Частотно-регулируемый электропривод для энергосбережения и оптимизации технологических процессов в электротехнических комплексах

Актуальность исследования заключается в поиске энергосберегающих технологий. Так, в настоящее время, наиболее распространенным типом электропривода в промышленности является асинхронный, причем большинство из таких – нерегулируемые. Замена нерегулируемого электропривода на регулируемый в различных агрегатах позволяет существенно снизить потребление электроэнергии, увеличить срок службы механической части привода и повысить качество регулируемого технологического параметра. Замена заключается в установке между сетью и двигателем устройства – электронный преобразователь частоты. Данное устройство изменяет частоту вращения ротора двигателя за счет изменения частоты и амплитуды питающего напряжения. Наибольшее распространение получили преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока. Такие устройства построены на электронных ключах, которые выполнены на IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) транзисторах. С помощью программного обеспечения NI Multisim14 создана модель для определения экономии мощности при внедрении ЧРП.

В работе приводится обоснование внедрения частотно-регулируемого электропривода (ЧРП) для оптимизации технологических процессов в электротехнических комплексах и системах, в частности для примера представлен полный анализ энергоэффективности применения ЧРП в насосных системах водоснабжения. Также приведен расчет его экономической эффективности для конкретной установки.

1. Абрамов Б.И, Коган А.И., Бреслав Б.М, и др. Частотно-регулируемый электропривод буровых установок БУ-4200/250 // Элетротехника. М.: Издательство. Фирма Знак. 2009. №1. С.8- 13.

2. Авербух М.А. Анализ электродинамических процессов и электромагнитной совместимости частотного электропривода в пакете MATLAB 7.12 // Известия высших учебных заведений. Электромеханика 2014. №4. С.57-62.

3. Бабакин В.И. Энергосберегающий частотно-регулируемый электропривод кустовой насосной станции // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. 2014. Т.1. №2. С.21-25.

4. Глоба М.Д. Разработка программного комплекса для дистанционного управления частотным электроприводом // Научно-образовательный потенциал молодежи в решении актуальных проблем XXI века. №4. 2016. С. 204-206.

5. Иванова В.Р. Исследование работоспособности асинхронных электродвигателей совместно с преобразователем частоты // Материалы 1 Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития электроэнергетики и электротехники». 2019. С. 283-286.

6. Иванова В.Р. Разработка критериев оценки принимаемых решений в области проектирования, создания и эксплуатации активно-адаптивных электроэнергетических систем // Материалы международной научной конференции «Высокие технологии и инновации в науке». СПб: 2018. С. 112-116.

7. Иванова В.Р. Разработка учебного стенда для эффективной и безопасной эксплуатации резервного электроснабжения на промышленных предприятиях // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2018. №9-10. С.165-169

8. Ivanova VR. The analysis of Measurements of Indicators of Quality of the Electric Power and Calculation of Economic Efficiency After Installation of the Booster Transformer OA. International multi-conference on industrial engineering and modern technologies, Fareastcon 2018. Vladivostok, 03- 04 Okt. 2018.

9. Кочегаров М.В, Муконин А.К, Питолин В.М. О работе преобразовательных устройств для частотного электропривода // Вестник Воронежского государственного технического университета, 2012. Т. 8. №3. С.166-168.

10. Крысанов В.Н. Разработка адаптивной АСУТП теплоснабжения на примере индивидуального теплового пункта // Материалы 17 Международного семинара «Физико- математическое моделирование систем», 2017. С.79-83.

11. Ланген А.М. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод двухмассовой системы // Электричество. Изд. НИУ МЭИ. 1994. С.35-41

12. Макаров А.Н. Автоматизированный электропривод с частотным управлением по датчику гидростатического давления // Вестник Машиностроения. 2017. №3. С.53-10.

13. Мамедов Ф.А. Линейный электропривод с однофазным частотным преобразователем для вибропневмосепаратор // Сборник трудов международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве», 2010. Т.3. С.161-164.

14. Мещеряков В.Н. Энергосберегающий каскадно-частотный электропривод для турбомеханизмов нефтегазовой отрасли // Сборник статей конференции «Булатовские чтения», 2018. Т.6. С.218-220.

15. Новиков Е.А. Применение учебного стенда для изучения частотных преобразователей в учебном процесс // Сборник трудов конференции «Актуальные вопросы преподавания технических дисциплин». 2016. С.232-237.

16. Panasetsky D. Simplified variable frequency induction-motor drive model for power system stability studies and control // IFAC-Papersonline. 2016. T.49. №47. pp.451-456.

17. Филонов С. А. Частотно-регулируемый электропривод как способ оптимизации электропотребления // Сборник трудов конференции «Наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения». 2018. С.197-204.

18. Хворостенко С.В. Синтез пассивных фильтрокомпенсирующих устройств для ослабления высших гармоник в цеховых сетях электроснабжения с нелинейными потребителям // Интеллектуальная электротехника. 2019. №1(5). С.84-93.

19. Шабанов В.А. Ресурсосберегающий эффект от использования функции подхвата преобразователя частоты электропривода при авторотации вентиляционных установок // Энергобезопасность и энергосбережение. 2019. №2. С.34-39.