Elektrotīklu režīmu optimizācija un. Rūdīšanas režīmu optimizācija. EK režīma opcijas

Režīmu optimizācija stacijās ļauj ietaupīt resursu (degvielu vai ūdeni), pateicoties sastāva izvēlei, kā arī agregātu reaktīvajām un aktīvajām jaudām. Šajā gadījumā tiek pieņemts, ka stacija darbojas ar energosistēmas noteiktajām slodzēm un tiek ievēroti visi noteiktie ierobežojumi.

Rūpnīcas iekšējie uzdevumi ir īpaši aktuāli darbības plānošanas un iekārtu režīmu kontroles posmā. Pirmkārt, operatīvās plānošanas stadijā tiek sastādīts vienību izmantošanas plāns. Plāns tiek sastādīts, pamatojoties uz prognozēto informāciju, un ļauj operatīvajam personālam ieskicēt pasākumus racionālai rūpnīcas apsaimniekošanai uz laiku, visbiežāk uz dienu. Otrajā posmā kontrole tiek veikta ražošanas tempā. Ja prognoze un aktuālā informācija sakrīt, tad plānotā pārvaldības stratēģija tiek īstenota. Ja nav sakritības, tad plāns tiek labots. Abi posmi veido galveno saikni sistēmas uzticamības un efektivitātes nodrošināšanā. Patiešām, tajā pašā laikā tiek tieši atrisināti jautājumi par staciju līdzdalību patērētāju aktīvo slodžu segšanā, frekvences un sprieguma regulēšanā, tiek nodrošināta elektriskā pieslēguma shēmas uzticamība, agregātu uzticamība un daudz kas cits. . Tāpēc staciju iekšējās optimizācijas uzdevumus raksturo daudzveidība un liels sistēmu un staciju ierobežojumu skaits. Optimizējot sistēmas režīmus, daudzi iekārtu ierobežojumi tiek izlaisti, savukārt staciju iekšējā optimizācija prasa to detalizētu analīzi un uzskaiti.

Vēl viena staciju iekšējo uzdevumu iezīme ir tā, ka lielākā daļa staciju režīmu vadības procesu ir automatizēti, tāpēc lēmums jāpieņem, ņemot vērā iespējas to realizēt ar automatizācijas palīdzību. Lai cik pilnīgs būtu matemātiskais modelis, risinājums zaudēs savu jēgu, ja neņems vērā dispečeru vadības ierīču iespējas un automātisko ierīču loģiku. Vispār matemātiskais modelis ietilpst:

1) vārtu vienādojums

2) savienojuma vienādojumi. Šīs ir vienību patēriņa īpašības In i(Pi) vai Q i(Pi), kur es- vienības numurs;

3) ierobežojumu vienādojumi, kas ietver:

a) jaudas bilances vienādojums

b) vienību aktīvās un kopējās jaudas ierobežojumi;

c) ekspluatācijas vienību skaita ierobežojumi

Z ³ Z min t,

d) ierobežojumi iekļauto vienību kombinācijām;

e) ierobežojumus risinājumu ieviešanas iespējām, ko nosaka režīma automatizācijas ierīces;

f) ierobežojumi agregātu obligātās darbības laikam un dīkstāvei pirms palaišanas.

Ierobežojumus nosaka stacijas elektropieslēguma shēma, avārijas automātika, HES objektu izvietojums u.c.

Šajos vienādojumos Pie t, Q t- degvielas un ūdens patēriņš intervālā t, kas ietver darbības uzsākšanas izmaksas; aktīvās jaudas vienības i uz intervālu t.

Liels progress ražotnes iekšējo uzdevumu risināšanā tiek nodrošināts elektrostaciju automatizēto procesu vadības sistēmu apstākļos. Bez datortehnoloģijām nav iespējams pietiekami pareizi atrisināt problēmu dotajā formulējumā. Ja to izlemj dispečers, kura rīcībā ir tikai režīmu diagrammas un instrukcijas, tad viņš pamatā paļaujas uz savu pieredzi. Dators ļauj dispečeram izmantot algoritmus un programmas.

Jautājums: Kādas ir galvenās grūtības izvēlēties optimālo energosistēmu bloku sastāvu?

Energosistēmu režīmu optimizācijas problēma ir pilnībā izveidojusies un attīstījusies pēdējo 30 gadu laikā, lai gan pirmie teorētiskie pētījumi šajā jomā tika uzsākti Padomju Savienībā daudz agrāk. Jau tad tika izveidoti aktīvo jaudu optimālā sadales principi starp blokiem stacijās un stacijās sistēmā, pamatojoties uz konkrēto ekvivalentās degvielas patēriņa pieauguma salīdzinājumu. Tika noteikti kritēriji aktīvās jaudas optimālai sadalei energosistēmās, ņemot vērā aktīvās jaudas zudumu ietekmi tīklos un ar ierobežotiem energoresursiem.

Jau posmā, kad tika atzīts, ka, optimizējot režīmu, ir jāņem vērā aktīvās jaudas zudumi tīklos, kļuva skaidrs, ka nav iespējama ne tikai darbības optimizācija, bet pat sākotnējie aprēķini par energosistēmu optimālo režīmu bez datortehnoloģiju izmantošana. Šajā sakarā liela uzmanība tika pievērsta specializētām analogajām skaitļošanas ierīcēm, kuras tomēr aizstāja universālie digitālie datori.

Šobrīd dažādām režīmu optimizācijas problēmām ir uzkrāta zināma pieredze metožu izstrādē un salīdzināšanā, kā arī praktiskie aprēķini elektroenerģijas sistēmās. Visbiežāk tiek risinātas sistēmas darbības režīma optimizācijas problēmas aktīvās jaudas un elektrotīkla režīma ziņā, t.i. optimizācija sprieguma, reaktīvās jaudas un transformācijas koeficientu (U, Q un Kt) izteiksmē, kā arī vispārīgāka elektroenerģijas sistēmu darbības režīma kompleksās optimizācijas problēma. Šie uzdevumi tiek risināti ar operatīvo un automātisko, t.i. procesa tempā, pārvaldot elektroenerģijas sistēmu un tīklu režīmus.

