Оценка энергетической эффективности применения частотного электропривода металлорежущих станков с различными законами управления
Внедрение в промышленность энергосберегающих технологий. Схемы приводов токарных станков. Оценка энергоэффективности частотного управления асинхронными электродвигателями. Построение диаграммы изменения токов, скорости и моментов за один цикл работы.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.10.2016 |
| Размер файла | 794,9 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://allbest.ru
БГТУ им. Шухова
УДК 621.316.718.5
Оценка энергетической эффективности применения частотного электропривода металлорежущих станков с различными законами управления
А.Н. Махиборода, магистр
Научный руководитель: д. т. н., профессор М.А. Авербух
г. Белгород, Россия
На промышленных предприятиях РФ широко используются токарные станки различных типов и назначений. Главными узлами токарного станка являются электропривода, которые позволяют приводить деталь во вращательное движение и производить продольное и поперечное перемещение резца. Так как токарные станки являются значимыми потребителями электроэнергии на предприятии, то главной проблемой крупных и малых предприятий является снижение потерь электроэнергии при производстве токарных работ.
Развитие силовой электроники дало толчок широкому применению электромеханических систем, основанных на использовании звена «преобразователь частоты - электродвигатель переменного тока». В мировой практике применение такого электропривода признано одной из наиболее эффективных энергосберегающих, экологически чистых технологий [1].
В работе проведен сравнительный анализ энергетических показателей электропривода главного движения для токарного станка модели 1А616 при векторном и при прямом управлении моментом (DTС) Станок оснащен тремя асинхронными электродвигателями, марки 4А112М4У3, предназначенными для вращения шпинделя станка для продольной и поперечной подач (рис.1).
Рис. 1. Кинематическая схема токарного станка
Оценка энергоэффективности законов управления частотных электроприводов станка произведена с помощью модели, построенной в пакете MatlabSimulink. Моделирование произведено при идентичных условиях (задание, загрузка, возмущение и т. д.).
На рис. 2 а, б приведены схемы моделей и диаграммы изменения токов, скорости и моментов за один цикл работы.
энергосберегающий электродвигатель токарный станок
а)
б)
Рис. 2 Модели частотных электроприводов станка для различных законов управления; а) векторное управление б) DTC
Измерения будут производиться при разных режимах работы двигателя, пуск в момент времени t=0,25 c (точка А), номинальный режим t=0,6 c (точка В) и наброс момента t=0,75 c (точка С)[2].
Измерение активной и реактивной мощностей производятся с помощью блока Three-Phase V-I Measurement, который вычисляет трех-фазные токи и напряжения и блока 3-phase Instantaneous Active & Reactive Power, который вычисляет активную и реактивную мощность. Для расчета полезной мощности используется математический блок Dot Product, который перемножает момент и скорость вращения вала двигателя[4].
Расчет энергетических показателей производится по следующим формулам[3]:
коэффициент мощности: ;
Коэффициент полезного действия:
Расчетные данные показаний мощностей и энергетических показателей приведены в таблице 1.
Таблица 1
|
P |
Q |
S |
Pм |
|||
|
Векторное управление |
А |
8,25 |
4,8 |
9,5 |
8,65 |
|
|
В |
4,6 |
0,8 |
4,6 |
4,414 |
||
|
С |
5,48 |
1,15 |
5,6 |
5,134 |
||
|
DTC |
А |
7,9 |
4,95 |
9,32 |
8,47 |
|
|
В |
4,57 |
0,97 |
4,67 |
4,2 |
||
|
С |
5,45 |
1,67 |
5,7 |
5,02 |
Сравнительный анализ показал, при пуске двигателя более высокие показатели у DTC, а при номинальном режиме и при набросе момента энергетические показатели векторного управления превосходят показатели DTC. Значит применительно к токарному станку закон векторного управления будет являться более экономичным.
Список используемой литературы
1. Браславский И.Я., Ишматов З.Ш., Поляков В.Н. Энергосберегающий асинхронный электропривод. - Москва: Академия, 2004. - 265 с.
2. Проблемы обеспечения электромагнитной совместимости в электроустановках промышленных предприятий / М. А. Авербух, В. А. Кузнецов, Д. Н. Коржов, А. А. Коробкин, Д. С. Лимаров// Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. Транспорт и энергетика. - 2013. - №5 (36). - С. 203-208.
3.Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием : учеб. для студ. высш. учеб. заведений. - М.: Изд. центр «Академия», 2006.
4.Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MatLab, SimPowerSystems и Simulink. - М. : ДМК Пресс ;СПб. : Питер, 2008. - 288 с., ил.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Анализ работы системы управления для электроусилителя руля легкового автомобиля на базе вентильного двигателя с постоянными магнитами. Построение структурной схемы программы. Компоновка принципиальной электрической схемы. Построение диаграммы управления.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 15.09.2012Детальная характеристика скалярного управления частотно-регулируемого асинхронного электропривода. Сущность разомкнутых и замкнутых систем частотного управления. Анализ схемы линеаризованной системы при работе АД на участке механической характеристики.
