Œзбекистон республикаси

2. Электр моторларни қувват бўйича тўғри танлаш

Техник нуқтаи назардан қувват коэффициентини ошириш, электр энергияси иқтисодида асосий тадбирлардан бири ҳисобланади. Шуни таъкидлаш лозимки, умумий энергия баланс бўйича қарийиб 60% реактив қувват электр моторларда, 20% пайвандлаш қурилмаларида, 8% ҳаво линияларида, 2% дан юқориси куч трансформаторларда сарфланади.
Асинхрон моторлар юкламасининг 100% дан 25% га камайиши cos нинг катта нисбатларда ўзгаришига, яьни 0,85 дан 0,2 гача камайишига олиб келади. Ушбу қийматнинг жуда кичик ўзгариши электр энергияси исрофини ортишига олиб келади. Шунингдек, асинхрон моторларда cos қийматини 0,9 дан 0,7 га камайиши (1,29 марта) электр энергия исрофини 1,6 мартага оширади.

Расм 1. Асинхрон мотор юкланишини номинал юклама (P₀/Р_н) бўйича
ФИК ва cos га боғлиқлиги
Расмдан кўриниб турибдики, асинхрон мотор ўзининг максимал ФИК га ўзининг юкланишини 75% номинал қувватида эришмоқда. Агар асинхрон мотор кам юкланса, унинг ФИК и ва cos си тушиб кетади. Бу эса фойдали иш учун сарфланган солиштирма электр энергияси исрофини ҳар бир кВт*соат учун ошириб юборади.
Асинхрон мотор ФИК ни юкланганлик даражасига боғлиқлиги қўйидаги ифодадан аниқланади.
=(1–(Р/Р₁+Р))*₀
Бу ерда: Р–мотордаги исрофлар йиғиндиси, кВт.
Р₁–берилаётган фойдали механик қувват, кВт.
Юқоридаги эгри чизиқлар шуни кўрсатадики, агар Р₁/P_n нисбати қанчалик катта бўлса, шунчалик яхши энергетик кўрсаткич билан ишлаши мумкин.
Агар, Р₁/Pn1 бўлса, мотор оптимал ФИК ва cos билан ишлайди, ва бу нисбатнинг 0.3 га тушиши cos=0.6 ва ФИК эса 0.88–0.9 га камайтириб юборади.
Формулани таҳлили асосида айтиш мумкинки, cos қийматини ошириш учун электр мотор юкламасини ошириш ва ФИК ошириш учун эса механик, электрик ва пўлатдаги исрофларни камайтириш керак.
Электр моторни лойиҳалаштираётганда механизмларга қўшимча заҳира қувватларни мўлжалламаслик лозим. Таъкидлаш жоизки, фаза роторли моторга нисбатан қисқа туташтирилган роторли мотор анча тежамлидир.
Агар моторнинг қуввати 100 кВт дан юқори бўлса, у ҳолда асинхрон мотор ўрнига синхрон моторлардан фойдаланиш керак ва уни мотор қўзғатувчи режимида (cos=0.8–0.9) ишлаб бир вақтнинг ўзида ҳам мотор ҳам компенсацияловчи қурилма вазифасини бажаради.
Кам юкланган асинхрон моторлар ўрнига кичик қувватли моторлардан фойдаланиш cos ни кўтаришни муҳим омили ҳисобланади.
Асинхрон моторларни кичик қувватли моторларга алмаштириш, агар асинхрон моторни ҳақиқий юкламаси номинал қувватнинг 30–50% атрофида бўлса, мақсадга мувофиқдир. Агар юклама 50–80% ни ташкил қилса, ҳисоблаш йўли орқали бу масала ечилади. Бунда мотор алмаштиришдан олдинги ва кейинги актив қувватлар исрофини ФИК ни ҳисобга олган ҳолда таққослаб кўриш керак.