Uzkrātā pieredze, risinot režīma optimizācijas uzdevumus datorā, liecina, ka šīm problēmām visefektīvāk ir izmantot samazinātā gradienta metodi līdzsvara stāvokļa aprēķināšanā pēc Ņūtona metodes.

Režīmu optimizācijas problēmas

Optimāla normālo režīmu vadība energosistēmā ir nodrošināt patērētājam drošu elektroapgādi ar nepieciešamās kvalitātes elektroenerģiju (t.i., ievērojot nepieciešamos ierobežojumus) aplūkojamā laika periodā ar iespējami zemākām ekspluatācijas izmaksām sistēmā.

Režīmu optimālās vadības ārkārtējo sarežģītību nosaka ne tikai ārkārtīgi lielais vadāmo elementu skaits, bet arī tas, ka dažādi regulējami un regulējami parametri ir jāuztur optimāli sistēmas darbības laikā lielā platībā.

Elektroenerģijas sistēmu režīma optimizāciju veic visi ar elektrosistēmas funkcionēšanas aprēķiniem un praktisko ieviešanu saistītie inženieri. To veic projektētāji, režīma dienesta darbinieki, energosistēmu dispečeri, spēkstaciju un elektrotīklu operatīvais tehniskais personāls.

Sarežģītā režīma optimizācijas uzdevums ir noteikt visu režīmu parametru optimālās vērtības, ņemot vērā tehniskos ierobežojumus. Šī ir nelineāra programmēšanas problēma ar ierobežojumiem līdzsvara stāvokļa vienādojumu un nelineāru nevienādību veidā. Šāda veida problēmas mainīgie ir nepārtraukti.

Sarežģīti optimizējot režīmu, tiek noteiktas ģenerējošo avotu, moduļu un sprieguma fāžu optimālās vērtības mezglos, transformācijas koeficienti, ņemot vērā tehniskos ierobežojumus. mezglu spriegumu moduļi, fāzes nobīdes leņķi tālsatiksmes pārraidēs, strāvas un jaudas plūsmas līnijās, P un Q ģeneratori u.c.

Optimālajam režīmam jābūt pieļaujamam, t.i. atbilst barošanas avota uzticamības un jaudas kvalitātes nosacījumiem, un turklāt visekonomiskākais starp pieļaujamajiem režīmiem. Elektroapgādes drošuma un elektroenerģijas kvalitātes nosacījumi, aprēķinot pieļaujamos režīmus, ņem vērā ierobežojumus režīma kontrolēto parametru vienādības un nevienlīdzības veidā. Ekonomiskākais režīms ir viens no pieļaujamajiem, kas nodrošina minimālu kopējo standarta degvielas patēriņu (vai izmaksas) konkrētai patērētāju slodzei katrā laika momentā, t.i. noteiktai lietderīgai elektroenerģijas piegādei.

Palielinoties apkurē ieguldītajai enerģijai, palielinās sacietējušā slāņa dziļums. Tomēr šis modelis ir spēkā tikai līdz redzamās virsmas kušanas brīdim. Kad apstarotajā zonā parādās krāteri, sacietējušā slāņa dziļums, ja tas palielinās, noteikti ir saistīts ar tā sadalījuma vienmērīguma pārkāpumu apstrādes vietā. Šī parādība var darboties kā ierobežojošs faktors lāzera sacietēšanas režīma iestatīšanā. Vēl viens svarīgs faktors, kas nosaka apstrādes kvalitāti, ir nenoteiktība uz virsmu nosūtītās enerģijas un šīs virsmas absorbētās enerģijas vienādībā. Tā kā nav universālu nomogrammu, lai ņemtu vērā dažādu virsmu absorbcijas īpašības, ir nepieciešams tīri empīriski, pamatojoties uz sacietēšanas rezultātiem, izvēlēties korelācijas starp laboratorijas eksperimentu un apstarošanu reālos ražošanas apstākļos. Turklāt šo attiecību līmeni ietekmē ne tikai apstarotās virsmas fizikālais un ķīmiskais stāvoklis, bet arī lāzeriekārtas tehniskās īpašības, instrumentācijas kļūdas.

Lāzera starojuma kritiskās enerģijas izvēle apstrādes laikā ar dažādiem cietēšanas vietas diametriem tiek veikta šādi. Pie fiksēta cietēšanas vietas diametra tiek veikta pētāmo paraugu virsmas impulsa lāzera termiskā apstrāde pie dažādām lāzera starojuma enerģijām. Šī enerģija, kuras pārpalikums izraisa virsmas raupjuma pārkāpumu, tiek uzskatīta par kritisku.

Lai panāktu sacietēšanas rezultātu ticamību, parasti ir jāpielāgo tipiskie apstarošanas režīmi attiecībā uz konkrētu produktu un konkrētas lāzera iekārtas enerģētiskās īpašības. Tāda paša veida un izmēru instrumentam, kas izgatavots no vienas tērauda markas, bet ražots un pakļauts tilpuma termiskai apstrādei dažādos uzņēmumos, ir atšķirīga absorbcijas spēja. Tāpēc, apstrādājot ar vienādu enerģijas līmeni, lāzera sacietēšanas efekts būs atšķirīgs. Lai stabilizētu absorbcijas koeficientu un izlīdzinātu efektus, nepieciešams iepriekš veikt virsmas ķīmisko kodināšanu vai pārklāt to ar plānu kādas vielas kārtu. Absorbcijas stabilizācija neizslēdz vajadzību saistīt piešķirtos apstarošanas režīmus ar izmantoto lāzera iekārtu. Kā zināms, tehnoloģisko instalāciju konstrukcija ir tāda, ka starojuma enerģiju kontrolē, mainot sūkņa spriegumu. Šo atkarību nosaka regulēšanas kvalitāte un optisko elementu stāvoklis, tāpēc tā nav vienāda dažādām instalācijām. Turklāt, tā kā optiskais bloks ir nepareizi novietots un optiskajos elementos uzkrājas defekti, starojuma enerģija var strauji samazināties. Līdz ar to vadības parametrs ir nevis lāzera iekārtai iestatītā vērtība (sūkņa spriegums), bet ar papildu ierīci izmērīts raksturlielums (starojuma enerģija). Ņemot vērā shēmu un iespējamās kļūdas enerģijas mērīšanā, kļūst skaidrs, ka šīs vērtības fiksēšanas precizitāte dažādās iekārtās var būt atšķirīga. Vēl viens iemesls apstarošanas režīmu pielāgošanai ir nepilnīga apstarošanas vietas defokusēšanas pakāpes kontrole.