презентация [181,5 K], добавлен 02.07.2014Перечень технологического оборудования цеха металлорежущих станков. Расчёт электрических нагрузок, компенсирующих устройств. Номинальные параметры двигателей. Выбор аппаратов защиты, проверка на электродинамическую стойкость. Охрана труда на предприятии.
курсовая работа [367,2 K], добавлен 22.01.2013Расчет и построение полной диаграммы работы электропривода. Расчет динамического торможения электродвигателя. Определение сопротивлений секций реостата. Расчет времени работы ступеней реостата. Разработка принципиальной схемы автоматического управления.
курсовая работа [599,4 K], добавлен 11.11.2013Ознакомление с производственной деятельностью, системой электроснабжения, обеспечением взрыво- и пожаробезопасности цеха металлорежущих станков. Расчет электрических нагрузок с целью выбора трансформатора, аппаратов защиты и распределительных устройств.
курсовая работа [102,0 K], добавлен 25.02.2010Расчет электропривода пассажирского подъёмника. Расчет статических нагрузок и моментов инерции, приведенных к валу двигателя подъемника. Графики зависимости скорости и тока якоря от времени за один цикл работы. Расход электрической энергии за цикл работы.
курсовая работа [461,1 K], добавлен 20.11.2010Устройство обрабатывающего центра модели ИР500ПМФ4. Характеристики сверлильно-фрезерно-расточного станка. Расчет нагрузочной диаграммы механизма. Выбор системы электропривода металлорежущих станков. Мероприятия по обеспечению техники безопасности.
дипломная работа [599,4 K], добавлен 13.04.2014Назначение токарно-винторезного станка для выполнения токарных работ. Технические данные станка, его кинематическая схема и назначение приводов. Расчет статических нагрузок, выбор электропривода, проводов и аппаратуры. Работа схемы управления станком.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 25.04.2012Расчет и выбор мощности насоса и электродвигателя, построение гидравлических характеристик насосной установки. Выбор силовых элементов автоматизированного частотного электропривода. Обоснование закона управления при частотном способе управления.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 15.03.2014Построение диаграммы скорости и нагрузочной диаграммы производственного механизма. Расчет механических и электромеханических характеристик для двигательного и тормозного режимов. Схема управления электродвигателем и его проверка по нагреву и перегрузке.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 12.09.2014Расчёт и построение нагрузочной диаграммы. Выбор и проверка электродвигателя. Построение пусковой и тормозной диаграмм. Расчет времени работы и рабочих токов ступеней реостата. Разработка принципиальной схемы управления. Выбор электромагнитного тормоза.
курсовая работа [368,8 K], добавлен 14.01.2013Характеристика производства катанки на стане "150" ОАО "БМК". Построение упрощённой нагрузочной диаграммы, тахограммы, токовой диаграммы. Требования к электроприводу. Оценка нарастания скорости якорного тока. Защита от перегрузки и коротких замыканий.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 23.07.2014Обоснование целесообразности использования энергосберегающих электроприводов с частотным регулированием. Методы оценок энергетических характеристик вентильных двигателей на постоянных магнитах. Расчет потребляемой мощности из сети асинхронного двигателя.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 19.05.2019Выбор электродвигателей для работы в системах автоматизированного электропривода. Соответствие электропривода условиям пуска рабочей машины и возможных перегрузок. Режимы работы электропривода. Выбор аппаратуры защиты и управления, проводов и кабелей.
курсовая работа [38,1 K], добавлен 24.02.2012Основные направления работ по энергоресурсосбережению в ЖКХ; требования к программам, государственная поддержка. Повышение энергоэффективности зданий, внедрение индивидуальных тепловых пунктов; технико-экономическая оценка энергосберегающих мероприятий.
курсовая работа [67,2 K], добавлен 14.07.2011Расчет мощности двигателя электропривода грузоподъемной машины. Выбор элементов силовой части электропривода. Расчет доводочной скорости. Построение нагрузочной диаграммы и тахограммы работы двигателя. Проверка двигателя по пусковым условиям и теплу.
курсовая работа [251,3 K], добавлен 16.12.2012Проектирование системы подчиненного регулирования вентильного электропривода постоянного тока на основе регуляторов тока и скорости. Выбор комплектного тиристорного электропривода и тиристоров. Расчёт статических параметров. Оценка перерегулирования.
курсовая работа [515,5 K], добавлен 06.04.2014Составление электрической схемы для цепи постоянного тока, заданной в виде графа. Замена источников тока эквивалентными источниками ЭДС. Уравнения узловых потенциалов. Законы Кирхгофа. Построение векторно-топографической диаграммы токов и напряжений.
контрольная работа [2,1 M], добавлен 31.08.2012Преимущества и недостатки ламп накаливания, причины необходимости их замены на люминесцентные и светодиодные лампы. Энергетический мониторинг освещения техникума. Внедрение энергосберегающих технологий, экономическая эффективность их использования.
курсовая работа [786,6 K], добавлен 20.03.2012Краткие сведения о приводе. Кинематическая схема механизма и описание ее работы. Расчет статических моментов, выбор и обоснование аппаратуры управления. Описание работы принципиальной схемы электропривода, инструкция по его техническому обслуживанию.
курсовая работа [288,4 K], добавлен 04.05.2014