Танланган моторнинг фойдали иш коэффициенти паст бўлса, тармоқ моторнинг йиғинди актив қувват исрофи ортиб кетади: мотор–тармоқ–энергетика тизими.
Қувват коэффициенти cos ни кўтариш орқали Р ни камайишини ҳисоблашда иқтисодий эквивалент реактив қувват (к_э) ва келтирилган исрофлар тушунчаси мавжуд. Бунда Р ни камайишини электр таъминоти системасининг ҳамма бўлимларида НП ??? дан истеъмол нуқтасигача ва бирлик Q ни камайиши тушунилади. 6, 10, 35, 110 кВ тармоқлар учун к_э кўрсаткичи энергетика тизими томонидан берилади; саноат корхоналарининг 380/220 В ли тармоқлари учун к_э=0.1–0.15.
Q нинг истеъмоли камайиши билан Р ни камайиши қуйидагича:
Р=К_э(Q1–Q₂)
бу ерда: Q₁ ва Q₂–тадбирни қўллашдан олдинги ва кейинги реактив қувватлар. Ундан ташқари бу ерда электр моторда Р ни камайтириш ва ФИК ни кўтариш имкониятлари мавжуд.
Р=Р₁–Р₂=Р_дв/₁ –Р_дв/₂=Р_дв((₂–₁)/₁*₂)
Электр моторни алмаштириш орқали умумий Р ни камайиши (келтирилган йиғинди исрофлар) қуйидагича:
Р=Р+Р
Асинхрон моторлардан рационал фойдаланиш учун уларнинг асосий параметрларини билмоқ лозим, биринчи навбатда салт юриш реактив қуввати ва салт юриш исрофи. Ушбу параметрлар моторларни оптимал юклантириш, сарфланадиган қуввати чеклаш учун кичикроқ қувватдаги моторлар билан алмаштириш, бошқарув схемаларида салт юриш ишини чеклагичларини қўллаш, салт ишлаш исрофини ва юкланиш исрофларини аниқлаш каби масалаларни ечишда муҳим аҳамиятга эга.
Мисол 1: Марказдан қочирма насосда асинхрон мотор ўрнатилган:
Р_н=28 кВт; U_н=380 В; n=1450 айл/мин; _н=0.9; cos=0.8
Ваттметр, волтметр, амперметр асбоблари кўрсатишлари натижасида электр моторнинг тармоқдан истеъмоли қуйидагига тенг:
Р₁=16.3 кВт; cos=0.77
Каталог бўйича берилган юкламада ФИК ₁=0.875
Электр мотор валидаги юклама: Р_юрит=16.3*0.875=14.2 кВт
Истеъмоли қилинаётган реактив қувват:
Q=P*g=16.3*0.827=13.5 кВар
Электр моторни 28 кВт ли қувватдан фарқли ўлароқ уни Р_н=14 кВт ли электр мотор билан алмаштириш мақсадга мувофиқлигини аниқлаш керак.
Бу ерда:
U_н=380 В, =1450 айл/мин, =0.9, cos=0.89
Юқоридаги шартлар асосида қабул қилинган кейинги электр мотор ўз паспортида берилганлари ФИК ва cos кўрсаткичларига тўлиқ тўғри келади, яъни:
₂=0.9, cos₂=0.89, tg₂=0.51
Янги электр мотор истеъмол қилаётган реактив қувват тенг бўлади.
Q₂=P₂*g₂=(14/0.9)*0.51=7.9 кВар
Агар К_э=0.15 бўлганда реактив қувват истеъмоли камайишда Р актив қувват исрофи камайишни қуйидагича ифодаланиши мумкин.
Р=К_э(Q₁–Q₂)=0.15(13.5–7.9)=0.84 кВт
Электр моторда ФИК ни 0.875 дан 0.9 га кўтариш ва реактив қувват исрофини камайтириш орқали қуйидагига эришилади:
