Уменьшение энергопотребления швейными машинами при замене электропривода
Решение задачи объединения в единую систему различных по природе функционально законченных элементов асинхронного привода с помощью унифицированных сопрягающих устройств-интерфейсов. Разработка системы частотного управления асинхронным электроприводом.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.05.2017 |
| Размер файла | 77,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
СТИС (филиал) ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», г. Ставрополь
Уменьшение энергопотребления швейными машинами при замене электропривода
М.Ф. Горяинов, старший преподаватель
В.А. Гунько, аспирант
В.С. Ядыкин, к.т.н., доцент
При замене фрикционного привода швейных машин на частотно-регулируемый изменяется режим работы асинхронного электродвигателя. У фрикционного привода электродвигатель работает постоянно с переходом от режима холостого хода в режим нагрузки при выполнении технологической операции. В частотно-регулируемом приводе электродвигатель включается только на момент выполнения технологической операции.
Для выполнения на швейных машинах различных операций электропривод помимо основной функции вращения главного вала должен обеспечивать повторно-кратковременный режим работы, автоматический и ручной пуск швейной машины, автоматический останов швейной машины по окончании операции с иглой в заданном положении. Изменение частоты вращения главного вала швейной машины в зависимости от выполняемой технологической операции должно происходить при соответствующей команде от системы управления, причем время пуска и останова швейной машины должно быть минимальным (0,4--0,5 с).
Для обеспечения указанных режимов работы швейные машины известных мировых фирм-производителей таких как: «Juki» (Япония), «Durkopp», «Pfaff», «Strobel» (Германия), «Sun Star» (Корея) и др., оборудованы частотно-регулируемым электроприводом с электронной системой управления.
В процессе выполнения исследований ставилась задача объединения в единую систему различных по природе функционально законченных элементов асинхронного привода с помощью унифицированных сопрягающих устройств-интерфейсов.
В результате была разработана система частотного управления асинхронным электроприводом, которая позволяет значительно повысить скоростные характеристики швейной машины, сократить время на вспомогательные операции, и, соответственно, существенно увеличить производительность труда, а так же снизить потребление электроэнергии.
Мощность, потребляемая электроприводом из сети , отличается от мощности на валу швейной машины на значение мощности потерь в электроприводе , т.е. .
Чем меньше потери . Тем больше КПД электропривода. Мощность потерь складывается из мощности электрических, магнитных и механических потерь. Электрические потери возникают в обмотках статора и ротора, т.е. (здесь - потери в обмотке статора и - потери в обмотке ротора). Магнитные потери в магнитопроводе возникают за счет явлений гистерезиса и вихревых токов в статоре и роторе , т.е. . Потери механические вызваны силами трения в подшипниках о скользящую среду .
На основе изложенного
. (1)
Выражение (1) можно упростить, если пренебречь магнитными потерями в пакете ротора из-за их малости в сравнении с другими слагаемыми. Поэтому практически можно считать, что
.
Мощность, передаваемая магнитным полем от статора к ротору , есть мощность, потребляемая из сети за вычетом потерь в статоре, т.е.
.
Потери в роторе составляют , поэтому
.
Мощность на валу двигателя отличается от механической на значение механических потерь , т.е.
На энергетической диаграмме, представленной на рис. 1а, показано распределение мощностей и потерь во фрикционном электроприводе (ФЭП) швейной машины и частотно-регулируемом электроприводе (ЧРЭП) (рис. 1б).
а)
б)
Рис. 1. Энергетические диаграммы: а) - энергетическая диаграмма ФЭП; б) - энергетическая диаграмма ЧРЭП
Следует отметить, что магнитные потери при изменении нагрузки двигателя от холостого хода до номинальной, являются постоянной величиной, т.е. не зависят от нагрузки. Механические потери в электродвигателе мало зависят от нагрузки. Для фрикционного электропривода следует учитывать потери мощности от фрикционной муфты, маховика и контрпривода. Поскольку асинхронный электродвигатель в фрикционном электроприводе остается включенным и работает на холостом ходу постоянно в период между проведением технологических операций на швейной машине, то следует учитывать, то, что воздушный зазор между ротором и статором увеличивает магнитное сопротивление магнитопровода и в статоре трехфазного асинхронного двигателя составляет 20-45% номинального тока статора.
В таблице 1 проведены расчеты потребления электроэнергии швейными машинами с ФЭП и ЧРЭП.
Таблица 1. Расчеты потребление электроэнергии ФЭП и ЧРЭП
|
№ п/п |
Потребление, кВт/ч |
Фрикционный электропривод |
Частотно-регулируемый электропривод |
|
|
1 |
за одну операцию |
0,00048 |
0,000392 |
|
|
2 |
в среднем за день |
1,86 |
1,12 |
|
|
3 |
в среднем за год |
494,6 |
299,17 |
По данным таблицы 1 построены диаграммы потребления электроэнергии ФЭП и ЧРЭП (рис. 2).
а)
б)
в)
Рис. 2. Диаграммы потребления электроэнергии ФЭП и ЧРЭП: а) - за одну технологическую операцию; б) - за один рабочий день; в) - за год
Таким образом, у швейной машины, работающей от частотно-регулируемого электропривода потребление электроэнергии в среднем на 24-28% меньше, чем у швейной машины с фрикционным электроприводом, сократилось время на вспомогательные операции в среднем на 12 %.
