Международный научно-образовательный

ФИО авторов: Х.Дж.Ачилов Преподаватель Бухарского Института управления природными ресурсами
Амруллаев Бекзод Студент Бухарского Института управления природными ресурсами
Название публикации: «ЭКОНОМИЯ ЭНЕРГИИ С ПОМОЩЬЮ ДВУХСКОРОСТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА НАСОСНЫХ СТАНЦИЯХ»


В этой статье показан самый простой и относительно недорогой способ регулировки скорости вращения асинхронных двигателей - возможность регулировки скорости с помощью двухскоростных асинхронных двигателей с переменным числом полюсов. Проведено сравнение и анализ основных энергетических характеристик двухскоростного однообмоточного и двух раздельных асинхронных двигателей. На основании полученных данных в качестве асинхронного двигателя в составе электропривода предложены двухскоростные двигатели с переменным числом полюсов.
Ключевые слова: двухскоростной асинхронный двигатель, переменное число полюсов, номинальная мощность, коэффициент мощности, КПД.
В настоящее время особое внимание уделяется повышению надежности систем электроснабжения в электроэнергетике, а также разработке и внедрению энергосберегающих технологий, способов сокращения потерь электроэнергии.
Основными потребителями электроэнергии в нашей стране являются промышленные предприятия и жилищно-коммунальное хозяйство. Большая часть электроэнергии потребляется электроприводами насосов и вентиляторов. Стоимость электроэнергии для предприятий водоснабжения и канализации составляет 40-50% от общих эксплуатационных расходов с использованием поверхностных вод. При использовании подземных вод этот показатель возрастает до 70-80%. Статистика показывает, что 5-15% энергии тратится впустую в процессе извлечения чистой и сточной воды. В некоторых случаях эта цифра возрастает до 20-50% [1].
Расход и напор воды для ЖКХ постоянно колеблется в течение дня, максимальный расход наблюдается в утренние и вечерние часы, минимальный - в ночное время. Примерный суточный график водопотребления в небольшом населенном пункте представлен на рисунке

1. 
   Также есть сезонные и технологические изменения в водопотреблении. Когда потребление воды стабильно, то есть потребление воды и давление находятся в одном и том же устойчивом состоянии. По мере увеличения или уменьшения расхода воды возникает необходимость в изменении расхода и давления воды, т. Е. Регулировки скорости.
   

При регулировании КПД насосной станции количество включений и выключений насосных агрегатов достигает 40-50 в сутки. Такое количество пусков недопустимо для мощных агрегатов (например, количество крупных насосных агрегатов мощностью 2500-5000 кВт ограничено до 50-70 в год), кроме того, существенно влияет на качество электричество в сети несколько устройств делает. Поэтому необходимо регулировать частоту вращения асинхронных двигателей на насосных станциях [2].
В мировой практике существует несколько способов регулирования частоты вращения асинхронных двигателей, в том числе асинхронный вентильный каскад, тиристорный преобразователь частоты, а также двухскоростные асинхронные двигатели.
В многоскоростных электроприводах на основе асинхронных двигателей, где количество полюсов в статоре является переменным, нет необходимости дополнительно изменять подаваемую энергию и есть единственный способ регулировки, который не требует дополнительного скольжения, в результате чего их КПД может быть высоким [3].


8

6

4

2
0 4 8 12 16 20 24

Рисунок 1. Суточный график потребления воды
Метод регулировки скорости с помощью двухскоростных асинхронных двигателей - самый простой и относительно недорогой метод. Кроме того, прямой запуск двигателей со слабым диапазоном приводит к падению напряжения более чем на 30%. В этом случае, во- первых, уменьшается крутящий момент, создаваемый электроприводом, а во-вторых, электронные и микропроцессорные устройства, регистрирующие падение напряжения, отключают электропривод от сети. Использование электроприводов с двухскоростным асинхронным двигателем упрощает пошаговый процесс создания двигателей большой мощности.
Двухскоростные двигатели могут быть одно- и двухтактные. Сравнение двухскоростных двигателей с одной катушкой и двух отдельных катушек с одинаковой мощностью показывает, что двигатели с двумя катушками требуют больших затрат, чем двигатели с одной катушкой - 30-40% для электротехнической стали и 40-50% для катушечной меди, плюс мотора КПД и cosh снижаются в среднем на 10-15%.
В таблице 1 сравниваются энергетические характеристики двухскоростных асинхронных двигателей с одной обмоткой и двумя отдельными обмотками типа ^{DP112B. Число полюсов двухскоростного двигателя с регулируемой катушкой r} 1 ^{= 2 имеет} значение полезной мощности 4 кВт на стороне полюсов и соответствующий f.i.k. и значение cosh составляло 79% и 0,84 соответственно, в то время как номинальный ток составлял 8,7 А, ^{в то время как на стороне r} 2 ^{= 3 полюса значение полезной мощности составляло 2,2 кВт и} соответствующее значение f.i.k. а значение cosh составило 74% и 0,83 соответственно, а номинальный ток - 5,2 А. (рис. 2).
^{Значение полезной мощности на стороне r} 1 ^{= 2 полюса двухскоростного двигателя с} двумя отдельными катушками составляет 2,6 кВт, а соответствующий коэффициент полезного действия. и значение cosh составляло 78% и 0,7, соответственно, в то время как номинальный ^{ток составлял 6,8 А, r} 2 ^{= 3 на стороне полюса, значение полезной мощности составляло 1,8} кВт, и соответствующее значение f.i.k. а значение cosh составляло 76% и 0,73 соответственно, а номинальный ток составлял 4,6 А.
Таблица 1 Энергетические характеристики однообмоточного и двух раздельных двухскоростных
асинхронных двигателей типа ДП112Б

2r	P, кВт	Я	ē,%	cosph	M, Нм
Односкатный двухскоростной двигатель
4	4	8,7	79	0,84	26,5
6	2.2	5.2	74	0,83	22,1
Двухскоростной двигатель с двумя раздельными сцеплениями
4	2,6	6,8	78	0,7	16,9
6	1,8	4.6	76	0,73	17,6

P, кВт

cosφ

M, Нм



η, %
Рисунок 2. Энергетические характеристики однообмоточного и двух раздельных двухскоростных асинхронных двигателей типа ДП112Б
Энергетические характеристики двигателя с регулируемой катушкой и числом полюсов выше, чем у двух отдельных двигателей с катушкой того же размера. Поэтому рекомендуется производить асинхронные двигатели с переменным числом катушек, небольшим количеством выходов и переключающих контактов, простой технологией производства и ремонта.
Такие двигатели должны иметь относительно небольшое отличие от традиционных односкоростных двигателей с точки зрения веса, размера и энергетических характеристик, и могут использоваться вместо двух двухскоростных двигателей с раздельной скоростью, а также простых односкоростных двигателей для различных применений. . Из вышесказанного следует, что соотношение количества пар полюсов для обеспечения потребности двухскоростных двигателей в насосных станциях составляет 2/3, 3/4, 4/5 и так далее. Катушки целесообразно изготавливать с переменным числом полюсов [4, 5].
Таким образом, использование двухскоростных двигателей в электроприводе механизмов насосных станций без дополнительных элементов, например, без того или иного типа преобразователей, позволяет создать новую энергосберегающую технологию, в результате чего появляется возможность экономии электроэнергии.