Materiālu lāzerapstrādes procesa galvenie parametri parādīti 4. attēlā.

Izstrādājot tēraudu un sakausējumu rūdīšanas tehnoloģiskos režīmus, tika izvēlēti šādi lāzera starojuma raksturlielumi:

Vidējais starojuma jaudas blīvums uz impulsu;

Impulsa ilgums;

Lāzera stara defokusēšana, tas ir, apstarotās virsmas pārvietošana noteiktā attālumā no lāzera optiskās sistēmas lēcas fokusa plaknes;

Diskrētā lāzera sacietēšanas plankumu pārklāšanās attiecība, tas ir, plankumu pārklāšanās pakāpe rindā (5. attēls).

zona, kas iegūta no iepriekšējā impulsa darbības, tiek pakļauta jaunai karsēšanai.

Tajā vietas daļā, kur uzsildīšanas temperatūra nepārsniedza AC 1 punktu, notiek iepriekš izveidotās austenīta-martensīta struktūras ātrgaitas atlaidināšana, veidojoties metāla laukumiem ar paaugstinātu kodināmību un samazinātām cietības vērtībām (5. attēls). , b, 6. attēls).

Apstarošanas plankumu pārklāšanās pakāpes izvēle dažādiem nodiluma apstākļiem tika veikta, ņemot vērā rūdītā un rūdīto zonu izmēru atkarību no pārklāšanās koeficienta (7. att.), kā arī saskaņā ar noteikumiem, kas rodas no Šarpi noteikuma teorētiskās interpretācijas. Vienlaikus tika ņemts vērā, ka nodilumizturības palielināšanos robežberzes apstākļos veicina gan lielu virsmu, gan viena plankuma nehomogēna strukturālā stāvokļa sasniegšana lāzera apstrādes laikā, kas ir saistīts ar nodilumizturības veidošanos. atvieglojums nodiluma laikā, kas palielina eļļas uzsūkšanos konjugācijām ar nepilnīgu eļļošanu. Gluži pretēji, maksimālā nodilumizturība zem berzes bez eļļošanas tiek novērota pie augstākās iespējamās materiāla sacietēšanas pakāpes, sacietētā slāņa strukturālo komponentu relatīvās viendabības un izkliedes. Šajā gadījumā ir ieteicama lāzera sacietēšana ar daļēju apstarošanas plankumu pārklājumu.

Konstatēts, ka, lai iegūtu pietiekamus rūdītā metāla laukumu izmērus, apstarošana jāveic pie pārklāšanās koeficientiem, kas pārsniedz 0,2.

Sacietējušā slāņa vienmērīgums dziļumā un lineārās lāzera apstarošanas procesa produktivitāte ir atkarīga no pārklāšanās koeficienta vērtības izvēles. Ar dažādiem pārklāšanās koeficientiem rūdīto posmu metalogrāfiskā analīze parādīja, ka vislielākā slāņa viendabīgums dziļumā tiek panākta ar plankuma pārklāšanās koeficientu 0,4-0,5.

8. attēlā parādītas eksperimentāli iegūtās rūdītā slāņa cietības un dziļuma atkarības no R6M5 tērauda apstarošanas laikā ar impulsa ilgumu t imp ~ 1 × 10 -3 s un t pulss ~6 × 10 -3 s, ko var izmantot, izvēloties instrumenta lāzerapstrādes režīmus ar korekciju lāzera uzstādīšanas tehnoloģiskajām īpatnībām un apstarotā tērauda ķīmiskajam sastāvam.

Jāņem vērā, ka viena no berzes pāru darbības pazīmēm ir to nodiluma nevienmērība uz savienojošo detaļu vai detaļas un instrumenta saskares virsmas, ko izraisa darba spiedienu nevienmērība un slīdēšanas ātrumi, vairākas saskares virsmu nobīdes viena pret otru, atkārtotas slodzes. Tas noved pie papildu plastiskām deformācijām, saskares virsmu nelīdzenumu saskares noguruma defektiem un izraisa strauju veiktspējas zudumu.

Šajā ziņā perspektīva ir lāzerapstrāde, ar kuras palīdzību tiek veikta regulāri mainīga pārošanās produktu virsmas slāņu stāvokļa radīšana, lai nodrošinātu vienmērīgu un minimālu nodilumu visā saskares virsmā, pamatojoties uz eksperimentālu un teorētisku noteikšanu. nodiluma modeļiem.

Tehnoloģiski to nodrošina lāzera apstrāde ar mainīgiem režīmiem cietēšanas procesā pa saskares virsmu un ļauj saglabāt oriģinālo ģeometrisko formu, kas nosaka instrumenta veiktspēju, un uzlabot veiktspējas īpašības.

Katrai konkrētai instrumenta un mašīnas daļai tehnoloģiskajās kartēs tiek ierakstīti dati par vietas pārklāšanās koeficientu, staru defokusēšanu un starojuma jaudas blīvumu.

Metālapstrādes instrumentu un tehnoloģisko iekārtu eksperimentālo partiju ražošanas testi dažādiem funkcionāliem mērķiem parādīja, ka lāzera rūdīšana un leģēšana palielina to izturību 2-5 reizes un ļauj iegūt būtisku ekonomisko efektu, ieviešot ražošanā tehnoloģiskos procesus.

1. Darba mērķis.

2. Īss pētāmās tēraudu un sakausējumu termiskās apstrādes metodes apraksts.

3. Vispārīgie principi lāzera termiskās apstrādes shēmu izvēlei dažādu funkcionālu mērķu instrumentiem.

4. Galvenie parametri lāzera virsmas apstrādes režīmu optimizēšanai.

5. Secinājumi, pamatojoties uz iegūtajiem rezultātiem.

TESTA JAUTĀJUMI.

