 28
2 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 37
2.1 Расчет мощности двигателя и выбор его по каталогу 37
2.2 Расчет параметров схемы замещения АД КЗР 39
2.3 Расчет и построение естественной механической характеристики
АД КЗР 44
2.4 Расчет искусственных механических характеристик двигателя при
разных значениях частоты и амплитуды питающего напряжения 46
2.5 Расчет характеристики статической нагрузки двигателя в ЭП
центробежного насоса 52
2.6 Расчет потребляемых мощностей АД КЗР 54
3 ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НА МОДЕЛЯХ 56
3.1 Исследование нерегулируемого электропривода 56
3.2 Исследование регулируемого электропривода 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 68
ПРИЛОЖЕНИЕ 71
В ходе выполнения данной выпускной квалификационной работы было сделано следующее:
1) проведен анализ факторов, влияющих на энергоэффективность электрооборудования. К наиболее существенным можно отнестиКПД и коэффициент мощности двигателя. Увеличение КПД двигателя и его коэффициента мощности, позволяют снизить потери в сети, а также что подтверждено расчетами;
2) рассмотрены способы повышения энергоэффективности регулируемых и нерегулируемых ЭП переменного тока. Анализ способов показал, что наиболее эффективным является переход от нерегулируемого ЭП к регулируемому. Конструктивным решением такого привода является система частотный преобразователь – АД КЗР. Такая система ЭП позволяет не только сэкономить электроэнергию за счет оптимального энергопотребления в зависимости от изменения водопотребления, но и осуществлять пуск, остановку и плавное регулирование скорости;
3) рассчитаны необходимые параметры АД КЗР, его механические характеристики при разных значениях амплитуды и частоты питающего напряжения с учетом особенности нагрузки на валу двигателя;
4) на моделях регулируемого и нерегулируемого ЭП переменного тока подтверждена правильность предварительно проведенных расчетов – экспериментальные механические характеристики совпали с теоретическими;
5) расчетным путем установлена зависимость влияния КПД и коэффи-циента мощности на потребляемую электроэнергию;
6) экспериментальные данные, полученные на виртуальных моделях, показали, что использование регулируемого ЭП с частотным преобразователем позволяют регулиро¬вать скорость вниз и вверх от основной при минимальных возможных потерях, управлять временем переходных процессов и снижать до желаемого уров¬ня потери энергии, сопровождающие переходный процесс.
1. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э. Кравчик [и др.]. М.: Энергоиздат, 1982. 504 с.
2. Васильев Б. Ю. Электропривод. Энергетика электропривода: учеб. Для вузов. М.: СОЛОН – Пресс, 2015. 268 с.
3. Выбор оптимальной номинальной мощности двигателя [Электронный ресурс]// Stufiles. URL: https://studfiles.net/preview/3823401/page:10/ (дата обращения 25.05.2018)
4. Давлетбаева Г.Н., Тюленев М.Е. Исследование устойчивости асинхронного двигателя с различным характером момента сопротивления// Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2014, №10. С. 54-61.
5. Данилова 0. Л., Костюченко П. А. Практическое пособие по выбору и разработке энергосберегающих проектов. М.: Академия, 20010.256 с.
6. Джендубаев А.-З.Р., Алиев И.И. MATLAB, Simulink и SimPowerSystems в электроэнергетике: учеб. пособие для студ. вузов. БИЦ СевКавГГТА, 2014.136 с.
7. Дьяконов В. П. Simulink/5/6/7: самоучитель. М.: ДМК – Пресс, 2011. 784 с.
8. Золотых С. Ф., Рожков С. В., Лобанова С. В. Анализ методов повышения энергоэффективности электродвигателей в машиностроение // Известия ТулГУ. Технические науки, 2013. Вып. 12. Ч 1. С. 130 -135.
9. Ильинский Н.Ф., Москаленко В.В. Электропривод: энерго- и ресурсосбережение: учеб. для вузов / под ред. Н.Ф. Ильинского. М.: Академия, 2008.208 с.
10. Казаков Ю. Б. Энергоэффективность работы электродвигателей и трансформаторов при конструктивных и режимных вариациях: учеб. для вузов. М.: Издательский дом МЭИ, 2013. 152 с.
11. Капытрин В., Бородацкий Е. Автоматизация насосной станции с применением частотно-регулируемого электропривода// Силовая электроника. 2006.№2. С.20-23.
12. Каталог насосов «ГМС насосы».
13. Коновалов Ю. В. Математическое моделирование процесса пуска электродвигателей переменного тока // Электроэнергетика и электротехника: Вестник СГТУ, 2012, №4. С. 146-149.
14. Макаров В.Г., Гусельников В. А. Модель трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в пакете MATLAB// Вестник технологического университета. 2016, том 19, №10. С. 109-112.
15. Мятеж А. В., Штанг А.А., Ярославцев М.В. Моделирование тягового привода в MATLABSimulink: теоретические сведения и методические указания для выполнения лабораторных работ по курсу «Тяговый электропривод переменного тока»: учеб. пособие для студ. вузов / под ред. А.А. Штанг. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2014. 47 с.
16. Проектирование насосных станций и испытание насосных устано-вок: учебник для вузов / В.Ф. Чабаевский [и др.]. М.: Колос, 2000. 376 с.
17. Рушкин Е. И., Семенов А. С. Анализ энергоэффективности системы электропривода центробежного насоса при помощи моделирования в программе MATLAB // Современные наукоемкие технологии. 2013, №8. С.341-342.
18. Свистунов В.А. Автоматизация насосной станции с применением частотно – регулируемого электропривода // Известия ТулГУ. Технические науки, 2013, Вып.12, Ч. 2. С. 135 – 140.
19. Семенов А.С. Моделирование режимов работы асинхронного двигателя в пакете программ MATLAB// ВЕСТНИК СВФУ. 2014,том 11,№1. С. 51 – 59.
20. Современны подходы к повышению КПД асинхронных двигателей [Электронный ресурс] // ОАО «Электровыпрямитель». URL: https://www.kp.ru/guide/asinkhronnyi-ielektrodvigatel.html (дата обращения 20.05.2018).
21. Соколова Е.М. Электрическое и электромеханическое оборудова-ние: Общепромышленные механизмы и бытовая техника: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. М.: Академия, 2009.298 с.
22. Соловьев В.А. Расчет характеристик трехфазного асинхронного двигателя: методические указания к самостоятельной работе студентов. М.: МГТУ им. Н.Э Баумана, 2014. 44 с.
23. Турк В.И., Минаев А.В., Карелин В.Я. Насосы и насосные станции: учебник для вузов. М.: Стройиздат,1976. 304 с.
24. Фащиленко В.Н. Регулируемый электропривод насосных и венти-ляторных установок горных предприятий: учеб. пособие. М.: Издательсво «Горная книга», 2011. 260 с.
25. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink: учеб. пособие для студ. вузов. М.: ДМК, 2008. 288с.
26. Энергоэффективные электродвигатели [Электронный ресурс] // ООО «Завод электромашина». URL: https://www.szemo.ru/press-tsentr/article/energoeffektivnye-elektrodvigateli/ (дата обращения 20.05.2018).
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