асинхронный привод частотный
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Особенности режимов работы подъемно-транспортных механизмов. Математическое моделирование нагрузочного асинхронного электрического привода (ЭП) и элементов подъемно-транспортных механизмов. Структура и параметры управления нагрузочным асинхронным ЭП.
курсовая работа [6,4 M], добавлен 21.03.2010Проектирование системы автоматического регулирования скорости электропривода шахтной подъемной установки. Применение для установки тиристорного параметрически регулируемого привода с комбинированным управлением асинхронным двигателем с фазным ротором.
курсовая работа [244,6 K], добавлен 24.06.2011Расчет и выбор элементов силовой части электропривода. Построение статических характеристик разомкнутого электропривода. Синтез и расчет параметров регуляторов, моделирование переходных процессов скорости и тока электропривода с помощью MATLAB 6.5.
курсовая работа [903,7 K], добавлен 10.05.2011Разработка функциональной схемы электропривода. Выбор элементов электропривода. Анализ динамических свойств привода, построенных на выбранных элементах. Разработка сборочного чертежа механического узла. Экономический расчет полной себестоимости привода.
дипломная работа [847,8 K], добавлен 10.02.2011Дискретное позиционное управление отдельным приводом. Обобщенная структурная схема системы позиционного управления асинхронным двигателем. Представление программы контроллера в виде диаграммы функциональных блоков. Математическая модель электропривода.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 25.12.2012Выбор двигателя привода. Расчет параметров схемы замещения. Описание, работа комплектного привода. Выбор закона и способа управления, преобразователя. Компьютерная модель модернизированного электропривода. Расчет настроек регулятора. Переходные процессы.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 17.04.2013Функциональная и структурная схемы скалярного и векторного управления электроприводом. Определение статических и динамических параметров элементов силовой части и системы управления электроприводом. Определение параметров регуляторов тока и скорости.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 06.01.2014Характеристика системы управления двигателя постоянного тока, элементы электропривода. Определение структуры и параметров объекта управления, моделирование процесса, разработка алгоритма и расчет параметров устройств. Разработка электрической схемы.
курсовая работа [419,9 K], добавлен 30.06.2009Характеристика марки прокатываемого металла и технологического процесса прокатки. Характеристика механизмов клетей: расчет мощности двигателя, выбор электрооборудования, защита электропривода. Разработка и реализация системы управления электроприводом.
курсовая работа [4,0 M], добавлен 03.04.2012Разработка автоматизированного электропривода для сталкивателя блюмов. Выбор асинхронного двигателя и преобразователя частоты. Технико-экономическое обоснование выбранного варианта электропривода, рекомендаций по безопасности и экологичности проекта.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 02.04.2011Исследование автоматизированного электропривода типовых производственных механизмов и технологических комплексов. Определение показателей качества математической модели электропривода, оптимизирования регулятора. Анализ поведения системы без регулятора.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.06.2011Разработка системы двухдвигательного асинхронного электропривода согласованного вращения механизмов передвижения козлового крана, питаемого от преобразователей частоты. Анализ снижения динамических нагрузок с помощью оптимального способа управления.
магистерская работа [1,7 M], добавлен 31.05.2017Модернизация привода автоматической линии путем замены привода постоянного тока на асинхронный привод с векторным управлением и определение ее экономической эффективности. Расчет параметров силового канала системы электропривода и мощности его двигателя.
дипломная работа [4,0 M], добавлен 17.06.2012Основные проблемы, связанные с построением бездатчикового векторного электропривода. Технические данные асинхронного трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором, расчет параметров его эквивалентной и структурной схем. Вычисление скорости двигателя.
курсовая работа [709,2 K], добавлен 09.04.2012Обзор приводов и систем управления путевых машин. Расчет параметров привода транспортера. Разработка принципиальной гидравлической схемы машины. Расчет параметров и подбор элементов гидропривода, механических компонентов привода и электродвигателей.
курсовая работа [177,2 K], добавлен 19.04.2011Выбор двигателя и кинематический расчет привода. Определение требуемой мощности двигателя. Распределение передаточного числа привода по всем ступеням. Определение частот вращения, угловых скоростей, вращающих моментов и мощностей по валам привода.
курсовая работа [194,1 K], добавлен 01.05.2012Частотное регулирование асинхронного двигателя. Механические характеристики двигателя. Простейший анализ рабочих режимов. Схема замещения асинхронного двигателя. Законы управления. Выбор рационального закона управления для конкретного типа электропривода.
контрольная работа [556,9 K], добавлен 28.01.2009Принцип работы схемы управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с одного места включения. Реверсивное управление асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с выдержкой времени. Включение асинхронного двигателя с фазным ротором.
контрольная работа [351,0 K], добавлен 17.11.2016Проектирование исполнительного двигателя системы газового рулевого привода. Анализ применения пневматических и газовых исполнительных устройств. Построение принципиальной схемы рулевого тракта. Обзор функциональных элементов систем рулевого привода.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.06.2012Условия работы и требования, предъявляемые к электроприводу ленточного конвейера. Расчет мощности и выбор двигателя, управляемого преобразователя. Определение структурной схемы электропривода. Синтез регуляторов системы управления электроприводом.
курсовая работа [823,2 K], добавлен 09.05.2013