Р=Р₁–Р₂=16.3–15.6=0.7 кВт
28 кВт ли электр моторни 14 кВт ли электр моторга алмаштириш қуйидагини беради:
Р=Р+Р=0.84+0.7=1.54 кВт
Бир йилда электр энергия иқтисоди Т=5500 бўлганда
Э_йил=Р*Т=1.54*5500=8500 кВт*соат
Кўриниб турибдики, ушбу тадбир мақсадга мувофиқ.
Мисол 2: АД–4А5054j3 асинхрон моторнинг салт ишлаш реактив қуввати ва салт ишлаш исрофини аниқлаш лозим.
Р_н=75кВт, n=1480 ай/мин, =93%, cos=0.9, U_н=380В, I_н=137А.
Юкламани ўзгариш билан мотор қуйидаги кўрсаткичларга эга:
К_нс – 0.25 0.5 0.75 1.0 1.25
% – 87 90 91.5 93 90
cos – 0.66 0.83 0.88 0.9 0.9
Электр моторнинг юкланиш коэффициенти (К_нг) Р/Р_н га тенг бўлиб, яъни юклама қуввати мотор валидаги қувват нисбатига тенг ва К_нг=0.5; номинал реактив қувват: Q_н=Р_н*tg_н/_н=75*0.484/0.93=39 кВар, U_нг=0.5 реактив қувват: Q=К_нг*Р_н*tg/=0.5*75*0.672/0.9=28 кВар
Салт ишлаш реактив қуввати:
Q_xx=(Q–К_нг²*Q_н)/(1–К_нг²)=(28–0.5²*39)/(1–0.5²)=24.2 кВар
Салт ишлаш токи: I_xx=Q_xx/3U_н=24.2*10³/3*380=36.8 А
Нисбий бирликларда эса: I_xx/I_н=36.8/137=0.268 (26.8%).
Электр мотордаги номинал исрофлар:
Р_н=Р_н(1/–1)=75(1/0.93–1)=6 кВт
К_нт=0.5 даги исрофлар: Р=К_нг*Р_н(1/–1)=0.5*75(1/0.9–1)=3.75 кВт
Салт ишлаш исрофи:
Р_хх=(Р–К_нг²*Р_н)/(1–К_нг²)=(3.75–0.5²*6)/(1–0.5²)=3 кВт
Олинган натижалар статор ва ротордаги номинал юкланиши исрофларини аниқлаш имконини беради.
R₁=U_н(1–_н)/3К_схI_нR₁=U_н(1–_н)3К_схI_н=380(1–0.93)/1.73*3*137=0.0374 Ом
Бу ерда: К_сх–схема коэффициенти, статор чўлғамларининг уланиш усулини ҳисобга олади (К_сх=3–юлдуз, К_сх=1–учбурчак).
R ₁=0.0374 Ом
Р_нгн1=3I_н²*R₁=3*173²*0.0374*10^–3=2.1 кВт
S_н=(n₀–n_н)/n₀=(1500–1480)/1500=0.0133
P_нгн2=P_н*S_н/(1–S_н)=75*0.0133/(1–0.0133)=1.1 кВт
Р_нг=Р_нгн1+Р_нгн2=2.1+1.1=3.2 кВт
Р_х=4Р_н–Р_нгн2=6.0–3.2=2.8 кВт
Охирида мотор оптимал юкланиш ва исроф коэффициентларини ҳисобга олган ҳолда ва олмаган ҳолдаги К_э=0 ва U_нкВт/кВар даги юкланиш коэффициентини ҳисоблаймиз.
К_э=0.15 кВт/кВар да

К _{нг акт}=(Р_х+К_э*Q_x)/(Р_нгн+К_э(Q_н–Q_x))=

К_э=0 да: U_{нг акт}=(Р_х/Р_нгн)=

Ҳисоблар шуни кўрсатадики, оптимал юкланиш коэффициентини танлаш албатта истеъмол қилаётган реактив қувватни ҳисобга олган ҳолда бўлиш керак, акс ҳолда ушбу коэффициент 18% кам ҳолда аниқланиши мумкин.

4. Назорат саволлари

1. 
   Электр энергиясини тежаш дастури ўз ичига нималарни олади?
   
2. 
   Саноат корхоналарида қандай қилиб иқтисодий самарага эришиш мумкин?
   
3. 
   Асинхрон моторларда қувват коэффициентини ошириш нималарга олиб келади?
   
4. 
   Асинхрон моторларнинг реактив қувват истеъмоли қувват исрофига қандай таъсир кўрсатади?