Введение 11
1. Промышленная установка и анализ технологического процесса 13
2. Грузоподъемные механизмы 15
2.1. Классификация грузоподъемных механизмов 15
2.2. Параметры грузоподъемных механизмов 16
2.4. Требования к автоматизированному электроприводу и системе автоматизации
грузоподъемных механизмов 22
2.5. Определение возможных вариантов и выбор рациональной системы электропривода
24
2.6. Функциональная схема автоматизированного электропривода 26
3. Корректор коэффициента мощности 27
3.1. Описание корректора коэффициента мощности 27
3.2. Схемотехника однофазных корректоров коэффициента мощности 29
3.3. Раскрытие полезной модели 38
3.4. Промышленная применимость полезной модели 40
3.5. Область применения, к которой относится полезная модель 43
3.6. Уровень техники 43
3.7. Сущность полезной модели 44
4. Моделирование активного корректора коэффициента мощности 46
4.1. Схема активного трехфазного ККМ 46
4.2. Описание системы управления трёхфазного ККМ 48
4.3. Моделирование работы имитационной модели ККМ 51
4.4. Проведение имитационного моделирования работы ККМ 54
4.5. Работа корректора при провалах напряжения 69
4.6. Выводы по результатам, полученным при моделировании работы ККМ на
различный характер нагрузки 70
Заключение 72
Список литературы 74
Чтобы решить задачу по сокращению и полной отмене тяжело: труда, необходимо расширить отрасль машиностроения, которая з производством грузоподъемной техники. Во всех отраслях народного хозяйства грузоподъемное оборудование является основой для комплексной механизации.
В настоящее время грузоподъемные машины выпускаются в огромных количествах и применяются в таких отраслях народного хозяйства, как металлургия, строительство, а также для добычи полезных ископаемых, в транспорте и многих других отраслях. Отечественная промышленность изготавливает в большей степени те грузоподъемные машины, которые в основных рабочих механизмах имеют электрический привод, за счет этого эффективность работы этих машин в большей степени зависит от показателей качества используемого электрооборудования, а также от качества электроэнергии в сети, к которой подключен электропривод.
Проблема энергосбережения в России привлекает все больше внимания в последние годы и для промышленности стали актуальны меры по энергосбережению. Из-за увеличения количества потребителей электрической энергии, что оказалось несоизмеримо со скоростью появления новых источников энергии, появилась нехватка электроэнергии, а также увеличилась ее стоимость.
При передаче и распределении электроэнергии, обычно, происходит потребление реактивной мощности, которая расходуется на создание магнитных полей. Реактивная энергия создает дополнительную нагрузку на силовые линии питания в элементах энергосистемы и в цепи . В свою очередь, коэффициент мощности (КМ) характеризует преобразование электроэнергии и определяет количество активной мощности, которая передается потребителю [1].
Коэффициент мощности должен быть практически равен единице, если отсутствует потребление реактивной энергии. Для этого потребляемый из сети ток должен совпадать по фазе и по форме с напряжением сети [2].
Одним из самых эффективных способов энергосбережения на промышленном предприятии является компенсация реактивной мощности [3].
Такие пассивные методы компенсации реактивной мощности, как использование статических тиристорных компенсаторов и конденсаторных установок, до недавнего времени были единственно возможными для решения данных проблем [4]. Для того, чтобы улучшить гармонический состав потребляемого тока, который в современных системах электропитания значительно искажается из-за импульсных устройств, необходимо использовать активный корректор коэффициента мощности (ККМ) [5, 6].
Чтобы достигнуть заданного уровня постоянного напряжения на конденсаторе и сделать потребляемый ток совпадающим по форме и по фазе с напряжением, необходимо применить корректор коэффициента мощности.
С момента принятия ГОСТ Р 51317.3.2-2006 по эмиссии гармонических составляющих тока, создаваемой статическими преобразователями [7], в электрических сетях взамен статическим преобразователям с низким КМ стали применяться активные ККМ. Активный ККМ позволяет не только исключить влияние высших гармоник тока, но и повысить мощность подключаемого к сети оборудования, за счёт поддержания заданного уровня напряжения на конденсаторе в цепи постоянного тока. Больший интерес представляют трехфазные активные ККМ, сконструированные на базе трехфазного инвертора, работающего в обратном режиме.
ККМ данного типа широко применимы в электроприводах, источниках питания, частотных преобразователях и другом промышленном электрическом оборудовании. В ходе проделанной научно-исследовательской работы, была создана имитационная модель трехфазной сети с ККМ в среде компьютерного моделирования Matlab/Simulink.
Результаты проведённого моделирования подтверждают адекватность построенной модели в режиме пассивного выпрямителя (без использования ККМ), а также эффективность работы ККМ для улучшения гармонического состава тока и поддержания заданного уровня напряжения на конденсаторе. При активной нагрузке с помощью ККМ cosф сети был увеличен с 0,75 до 0,999 (на 33,2; при реактивной нагрузке с помощью ККМ cosф был увеличен с 0,71 до 0,998 (на 40,6 %).
После анализа полученных результатов можно заключить, что:
1. В электроприводе с ККМ установленная полная мощность трансформатора питающей сети по сравнению с сетью без ККМ снижается на 35 %, соответственно уменьшаются сечения подводящих кабелей и расход электроэнергии [2].
2. Потребляемый нагрузкой ток, при использовании ККМ полностью соответствует требованиям ГОСТу по эмиссии низкочастотных гармонических составляющих в питающую сеть [8].
3. Использование ККМ в системах энергоснабжения промышленных
предприятий решает большинство проблем, связанных с помехозащищённостью потребителей электроэнергии и повышению их мощностных показателей, снижению потребления энергии,
уменьшению экономических затрат.
4. Приведенная структура построения сети электропитания с ККМ позволяет получить коэффициент искажения тока от высших гармоник менее 10 %, коэффициент мощности не менее 0.98 при мощности ККМ не более 40 % от мощности всех потребителей.
5. С целью повышения помехозащищённости входных цепей ККМ предложен алгоритм адаптивной настройки синхронизации и захвата по частоте сети при фазовых и амплитудных помехах от высших гармонических составляющих напряжения и тока.
6. ККМ обеспечивает бесперебойную работу потребителей при просадке напряжения сети в два раза и безаварийное завершение работы при провале напряжения в 10 раз.
7. Для защиты ККМ от кратковременных перегрузок предложен алгоритм работы с переходом в неуправляемый режим (на время перегрузки) с последующим восстановлением функционирования.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
