Введение к работе
Актуальность темы.
Одним из важнейших условий обеспечения высокой продуктивности животных и птицы является поддержание оптимального микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях. Основополагающим фактором нормированного микроклимата является плавно регулируемый воздухообмен.
Из всего многообразия приточно-выгяжных систем вентиляции, существующих в настоящее время, наиболее полно предъявляемым требования при плавном регулировании воздухообмена соответствует вентиляционная установка (В.У.) "Климатика". В качестве вентиляторных установок используются низконапорные осевые вентиляторы ВО-Ф и асинхронные двигатели с повышенным пусковым моментом АИРП. Частота вращения вентиляторов регулируется за счет снижения подводимого к электродвигателям напряжения. Для регулирования подводимого напряжения используются тиристорные регуляторы.
Тиристорные регуляторы напряжения относительно дорогие, требуют при наладке и эксплуатации высокой квалификации обслуживающего персонала. Несинусоидальное напряжение на выходе тиристоров вызывает дополнительные потери, как в двигателях, так и в коммутационной аппаратуре. Это приводит к завышению габаритов электрооборудования и увеличению электрических потерь. Возросшие электрические потери в двигателе при низких частотах вращения являются причиной повышенного выхода их из строя. Кроме того, в зимнее время увеличивается аварийность электродвигателей вытяжных вентиляторов на 30...40%. В связи с этим.актуальной задачей является снижение как капитальных, так и эксплуатационных затрат при обеспечении плавного регулирования частоты вращения электровентиляторов с.х. назначения.
Цель работы - повысить эффективность плавного регулирования частоты вращения асинхронного электропривода вытяжных вентиляторов с.х. назначения в заданном диапазоне за счет введения в цепь статора параллельных RC-элементов.
Объект исследования - асинхронный электропривод осевых вентиляторов.
Предмет исследования - процессы плавного регулирования частоты вращения асинхронного электропривода вытяжных вентиляторов в диапазоне от номинальной до "ползучей" при включении в цепь статора параллельно соединенных RC-элементов.
Задачи исследования.
-
Теоретически доказать и экспериментально проверить эффективность плавного регулирования частоты вращения асинхронного электропривода вытяжного вентилятора за счет введения в цепь статора параллельных RC-элементов, оценив устойчивость и стабильность работы электропривода в заданном диапазоне регулирования.
-
Произвести оценку величин бросков токов и перенапряжений в переходных процессах на промежуточных частотах вращения и фактически их заосцил-лографировать.
-
Теоретически и экспериментально оценить температуру нагрева обмоток А.Д. при работе на промежуточных скоростях.
-
Смоделировать ненормальные режимы работы электропривода для оценки необходимости установки дополнительных защит в производственных условиях.
-
Разработать инженерную методику выбора параметров RC-элементов, включаемых в цепь статора А.Д.
-
Произвести экономическую оценку предлагаемого способа плавного регулирования частоты вращения электровентилятора, сравнив с известным, реализованном в промышленном комплекте «Климатика».
Методы исследования - математическое моделирование электромагнитных, электромеханических и тепловых процессов в асинхронном электродвигателе на базе классической схемы замещения, использование ЭВМ для проведения расчетов, графические методы и т.п., физическое моделирование режимов
5 работы асинхронного электропривода вытяжных вентиляторов и имитационное моделирование производственных условий. Научная новизна.
-
Математическая модель электропривода вентилятора, составными частями которой являются модели блока RC-элементов, асинхронного двигателя и вентилятора.
-
Уравнение регулировочной характеристики, описывающее связь между параметрами RC-злементов и устойчивостью, стабильностью работы на промежуточной частоте вращения.
-
Рекомендации по выбору параметров конденсаторов и реостатов, включаемых в цепь статора при использовании предложенного способа плавного регулирования частоты вращения электропривода вентилятора.
-
Уточнение методики выбора электродвигателей осевых вентиляторов по нагреву.
Практическая значимость и реализация результатов исследования.
Доказана возможность осуществления и экономичность плавного регулирования частоты вращения асинхронного электропривода В.У. в заданном диапазоне за счет введения в цепь статора параллельных RC-элементов.
Техническая документация на устройство для плавного регулирования частоты вращения асинхронного электропривода вытяжных вентиляторов за счет включения в цепь статора RC-элемеитов передана в ОАО "Сарпинское" Светлоярского района Волгоградской области.
Лабораторная установка для изучения регулирования частоты вращения и механических характеристик электродвигателя вентилятора с RC-элементами в цепи статора используется в учебном процессе ВГСХА.
Апробация работы.
Основные положения работы доложены на техническом совете ОАО "Сарпинское" в 1999 г., на научно-техническом совете Поволжского филиала ВНИП-ТИМЭСХ в 2000 г. и ежегодных научно-технических конференциях Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии в 1998-2000 г.
Публикация.
По результатам работы опубликовано четыре работы.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литера туры из 116 наименований и 5 приложений. Общий объем 174 страницы, в том числе 2: рисунков, 18 таблиц.