1. Kāda veida pirmapstrāde tiek pakļauta produktiem pirms lāzera termiskās apstrādes?

2. Pamato griezējinstrumentu, gala frēžu un štancēšanas presformu lāzera apstarošanas shēmu izvēli.

3. Kā tiek veikta lāzera apstrādes režīmu pielāgošana dažādu funkcionālu mērķu instrumentam?

4. Uzskaitiet materiālu lāzertermiskās apstrādes procesa galvenos parametrus.

5. Kā lāzera sacietēšanas rezultāti ir atkarīgi no apstaroto plankumu pārklāšanās koeficienta?

6. Izskaidrojiet rūdīto zonu cietības atkarību no lāzera starojuma jaudas blīvuma.

Rakstā sniegti pasākumi spēka transformatoru darbības režīmu optimizēšanai, lai samazinātu elektroenerģijas zudumus. Parādīta jaudas transformatoru faktiskā sprieguma un kalpošanas laika ietekme uz jaudas zudumiem. Piedāvāts noteikt spēka transformatoru ekonomisko jaudu, ņemot vērā šos faktorus, kā arī ņemot vērā transformatora pieslēgšanas laiku elektrotīklam un slodzes līknes formu.

Jau kopš pirmo automatizēto projektēšanas sistēmu un datorizēto automatizēto vadības sistēmu parādīšanās elektroapgādes sistēmu vadības optimizācijas problēmām tiek pievērsta liela uzmanība. Darbojošās programmatūras sistēmas ļauj pārbaudīt atsevišķu energoobjektu projektēšanas risinājumu realitāti un optimālumu, kā arī visas strādājošās energosistēmas funkcionēšanas drošumu, risinot konkrētas tehnoloģiskas problēmas. Programmatūra tiek izmantota arī dažādu projektēšanas, uzstādīšanas, optimizācijas un darbības stratēģiju salīdzinošai analīzei, pieņemot lēmumus, pamatojoties uz elektrotīkla stāvokļa un režīma parametriem.

Elektrotīkla galvenie elementi ir apakšstaciju un elektrolīniju strāvas transformatori. Šos elementus jebkurā analītiskā vai sintētiskā programmatūras produktā attēlo to matemātiskie modeļi. No visa modeļu kopuma vispārīgā gadījumā var izdalīt divus galvenos veidus, kas tiek izmantoti uzdevumu risināšanā:

1) Energosistēmas elektriskās ķēdes vispārpieņemtais grafiskais modelis (ieskaitot spēka transformatorus un elektropārvades līnijas);

2) Specializēti projektēšanas shēmu modeļi, kas apraksta energosistēmas elektrotīkla shēmu pielietoto matemātisko metožu un konkrētu tehnoloģisko uzdevumu prasību līmenī.

Dažādu objektu elektroapgādes sistēmu energoefektivitātes uzlabošanas uzdevumi prasa īstenot pasākumus, kas bieži vien ir saistīti ar inženiertehniskajiem aprēķiniem. Inženiertehniskie aprēķini enerģijas taupīšanas jomā ir darbietilpīgs process. Ņemot vērā šāda darba sarežģītību un augstās izmaksas, uzņēmumu, organizāciju un iestāžu vadībai enerģijas taupīšanas pasākumu nepieciešamība un lietderība ne vienmēr ir acīmredzama.

Lielāko daļu pieņemto lēmumu stingri reglamentē likumi, vadlīnijas un citi normatīvie akti. Tas ļauj automatizēt daudzu privātu un sarežģītu uzdevumu risināšanu, tostarp uzdevumus, lai uzlabotu darba spēka transformatoru energoefektivitāti.

Transformatoru apakšstacijās, kā likums, ir uzstādīti divi jaudas transformatori. Atkarībā no apakšstacijas kopējās slodzes bezslodzes stundās ir izdevīgi atslēgt vienu transformatoru. Šāds darbības režīms jāuzskata par enerģijas taupīšanas pasākumu, jo atlikušā transformatora efektivitāte tuvojas maksimālajai vērtībai.

Transformatora S OPT optimālo slodzi, kas atbilst maksimālajai iespējamajai efektivitātei, var atrast pēc formulas:

kur S NOM ir transformatora nominālā jauda, ​​kV∙A; ΔP XX - tukšgaitas zudumi, kW; ΔP īssavienojums - īssavienojuma zudumi, kW.

Transformatora optimālās slodzes un tā nominālās jaudas attiecība ir transformatora optimālais slodzes koeficients k З:

Izmantojot formulas (1) un (2), transformatoru slodzes koeficients ir diezgan zems (0,45 ÷ 0,55 robežās), jo transformatori tiek ražoti ar tukšgaitas zudumu un īssavienojuma zudumu attiecību diapazonā no 3,3 ÷ 5,0. Parasti projektēšanas praksē viņi izmanto maksimālās slodzes vērtības, pēc kurām tiek noteikta arī transformatoru slodze. Slodzes koeficients izrādās daudz zemāks par optimālo vērtību, tāpēc pašreiz ekspluatācijā esošajiem jaudas transformatoriem ir zema slodze un daudzi no tiem darbojas neoptimālā režīmā.

Jaudas zudumus jaudas transformatorā nosaka pēc formulas:

kur U ir faktiskais spriegums transformatora augstākā sprieguma tinuma spailēs, kV; U NOM - augstākā sprieguma tinuma nominālais spriegums, kV.

Elektrības zudumi jaudas transformatorā ir atkarīgi no transformatora ieslēgšanas laika, elektriskās slodzes grafika formas un tiek noteikti pēc formulas:

kur T YEAR - transformatora darbības stundu skaits gadā, h; τ - lielāko zudumu laiks, ko nosaka faktiskais slodzes grafiks vai maksimālās slodzes izmantošanas stundu skaita atsauces vērtība, h.

Minimālais enerģijas zudums transformatorā gada laikā būs tad, kad tukšgaitas un īssavienojuma enerģijas zudumi būs vienādi. Transformatora slodzi, ņemot vērā elektriskās slodzes grafika T YEAR rādītājus, τ un kas atbilst minimālajam jaudas zudumam, var atrast, ņemot vērā (4) pie U=U NOM:

Salīdzinošie aprēķini tika veikti, izmantojot formulas (1) un (5), ņemot vērā maksimālās slodzes izmantošanas ilguma vidējās vērtības nozarē. Aprēķini ir parādījuši, ka pazeminošiem transformatoriem ir nepieciešama lielāka slodze nekā praksē.

