МУ по КП Наладка. Специальность 2 53 01 05
 Скачать 335.32 Kb.
|
|
8.2 Расчет показателей надежности ЭП Расчет основных показателей надежности ЭП, схема электрическая принципиальная представлена в графической части КП, производится методом среднегрупповых интенсивностей отказа. Основными показателями надежности являются параметр потока отказа и наработка на отказ. Параметр потока отказа системы Λc, 1/ч, определяется по формуле  , (80)где Ni – количество элементов по группам, шт.;  λi– средняя интенсивность отказа i-го элемента, 1/ч;m – количество групп. Наработка на отказ Tн, ч, определяется по формуле  1/ (81)Для расчета надежности все элементы схемы ЭП делятся на группы с примерно одинаковыми интенсивностями отказа. Подсчитывается количество элементов в каждой группе. По таблице (см. приложение В) находят среднее значение интенсивности отказа для данной группы элементов. Затем по формуле (80) вычисляют параметр потока отказа системы ЭП. Результаты параметра потока отказа системы ЭП выполнить в виде таблицы 3 Таблица 3 – Результаты расчетов
Далее по формуле (80) определяется наработка на отказ системы ЭП. По данным расчета необходимо сделать вывод о надежности системы ЭП. 9 Общие направления развития энергосберегающих технологий 9.1 Способы снижения потерь электроэнергии Энергосбережение - это система мер, направленная на уменьшение потребления энергии путем внедрения новых энергосберегающих технологий и рационального использования энергоресурсов. В процессе транспортировки, распределения и потребления электроэнергии имеют место ее непроизводительные потери, которые складываются из неизбежных и дополнительных. Дополнительные потери электроэнергии обусловлены: – несовершенством системы электроснабжения; – передачей реактивной мощности; – ухудшением качества электроэнергии; – технологическими потерями; – недостатками в организации производства. К основным мероприятиям по снижению потерь электроэнергии относятся: – замена проводов на линиях разных напряжений проводами больших сечений; – замена трансформаторов с повышенными потерями холостого хода и короткого замыкания более экономичными той же либо иной мощности; – установка шунтовых конденсаторных батарей; – применение дополнительных устройств регулирования напряжения; – перевод линий на повышенное напряжение; – внедрение регулируемых электроприводов на механизмах с переменной нагрузкой; – внедрение энергоэффективных светильников и автоматических систем управления освещением. Самое результативное и дорогостоящее направление энергосбережения - модернизация и реконструкция. Наиболее распространены следующие виды работ: – внедрение систем регулируемого электропривода для снижения расхода энергии; – замена осветительных ламп на более экономичные типы; – замена вентиляторов устаревшего типа новыми и внедрение систем автоматического управления для снижения расхода электроэнергии на вентиляцию; – внедрение прогрессивных производственных технологий. Проведение энергосберегающих мероприятий неизбежно связано с дополнительными затратами. Поэтому экономический эффект энергосберегающего мероприятия определяется выражением Ээ = ΔЭэ - ΔЭз, (82) где ΔЭэ -снижение затрат, которое достигается в результате экономии энергии после проведения энергосберегающего мероприятия; ΔЭз - дополнительные затраты, связанные с проведением энергосберегающего мероприятия. Например, в АЭз могут входить расходы на установку приборов учета энергии, эксплуатационные расходы на обслуживание этих приборов и т.п. 9.2 Способы и средства энергосбережения в электроприводах Более 60 % всей производимой в мире электроэнергии потребляется именно электродвигателями в электроприводах рабочих машин, механизмов, транспортных средств. Поэтому меры по экономии электроэнергии в электроприводах наиболее актуальны. В процессе эксплуатации электропривода значительные потери энергии наблюдаются в переходных режимах и в первую очередь при его пуске. Потери энергии в переходных режимах могут быть заметно снижены за счет применения двигателей с меньшими значениями моментов инерции ротора, что достигается уменьшением диаметра ротора при одновременном увеличении его длины, так как мощность двигателя при этом должна оставаться неизменной. Например, так сделано в двигателях краново-металлургических серий, предназначенных для работы в повторно-кратковременном режиме с большим числом включений в час. Повышения КПД двигателей приводов достигается применением новых конструкционных и магнитных материалов, улучшением технологии производства, повышением качества проектирования двигателей. Использование в статических преобразователях частоты новых полупроводников и диэлектриков, работающих в условиях повышенных температур, также способствует минимизации потерь в электроприводе и повышению его КПД. Эффективным средством снижения потерь энергии при пуске двигателей является пуск при постепенном повышении напряжения, подводимого к обмотке статора. Такой энергосберегающий способ пуска двигателя возможен только при работе этого двигателя в системе с регулируемым преобразователем: для асинхронных двигателей это устройства плавного пуска или преобразователи частоты, а для двигателей постоянного тока это электронные (тиристорные) устройства управления. Тиристорный регулятор напряжения (ТРН) включается между сетью и асинхронным двигателем и изменяет напряжение на двигателе при изменении нагрузки таким образом, чтобы оптимизировать какой-либо энергетический показатель – потери, потребляемую мощность, cos и т.