Введение к работе
Актуальность темы. На эффективность работы птицефабрик большое влияние оказывает уровень потребления электрической энергии в системах обеспечения нормативного воздухообмена з производственных помешениях. Достижение экономических условий эффективного выращивания и содержания птицы требует решения задач по снижению расхода электроэнергии, в том числе и за счет совершенствования электропривода приточных вентиляторов.
Регулирующее воздействие на приток наружного воздуха в системах воздухообмена в зависимости от климатических условий реализуется, как правило, изменением частоты вращения центробежных вентиляторов, привод которых осуществляется асинхронными многоскоростными электродвигателями.
Существенным недостатком используемых в приводах приточных вентиляторов многоскоростных электродвигателей общепромышленного назначения является несоответствие их нагрузочных свойств, которые определяются применяемыми в них схемами полюсопереключаемых обмоток, механическим характеристикам вентиляторов. Малая степень загрузки многоскоростных электродвигателей при большем числе полюсов и невысокая степень использования габарита базового электродвигателя при меньшем числе полюсов - основные причины низкой эффективности использования электрической энергии.
Диссертационная работа посвяшена решению задачи эффективного использования электрической энергии в системах воздухообмена в птицеводческих помещениях на основе применения в приводе приточных веігтиляторов многоскоростных электродвигателей с новыми схемами полюсопереключаемых обмоток, нагрузочные свойства которых в наибольшей степени соответствуют механическим характеристикам приточных вентиляторов.
Диссертащюнпая работа отвечает Федеральному закону об энергосбережении и «Концепции развития механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства России на период до 2000 года». Она выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Аіиви-Черноморской государственной агроинженерной академии на 1У% -2000 гг. по заданию 04 - «Разработать научные основы энергетического обеспечения производителен сельскохозяйственной продукции, автоматизации и компьютеризации агропромышленного производства» и отраслевой научно-технической программой «Развитие инженерно-технической сферы сельского хозяйства Российской Федерации» на 1996-2000 гг.
Целью работы является дальнейшее развитие аналитической основы и практической базы, направленное на повышение энергетических показателей многоскорЧэстных электродвигателей в приводах приточных вентиляторов птицеводческих помещений.
Достшкегше поставленной цели потребовало решения следующих основных задач:
провести анализ нагрузочных свойств многоскоростных электродвигателей, применяемых в настоящее время для привода пригонных вентиляторов в системах обеспечения нормативного воздухообмена в птицеводческих помещениях, и определить влияние степени их загрузки на эксплуатационный кпд;
на основе анализа современных методов формирования схем полюсопереключаемых обмоток обосновать пути дальнейшего их развития с целью поиска новых схемных решений полюсопереключаемых обмоток, применение которых в многоскоростных электродвигателях прдаодов приточных вентиляторов отвечало бы эффективному использованию электрической энергии;
провести исследования по энергопотреблению многоскоростных электродвигателей с рациональными схемами полюсопереключаемых обмоток в приводе приточных вентиляторов,
дать технико-экономическую оценку эффективности применения многоскоростных электродЕигателей в приводе вентиляторов.
Объектом исследования является многоскоростной электропривод приточных вентиляторов типа Ц4-70 систем обеспечения воздухообмена птицеводческих помещений.
Предметом исследования являются энергетические показатели многоскоростных электродвигателей в приводе приточных вентиляторов
Методика исследований включает аналитические и экспериментальные методы. Аналитические методы базируются на современной теории и методах формирования схем полюсопереключаемых обмоток, на сравнительном анализе вариантов схем полюсопереключаемых обмоток методом гармонического анализа и по диаграммам Гёргеса, на исследовании влияния высших прямовращающихся гармоник м.д.с. на пусковые свойства электродвигателя, на обосновании из вариантов схем наиболее рациональной по степени использования габарита базового электродвигателя.
Экспериментальные исследования многоскоростного электродвигателя с новой схемой полюсопереключаемой обмотки проводились в лаборатории кафедры электрических машин и эксплуатации электрооборудования Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии по стандартным методикам. Обработка и анализ результатов исследований проводились с использованием ПЭВМ.
Научная новизна исследований заключается: - в анализе ачиякия степени загрузки многоскоростных электродвигателей в приводах вентиляторов на эксплуатационный кпд электродвигателей:
- в обосновании зависимости эксплуатационного кпд многоскоростных
электродвигателей от конструктивных признаков схем полюсопереключае-мых обмоток;
в разработке метода формирования схем полюсопереключаемых обмоток на основе пооторной фазной модуляции 180-ой ступенью (реверсированием токов в половине трехфазной обмотки) укороченных фазномодули-руемых обмоток;
в разработке новых схем подюсопереключаемых обмоток, обеспечивающих миогоскоростным электродвигателям соответствие их нагрузочных свойств механическим характеристикам приточных вентиляторов.
Практическое значение работы состоит:
- в разработке многоскоростных электроприводов приточных венти
ляторов систем воздухообмена в птицеводческих помещениях, в полной мере
отвечающих требованиям энергосбережения;
- в снижении на 19 % потребления электрической энергии многоскоро-
стнымн электродвигателями с новыми полюсопереключаемыми обмотками в
приводах приточных вентиляторов:
- в экономическом эффекте от внедрения результатов исследований в
виде чистого дисконтированного дохода в размере 14081 руб. за 7 лет
Исхода из выполненного объема работы, иа защиту выносятся:
основы формирования схем подюсопереключаемых обмоток модуляцией 180-ой ступенью укороченных фззномодулнруемых обмоток для многоскоростных электродвигателей с заданными нагрузочными свойствами;
новая схема полюсопереключаемой обмотки, наиболее полно отвечающая требованиям энергосбережения при ее использовании в многоскоростных электродвигателях для привода приточных вентиляторов;
эксплуатационные показатели энергосберегающих многосхоростных электроприводов приточных вентиляторов.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены в ЗАО ПФ «Юбилейная» Кагалышцкого района Ростовской области, переданы для практической реализации в многоскоростных электродвигателях серии А Ярославского электромашиностроительного завода (ОАО «LDIN»), нашли применение в ремонтном предприятии «Сельхозэнерго» и в
vupfiwnw гтотіАлг*» Л UT" А А
Публикация результатов, работы. Основные положения диссертации опубликованы в 2 научных статьях и в 3 депонированных рукописях.
Апробации работы. Основные положения и результаты исследований доложены и обсуждены на научно-практических конференциях Азово-Черноморской государственной агроинясенерной академии в 1997 г. и 2000 г.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 119 наименований, приложения. Содержит 115 страниц, включал 53 рисунка, 32 таблицы.