Atsevišķos gadījumos var būt lietderīgi izslēgt daļu transformatoru, kas strādā ar kopējo slodzi S N. Noteiksim ekonomiski izdevīgo slodzi S EC, Δ P darbības laikā, kuras ietvaros tiek sasniegta visrentablākā transformatoru noslodze. Slodzei mainoties no nulles uz S EC, Δ P, vēlams darbināt vienu transformatoru, ar slodzi virs S EC, Δ P, divu transformatoru darbība ir ekonomiski izdevīga. Slodzi S EC, Δ P , pie kuras vēlams izslēgt vienu no transformatoriem un jaudas zudumu vienlīdzības dēļ viena un divu transformatoru darbības laikā, nosaka pēc formulas:

Slodze S EC, Δ W , kas rodas jaudas zudumu vienādības dēļ viena un divu transformatoru darbības laikā, tiek ierosināts pēc analoģijas ar (6) noteikt, ņemot vērā transformatora ieslēgšanās laiku un elektriskās slodzes grafika forma pēc formulas:

Attēlā atbilstoši (3) un (4) vienādojumam ir parādītas jaudas zudumu un elektroenerģijas atkarības divu transformatoru apakšstacijas spēka transformatoros no slodzes jaudas uz zemsprieguma kopnēm S Н.

Rīsi. - Transformatoru ekonomiskās jaudas noteikšana pēc kritērijiem

minimālie jaudas un elektroenerģijas zudumi: ΔP 1 , ΔW 1 - jaudas un enerģijas zudumi viena transformatora darbības laikā; ΔP 2 , ΔW 2 - jaudas un enerģijas zudumi divu transformatoru darbības laikā.

Atkarību ΔP(S H) un ΔW(S H) analīze parāda ekonomiskās jaudas nobīdi tās pieauguma virzienā, ņemot vērā transformatora ieslēgšanās laiku un faktisko elektrisko slodžu grafiku. Aprēķinot S EC, Δ W saskaņā ar (7), ekonomiskās jaudas intervāls palielinās. Šajā gadījumā apakšstacijas ar vienu transformatoru darbības ilgums palielinās ar nevienmērīgu slodzes grafiku. Ietaupījumi tiek panākti, jo atvienotajam transformatoram nav tukšgaitas zudumu.

Faktiskā sprieguma U ietekmi uz transformatora spailēm uz jaudas un enerģijas zudumiem atspoguļo formula (3) un (4). Lai samazinātu zudumus, vēlams iestatīt tādu transformatora režīmu, kurā spriegums uz augstāka sprieguma tinumiem nepārsniegs nominālvērtību. Būtisks sprieguma samazinājums arī nav pieņemams, jo tas var neatbilst GOST prasībām attiecībā uz patērētāja sprieguma novirzi. Sprieguma samazināšanās apakšstacijās izraisa arī elektroenerģijas zudumu pieaugumu elektrolīnijās.

Jāņem vērā, ka jaudas transformatora dzīves cikla ietvaros mainās elektrotērauda magnētiskās īpašības un palielinās tukšgaitas zudumi ΔP XX. Aprēķinot jaudas zudumus jaudas transformatoros, ieteicams izmantot faktiskos tukšgaitas zudumus, kas iegūti mērījumos ekspluatācijas apstākļos. Tas galvenokārt attiecas uz jaudas transformatoru grupām, kas darbojas ilgstoši. Jaunākie pētījumi liecina, ka jaudas transformatoriem, kuru kalpošanas laiks pārsniedz divdesmit gadus, pases tukšgaitas zudumi ΔP XX.PASP aprēķinos jāpalielina par 1,75% par katru darbības gadu 20 gadu laikā:

kur T SL ir transformatora kalpošanas laiks, gadi.

Tad, ņemot vērā (2), (4), (5) un (8), jaudas transformatora, kas darbojas vairāk nekā 20 gadus, optimālais ilgtermiņa slodzes koeficients jānosaka pēc formulas:

Ir skaidrs, ka transformatoru daļas atslēgšana ekonomisku apsvērumu dēļ nedrīkst ietekmēt patērētāju elektroapgādes drošumu. Šim nolūkam no ekspluatācijas izņemtajiem transformatoriem jāpievieno automātiskās pārsūtīšanas ierīces. Transformatoru izslēgšanas un ieslēgšanas darbības vēlams automatizēt. Lai samazinātu darbības pārslēgšanas skaitu, transformatoru ievietošanas rezervē biežums nedrīkst pārsniegt 2-3 reizes dienā. Turklāt transformatoru slodze, kas noteikta ar (7) un (9) formulām, nedrīkst pārsniegt pieļaujamās vērtības. Pamatojoties uz efektivitātes un uzticamības rādītāju attiecību, šajā rakstā aplūkotās pieejas ir ļoti svarīgas apakšstacijām ar sezonālām slodzes svārstībām.

Šajā rakstā sniegtie nosacījumi transformatoru darbības režīmu optimizēšanai tiek īstenoti programmatūras veidā. Tiešsaistes elektriķa tīmekļa pakalpojums ļauj uzņēmumu un iestāžu vadītājiem ātri novērtēt transformatoru iekārtu energoefektivitātes uzlabošanas pasākumu tehniskos un ekonomiskos rādītājus un noskaidrot to iespējamību, bet energoauditoriem kvalitatīvi papildināt un pamatot ēku un būvju energopases. saīsināts laika posms.

Enerģijas taupīšanas pasākumu īstenošanai transformatoru iekārtās, izmantojot "Tiešsaistes elektriķa" resursus, ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar klasisko šādu problēmu risinājumu "manuāli" vai uz personālajos datoros instalētās programmatūras, proti:

1) nav nepieciešams iegādāties un instalēt lietojumprogrammas datorā;

2) ir iespēja pieslēgties sistēmai no jebkuras vietas pasaulē;

3) lietotājam nav nepieciešams izsekot un pastāvīgi atjaunināt programmatūras versijas;

4) pārskati ar izmantoto formulu nodrošinājumu ļauj pārliecināties par aprēķinu ticamību.

