Определение энергоэффективности работы асинхронных двигателей

Одним из перспективных направлений энергосбережения является развитие регулируемого ЭП на базе АД с преобразователем частоты. Регулируемый ЭП на базе АД имеет ряд преимуществ перед другими ЭП, в числе которых энергосбережение, ресурсосбережение. Количественной оценкой этих качеств являются энергетические показатели, такие как мощность, коэффициент полезного действия, коэффициент мощности. В работах ряда исследователей показано, что существующие методы оценки энергоэффективности работы электрических машин морально устарели вследствие увеличения количества электроприводов переменного тока, работающий при несинусоидальных токах и напряжениях, а также имеют определенную степень исходной или приобретенной конструктивной параметрической несимметрии. Статистика и экспериментальные данные показывают, что с учетом увеличения суммарных потерь в двигателе после каждого капитального ремонта и рост стоимости этих ремонтов дальнейшая эксплуатация этого АД становится экономически целесообразной. Адекватное определение энергетической эффективности работы АД, и своевременная его замена позволят значительно сократить расходы предприятия, связанные с внеплановыми ремонтами двигателя, с простоем производства при таких ремонтов, с увеличением стоимости последующих ремонтов, ростом оплаты за потребленную электроэнергию.

К результатам работы по этому направлению можно отнести следующее:

- Разработан в метод опосредованного определения энергетических параметров АД, который позволяет оценить его энергетическую эффективность работы и состояние в условиях некачественности напряжения жи в ления, конструктивной и параметрической несимметрии электр и ческой машины работы только на основе мгновенных значений фазных токов и напряжений статора, по кривым составляющих суммарных потерь, коэффициента мощности, мгновенного КПД статора, ротора и машины в целом, электромагнитного момента. Преимущество разработанного метода заключается в том, что он позволяет расх а чаты меньше времени на анализ данных по сравнению с методами, которые предусматривают разложения сигналов тока и напряжения на гармонические состав в ве. Предложенный метод может быть использован в качестве основы для создания систем определения зал и шкового ресурса работоспособности АД, с и стем компенсации кон с труктивнои и параметрической несимметрии АД и оптимизации режимов энергопотребления на основе частотно-регулируемого электроприводами и вода;

- Результаты математического моделирования и экспериментальные данные показали, что расчет электромагнитного момента можно проводить как на основе мгновенных мощностей, так и на основе производных потокосцеплений. Однако необходимо учитывать недостаток метода определения электромагнитного момента через потокосцепления связанной с интегрированием переменных, требует известных начальных условий. Использование рассчитанного электромагнитного момента позволяет косвенно рассчитать угловую частоту вращения двигателя, которая необходима для определения мощности на валу АД и других энергетических параметров. При косвенном расчета скорости вращения АД метод определения электромагнитного момента на основе производных потокосцеплений дает лучший совпадение с экспериментальной кривой по критерию среднеквадратического отклонений н ния;

- На основе предложенного метода определения энергетических параметров АД была разработана оптимальная по потоку система управления, которая позволяет оптимизировать энергопотребление АД в условиях недогрузки и при работе в режиме холостого хода;

- На основе предложенного метода расчета энергетических параметров АД был разработан алгоритм определения оптимального срока эксплуатации АД по критерию минимальных затрат, что также позволяет рассчитывать стоимость эксплуатации двигателя за определенный период и экономическую выгоду принятого решения. С учетом того факта, что парк двигателей промышленного предприятия составляет достаточно большое количество единиц различной мощности, то экономический эффект будет еще более ощутимым.