д. Снижение напряжения на зажимах асинхронного двигателя при пуске уменьшает воздействие на сеть, механическую часть двигателя и исполнительного механизма. Электропривод с регулированием по напряжению прост, надежен в эксплуатации, имеет низкие массогабаритные показатели, удобен и пользуется спросом потребителей. Энергосберегающий эффект при торможении зависит от способа торможения. Наибольший энергосберегающий эффект происходит при генераторном рекуперативном торможении с отдачей энергии в сеть. При динамическом торможении двигатель отключается от сети, поэтому потери энергии при динамическом торможении не происходит. Наибольшие потери энергии происходят при торможении противовключением, когда расход электроэнергии равен трехкратному значению энергии, рассеиваемой в двигателе при динамическом торможении. При установившемся режиме работы двигателя с номинальной нагрузкой потери энергии определяются номинальным значением КПД. Но если электропривод работает с переменной нагрузкой, то в периоды ее спада КПД двигателя понижается, что ведет к росту потерь. Эффективным средством энергосбережения в этом случае является снижение напряжения, подводимого к двигателю в периоды его работы с недогрузкой. Это возможно реализовать при работе двигателя в системе с регулируемым преобразователем при наличии в нем обратной связи по току нагрузки. Использованием системы регулирования ПЧ-АД (регуляторов частоты) для электроприводов насосов, вентиляторов и компрессоров при условии развития микроэлектроники и уменьшения стоимости силовых полупроводниковых приборов дает, по публикациям ведущих зарубежных фирм, существенную экономию электроэнергии и быструю окупаемость дорогостоящей системы управления. Наряду с экономией электроэнергии при применении регулируемых электроприводов по системе ПЧ-АД и повышением КПД насосов и вентиляторов возрастает срок службы электрического и механического оборудования.  Рисунок 10 – Зависимость cos1 = f(Р) асинхронного двигателя при соединении обмотки статора «треугольником» и «звездой» При проектировании электропривода важным является правильный выбор мощности двигателя. Так, выбор двигателя завышенноймощности приведет к снижению его технико-экономических показателей (КПД и коэффициент мощности), вызванных недогрузкой такого двигателя, а следовательно, к росту эксплуатационных расходов электропривода, так как с уменьшением КПД и коэффициента мощности возрастает непроизводительный расход электроэнергии. Такое решение при выборе двигателя ведет также к росту капитальных затрат (стоимость двигателя с увеличением его номинальной мощности возрастает). Применение двигателей заниженной мощности вызывает их перегрузку в процессе эксплуатации. Вследствие этого повышается температура перегрева обмоток, что способствует росту потерь и вызывает сокращение срока службы двигателя. В конечном итоге возникают аварии и непредвиденные остановки электропривода, и, следовательно, растут эксплуатационные расходы. В наибольшей степени это относится к двигателям постоянного тока из-за наличия у них щеточно-коллекторного узла, наиболее чувствительного к перегрузкам. Большое значение имеет рациональный выбор пускорегулирующей аппаратуры. С одной стороны, желательно, чтобы процессы пуска, торможения, реверса и регулирования частоты вращения не сопровождались значительными потерями электроэнергии, так как это ведет к удорожанию эксплуатации электропривода. Но, с другой стороны, желательно, чтобы стоимость пускорегулирующих устройств не была бы чрезмерно высокой, что привело бы к росту капитальных затрат. Если электропривод не подвержен частым регулировкам, пускам, реверсам и т.п., то повышенные затраты на дорогостоящее пускорегулирующее оборудование могут оказаться неоправданными, а расходы, связанные с потерями энергии - незначительными. И наоборот, при интенсивной эксплуатации электропривода в переходных режимах применение полупроводниковых пускорегулирующих устройств становится оправданным. Решению проблемы энергосбережения способствует применение синхронных двигателей, создающих в питающей сети реактивные токи, опережающие по фазе напряжение. В итоге сеть разгружается от реактивной (индуктивной) составляющей тока, повышается коэффициент мощности на данном участке сети, что ведет к уменьшению тока в этой сети и, как следствие, к энергосбережению. Эти же цели преследует включение в сеть синхронных компенсаторов. Примером целесообразного применения синхронных двигателей является электропривод компрессорных установок, снабжающих предприятие сжатым воздухом. Для этого электропривода характерен режим: пуск при небольшой нагрузке на валу, продолжительный режим работы при стабильной нагрузке, отсутствие торможений и реверсов. Такой режим работы вполне соответствует свойствам синхронных двигателей. Используя в синхронном двигателе режим перевозбуждения, можно достичь значительного энергосбережения в масштабе всего предприятия. С аналогичной целью применяют силовые конденсаторные установки («косинусные» конденсаторы). Создавая в сети ток, опережающий по фазе напряжение, эти установки частично компенсируют индуктивные (отстающие по фазе) токи, что ведет к повышению коэффициента мощности сети, а, следовательно, к энергосбережению. Заключение В данном разделе на основании проведенного проектирования системы ЭП необходимо сделать выводы по результатам разработки каждого раздела, а также общий вывод по итогам проектирования ЭП постоянного тока. Список литературы Головенков, С. Н., Сироткин, С. В. Основы автоматики и автоматического регулирования станков с программным управлением: Учебн. пособие для мишиностроительных техникумов. – Москва : Машиностроение, 1980. – 142 с., ил. Справочник по наладке электрооборудования промышленных предприятий / под редакцией М. Г. Зименкова. – Москва : Энергоатомиздат, 1983. – 674 с., ил. Михайлов, О. П. Автоматизированные электроприводы станков и промышленных роботов : Учебник для вузов. – Москва : Машиностроение, 1990. – 304 с. : ил. Михеев, И. И., Опейко, О. Ф., Анхимюк В.А. Теория автоматического управления. – Минск : Дизайн ПРО, 2000. – 348 с. Приложение А (информационное) Расчетные коэффициенты Таблица А.1 – Значения расчетных коэффициентов
Приложение В (информационное) Интенсивности отказа Таблица В.1 – Интенсивности отказа элементов
|
, 1/ч
,1/ч
Uт
, 1/ч