Izmantoto avotu saraksts

1. Kireeva, E.A. Pilnīga uzziņu grāmata par elektroiekārtām un elektrotehniku ​​(ar aprēķinu piemēriem): uzziņu grāmata / E.A. Kireeva, S.N. Šerstņevs; saskaņā ar vispārējo ed. S.N. Šerstņevs.- 2. izd., ster.- M.-: Knorus, 2013.- 864 lpp.

2. Uzziņu grāmata par elektrisko tīklu projektēšanu / red. D. L. Faibisovičs. - 4. izdevums, pārskatīts. un papildu - M. : ENAS, 2012. - 376 lpp. : slim.

3. GOST 14209-97. Vadlīnijas jaudas eļļas transformatoru slodzei.- Vved. 2002.01.01.- Minska, 1998.g.

4. Korotkovs, A.V. Pilsētu sadales tīklu elektrisko kompleksu energoefektivitātes novērtēšanas un prognozēšanas metodes [Elektroniskais resurss]: autors. dis. … cand. tech. Zinātnes: 05.09.03. / Korotkovs A.V.; Sanktpēterburgas Valsts Politehniskā universitāte. - Elektrons. teksta dati. (1 fails: 283 Kb). - Sanktpēterburga, 2013. - Zagl. ar titulu. ekrāns. - Drukātās publikācijas elektroniskā versija. - Bezmaksas pieeja no interneta (lasīšana, drukāšana, kopēšana). - teksta fails. - Adobe Acrobat Reader 7.0. - .

5. Tiešsaistes elektriķis: elektroapgādes sistēmu interaktīvie aprēķini. - 2008 [Elektroniskais resurss]. Piekļuve reģistrētiem lietotājiem. Atjaunināšanas datums: 08.02.2015. - URL: http://www.online-electric.ru (piekļuves datums: 08.02.2015.).

Frekvences vadāmas asinhronās elektriskās piedziņas režīmu optimizācijas uzdevuma mērķis ir sasniegt kvalitātes funkcijas ekstrēmu (optimalitātes kritērijs). Elektrisko piedziņu viens no svarīgiem kvalitātes kritērijiem enerģijas un uzticamības dēļ ir jaudas zudums. Zaudējumu optimāluma prasības var aplūkot saistībā ar motoru, frekvences pārveidotāju un kopumā elektrisko piedziņu.

Optimālā vadības režīma noteikšana, samazinot dzinēja zudumus, ir svarīga šādos gadījumos:

Nodrošinot minimālus zudumus, lai ierobežotu dzinēja sildīšanu un paplašinātu apkurei pieļaujamo slodzes momentu laukumu;

Analizēt frekvences kontroles likumu efektivitāti pēc zudumu kritērija, ja to izmanto kā kontroles likuma standartu pēc minimālajiem zudumiem dzinējā.

Mērķis šajos gadījumos ir nodrošināt uzticamu motora darbību, jo pat neliela atkārtota statora tinuma temperatūras pārsniegšana virs pieļaujamās izraisa paātrinātu izolācijas novecošanos un IM kalpošanas laika samazināšanos.

No invertora ekonomiskas un uzticamas darbības nodrošināšanas viedokļa ir lietderīgi formulēt tā režīmu optimizācijas problēmu atbilstoši pārveidotāja jaudas zudumu kritērijam.

Elektrisko piedziņas režīmu optimizācijai, samazinot zudumus FC-IM sistēmā, ir praktiska jēga, ja elektrisko piedziņu uzskata par elektroenerģijas patērētāju. Šajā gadījumā ir svarīgi zināt, kādā saistībā ar minimālo zudumu stāvokli FC-IM sistēmā ir zaudējumi asinhronajā motorā un frekvences pārveidotājā.

Apsveriet vienu no iespējamiem frekvenču kontrolētas elektriskās piedziņas optimizācijas problēmas formulējumiem jaudas zudumiem AM, kuram galvenais ir darba režīms ar nemainīgu vai lēni mainīgu slodzes griezes momentu.

Pieņemsim, ka tehnoloģiskajam procesam nepieciešama ātruma kontrole un to raksturo ražošanas mehānisma darba korpusa statiskās pretestības momenta maiņa. Vispārīgā gadījumā optimālās vadības problēma tiek atrisināta punktu kopai, kas atbilst griezes momenta un ātruma izmaiņu apgabalam, ko nosaka tehnoloģiskās problēmas nosacījumi no asinhronā motora.

/s=(Py, T, ay), (3,52)

kur F, T i Q - attiecīgi grafiks, definīcijas apgabals un funkcijas diapazons /

Formulās (3.51) un (3.52) definīcijas apgabals T=(t: t0< t

Funkciju darbības jomas ir šādas:

QM = (M:fM (/) = M, Mmin<М < М

^o) = (co. (t) — CO, COmjn< СО ^ С0тах },

kur Mmin, comin un Mmax, comb ir attiecīgi kopu QM un Q apakšējā un augšējā robeža. m.

Funkciju grafiki izskatās šādi:

Pm ~ є T x £2dj: fM (ґ) = M);

Fa \u003d ((L co) є T x: / w (t) \u003d co).

Ņemsim vērā stāvokļa vektoru X = (M, ω), X є £2X = QMx QM un kontroles vektoru U = (m ω ω), U є = £2M[ x £2Ml. Šeit QUl un £2W| - vadības darbību pieļaujamo vērtību diapazons frekvences pārveidotāja izejas sprieguma amplitūdas (u,) un frekvences (co,) izteiksmē. Mainot U, tiek nodrošināts kontroles mērķis (vektora X stāvoklis є £2X)> nepieciešamais nosacījums, kura sasniegšanai ir

kur F(Qi) ir atbilstība starp vektoru X un U iespējamo stāvokļu kopām.

Nosacījums (3.53) tiek izpildīts, izvēloties motora un frekvences pārveidotāja jaudu.

Ja Qx ar F(Qi) , tad jebkuram fiksētam X є Qx pastāv netukša pieļaujamo vadīklu kopa ar stāvokļu skaitu U, kas pārsniedz vienu. Līdzīgs secinājums ir spēkā katram reģiona Qx= F(QV) iekšējam punktam.

