Экспериментальные исследования стенда асинхронных электроприводов, подтверждающие оптимизацию энергопотребления на скоростях вращения, близких к номинальным
Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 АКТУАЛЬНОСТЬ 8
1.1 Добыча сверхвязкой нефти 8
1.2 Паровой способ добычи сверхвязкой нефти 9
1.3 Описание установки электроцентробежного насоса 11
1.4 Особенности схемы асинхронного электропривода с частотным
управлением и промежуточным повышающим трансформатором 16
1.5 Основные алгоритмы, особенности скалярного и векторного
управления асинхронными приводами 17
Выводы по разделу 1 19
2 ОПИСАНИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО СТЕНДА И
ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ 20
2.1 Разработка функциональной схемы исследовательского стенда ... .20
2.2 Выбор элементов стенда 21
2.2.1 Выбор исследуемой и нагрузочной машин 22
2.2.2 Выбор преобразователя частоты 23
2.2.3 Выбор понижающего трансформатора 25
2.2.4 Выбор программируемого логического контроллера и блока
расширения 26
2.2.5 Выбор блока питания для программируемого логического
контроллера 28
2.3 Разработка принципиальной схемы стенда 31
Выводы по разделу 2 32
3 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТОВ 33
3.1 Исследования при скалярном управлении без трансформатора 33
3.1.1 Исследования скалярного управления при питании обмоток статора
230В 34
3.1.2 Исследования скалярного управления при питании обмоток статора
200В 37
3.1.3 Исследования скалярного управления с трансформатором 40
Выводы по разделу 3 47
ЗАКЛЧЮЧЕНИЕ 48
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 49
ПРИЛОЖЕНИЯ 51
ПРИЛОЖЕНИЕ А 51
Оптимизация энергопотребления — это эффективный и энергосберегающий подход к управлению потреблением энергии в промышленности. Этот подход позволяет сэкономить энергию, снизить затраты на энергоресурсы и уменьшить вредные выбросы в окружающую среду. А также уменьшить экономические издержки производства, а, следовательно, улучшить экономику.
Так, нефтедобывающие компании ставят перед собой цель сократить потери энергии. Расходы на электроэнергию составляют от 30 до 35% от общей стоимости нефтедобычи [1]. Многочисленные причины, обуславливающие такую значительную долю затрат, включают в себя проблемы УЭЦН - погружной технической конструкции, состоящей из погружного электродвигателя, узлов гидрозащиты, модулей, принимающих жидкость, насоса с обратным и пусковым клапанами и объединенной в единую конструкцию длиной более 50 метров. В качестве приводных двигателей наиболее часто используются вентильные или асинхронные электрические двигатели.
Основные цели проекта:
- сравнение нескольких способов управления приводом при различных вариантах питания (с трансформатор и без него, а также скалярное регулирование при различных величинах питания обмоток статора исследуемо привода);
- анализ результатов эксперимента с целью определения наиболее эффективного метода регулирования приводом для подтверждения оптимизации энергопотребления;
- сделать выводы по результатам исследования.
В ходе исследования мы получили данные приведённые в таблице 3.3.4.
На основании полученных данных можем сделать заключение, что снижение
напряжения, подводимого к обмотке статора с 230В до 200В с целью оптимизации энергопотребления при малых нагрузках (5-10 Гц) является эффективным так как ток ротора испытуемой машины 12и скольжение S существенно не возрастают (S = 0,100; 12 = 0,69 6 А) в то время как ток статора
снижается (1± = 0,4 А). При сниженном напряжении это позволит сэкономить 10% мощности. Но при дальнейшем увеличении нагрузки ток ротора существенно возрастает и дальнейшее снижение напряжения не является эффективным.
Также анализируя данные, мы можем сделать вывод что при скалярном управлении трансформатор не оказывает значимых влияний на работу привода.