Vadības darbības izvēles brīvības klātbūtne frekvences vadītā elektriskajā piedziņā ļauj atrisināt tehnoloģiskās problēmas ar vadības kvalitātes kritērija labāko vērtību. Ja par optimizācijas kritēriju uzskata AM kopējo zudumu, tad optimālajai kontrolei UonT ir jāapmierina šādas matemātiskās programmēšanas problēmas risinājums:

ARYU (X, U) -> mūķene;

S:f (X, U) = 0. (3,54)

Atzīmēsim šeit formulētās problēmas galvenās iezīmes

ierobežojums /(X, U) = 0, kas būtībā ir AM mehāniskais raksturlielums netiešā veidā, pie dotajām momenta M vērtībām un leņķiskā ātruma w uzliek papildu saikni ar izvēles brīvību mainīgie w un w

kontrolei U = (u1)coi) ir divas sastāvdaļas, tas ir, tas ir vektora lielums.

Uzdevuma (3.54) risinājumu sarežģī fakts, ka vadības darbība U ir vektors. Tomēr vienlīdzības tipa ierobežojuma klātbūtne ļauj samazināt optimizējamās kvalitātes funkcijas dimensiju un tādējādi samazināt optimizācijas problēmu ar vektora vadības darbību U līdz optimizācijas problēmai ar skalāro vadību. Ņemot vērā tehnoloģiskās problēmas nosacījumus, M un w vērtības kā skalārās vadības darbību, tiek ņemta vektora U komponente w i.

Atrisinot optimālās vadības sintēzes problēmu, koksa vietā tiek izmantota motora (3) absolūtā slīde, jo noteiktai ātruma co vērtībai vērtība (3 unikāli nosaka coj.

Pamatojoties uz iepriekš minēto, optimizācijas problēmu zaudējumu samazināšanai var formulēt šādi:

ARav(X, (3) -> min,

kur ir mainīgā mainīgā pieļaujamais laukums.

Piederība (3) pieļaujamo vadības ierīču apgabalam Qp galvenokārt ir saistīta ar frekvences pārveidotāja ierobežotajām iespējām jaudas ziņā. Atkarībā no tā, vai problēmas risinājums atrodas uz apgabala Qp robežas vai nē, ir beznosacījumu un nosacījumu optimizācijas problēmas.

DRdv(M, R)->wip=»|3opt; :((3|0<|3<+°°}. (3.55)

Izvēloties metodi optimizācijas problēmas risināšanai, ir lietderīgi zināt ekstrēmo raksturlielumu analītiskās īpašības, t.i.
AM kopējo zudumu funkcijas atvasināšana katrā noteiktā elektriskās piedziņas darbības zonas fiksētajā punktā ar absolūtās slīdēšanas izmaiņām. Viens no veidiem, kā iegūt informāciju par kvalitātes funkcijas īpašībām, ir vienkārša uzskaites metode jeb skenēšanas metode. Uzdevums tiek samazināts līdz vektora X vērtībai zaudējumu funkcijas vērtību aprēķināšanai tehnoloģiskā procesa apstākļos un absolūtās slīdēšanas mainīšanai ar vienmērīgu soli.

Ņemiet vērā, ka digitālā modeļa ekstremālo raksturlielumu aprēķināšanai, ņemot vērā piesātinājumu, nav nepieciešama iteratīva procedūra motora magnētiskā stāvokļa aprēķināšanai. Ja ņem vērā piesātinājumu, motora magnētisko stāvokli nosaka norādītās M* un P vērtības:

Rīsi. 3.24. IM tipa 4A132M6 ekstremālie raksturlielumi relatīvajai vērtībai ω, = 1 un dažādām momenta M» relatīvajām vērtībām, neņemot vērā piesātinājumu (a) un piesātinājumu galvenajā magnētiskajā ceļā (b)

un dažādas momenta fiksētās vērtības diapazonā 0,25 > > M* > 1,5. Šie raksturlielumi ļauj identificēt šādas kvalitātes funkcijas D. RdV īpašības, kas ir svarīgas ekstrēma meklēšanas metodes pamatošanai:

unimodalitāte, t.i., viena ekstrēma klātbūtne (minimums);

nepārtrauktība un diferenciācija;

izliekts.

Pakavēsimies pie optimizācijas problēmas risināšanas metodēm, samazinot AM zudumus. Tā kā kvalitātes funkcija DRdv(X, p) ir nepārtraukta un izliekta un tai ir nepārtraukts pirmais atvasinājums, lai atrastu šīs funkcijas ekstrēmu, matemātiskajā analīzē varam izmantot labi zināmo nosacījumu.

Neņemot vērā magnētiskās ķēdes piesātinājuma un rotora strāvas nobīdes ietekmi, no nosacījuma (3.56) tiek atrasts samērā vienkāršs analītisks uzdevuma (3.55) risinājums, kas parāda, ka optimālā slīde nav atkarīga no slodzes griezes momenta un tiek noteikta. tikai pēc IM parametriem un ātruma (sk. 3.24. att., a).

Tomēr optimālās vadības problēmas risinājums, kas iegūts, neņemot vērā iekārtas piesātinājumu, var tikt izmantots ierobežotā M  un ω izmaiņu diapazonā. Mainoties M un co plašā diapazonā, asinsspiediena magnētiskā ķēde ir piesātināta. Šajā gadījumā, ņemot vērā AM piesātinājumu pa galveno magnētisko ceļu, ir būtiska nozīme ekstremālās kontroles problēmu risināšanā. Kvalitatīva un kvantitatīva neatbilstība starp ekstremālajiem raksturlielumiem, kas parādīti 1. 3.24, runājiet par nepieciešamību ņemt vērā piesātinājumu, kad moments mainās plašā diapazonā.

Ja ņem vērā magnētiskās ķēdes piesātinājumu, optimizācijas problēmas risinājums, samazinot asinhronā motora zudumus, kļūst daudz sarežģītāks. Tomēr ar noteiktiem nosacījumiem un pieņēmumiem šīs problēmas analītisks risinājums ir iespējams. Piemēram, motoram ar nelineāru raksturlielumu formā |/0 = /(/0), kontroles likums minimālajiem kopējiem IM zudumiem griezes momenta izmaiņu diapazonā ir -(2...3)< М, < +(2...3) с приемлемой точностью описывается параметрической системой, которая в принятой частично отно­сительной системе единиц имеет следующий вид :

kur /0 ir mainīga vērtība.

Palīgfunkcijai ir forma F = -

un induktīvā pretestība, kas ir atkarīga no motora piesātinājuma galvenajā magnētiskajā ceļā,

^o - -^Onom:

Secīgi ar soli D/0* norādot starpposma mainīgo /0n, izmantojot izteiksmes (3.57) un (3.58), var atrast optimālo kontroles likumu formas zudumiem motorā. Aizstājot izteiksmē (3.26) optimālās vērtības. Mēs iegūstam statora un rotora strāvu, kā arī galvenās plūsmas savienojumu

D^dv. opt* = (Ls ^d)*1opt* kpijom*

+ [AG + q (co, + Pom -) J (CO * + Ropt) Vo opt * ^ mex ^ * (3,59)

Statora, rotora un galvenās plūsmas savienojuma strāvas (3.59) aprēķina pēc formulām (3.7), (3.10) un (3.11), aizstājot tajās vērtības M* = Mopt* un p = ropt:

V2onr* РnomRopt^opt*,

^ 1 OPT*= ^1nom e,(P opt) V2opt* j VoonT* - ^0nom*^0 (Popt) V2onT* >

^2opt* - ^2nom^2 (Popt) V2onT*'

Funkcijas formulā (3.60) var uzrakstīt šādi:

Є, (Ropt) = x? +R? (1 + l-0-%n)2 P5nt;

Є 2 (Ropt) = ^2 Ropt?

50 (Ropt) = 1 + -^22^22aRopt-

Ņemiet vērā, ka formulas (3.57) un (3.58) ir pieņemamas jebkuram magnetizācijas līknes raksturam, jo

atkarības /r(i0*) un A^(/0*) tiek veiktas tieši pēc tā koordinātām.

Analītiskās metodes ir salīdzinoši vienkāršas, taču tās ir piemērojamas tikai ierobežotam motora slodzes griezes momenta izmaiņu diapazonam. Ar parametrisku optimālā vadības likuma attēlojuma formu kļūst sarežģītāks frekvenču regulēšanas likumu efektivitātes salīdzinošā novērtējuma problēmas risinājums, kad dzinēja griezes moments un apgriezieni tiek iestatīti atbilstoši tehnoloģiskajiem nosacījumiem. process. Šajos gadījumos ir ieteicams izmantot skaitliskus algoritmus, lai atrastu zaudējumu funkcijas ekstrēmu. Apsveriet vienu no iespējamām skaitliskām metodēm.

Fiksētajām M un co vērtībām uzdevums (3.55) tiek reducēts uz viena parametra ekstrēma meklēšanu, kurā kā vienu no efektīvākajām metodēm var izmantot gradienta metodi, ko raksturo iteratīvas konverģences ātrums. process un tiek piemērots nepārtraukti diferencējamām izliektām unimodālām funkcijām. Apskatīsim skaitļošanas shēmu funkcijas DRdv,(A/*,co*,P) ekstrēma meklēšanai ar tangences metodi.

Sākotnējie dati

1. Modeļa parametri Rb R2, L(a, Lla.

2. Kopējo zudumu vienādojuma koeficienti ks, kr, kg, kv, k k

3. Ekstrēmuma meklēšanas parametri pēc tangences metodes: soļa koeficients X = const, metodes bāze g, kļūda є.

4. Problēmas nosacījumi - dotās momenta vērtības M3* un co3*.

Iterācijas shēma

1. IM magnētiskā stāvokļa un nominālās konstantes aprēķins

REŽĪMS. ¥0nom*e *0nom*5 -^IZnome Rnom> ^Onome Є|nom, E2nom*

2. Uzstādot uzdevuma nosacījumus М* = М3*, ω* = ω3, un sākotnējās aproksimācijas р = рnom.

3. Magnētiskā stāvokļa aprēķins |/0"(Mn, P+g), /0*(L/", P+g), X0(M*, P+g) slīdēšanas pieaugumam p+g.

4. IM DRdv*(M*, co*, p+g) kopējo zudumu aprēķins slīdēšanas pieaugumam p+g.

5. IM magnētiskā stāvokļa koordinātu aprēķins j/0*(M*, P~g), /0*(M„P-g), Z0(M„P~g) slīdēšanas pieaugumam p-g.

6. AD ARDV kopējo zaudējumu aprēķins, (M *, co „ P-g) slīdēšanas pieaugumam P-g.

7. Atvasinājuma aprēķins

d AD ARDV * (L/*, co *, R + g) - D-Rdv * (M *, co *, R - g)

Piemēram, attēlā. 3.25 parāda IM tipa 4A132M6 raksturlielumus ar optimālu minimālā ARav vadību dažādām leņķiskā ātruma co* relatīvajām vērtībām. Raksturlielumi atbilst fiksētiem ātrumiem co*. Pie nemainīgām ātruma vērtībām co* > 0,1 absolūtās slīdes atkarība no momenta ir nelineāra (sk. 3.25. att., a), un, palielinoties ātrumam, atkarības nelineārais posms aptver vienmēr plašāks izmaiņu klāsts šobrīd. Absolūtās slīdes atkarība no ātruma ir visizteiktākā slodzes momenta mazo vērtību zonā, t.i., plkst.

M*< 0,5. В этой же области скольжение менее всего зависит от изменения момента.

Magnetizācijas raksturlieluma nelineārajā apgabalā vislielākā ietekme ir slodzes griezes momentam un mazākā mērā motora ātrumam. Tātad, pie M* = 0,5 un ātruma izmaiņām no co* = 0 uz co* = 1, absolūtā slīde palielinās par 1,46, pie A/* = 1 par 1,36 un pie M* = 2,2 par 1,02 reizēm. . Kad slodze mainās diapazonā no M* = 1 līdz A/* = 2,2, absolūtā slīde palielinās 2,34 reizes pie ātruma co* = 1 un 5,15 reizes pie ātruma co* = 0. Optimālās absolūtās slīdes vērtība punktā (Мnom«, ^nom*) ir par 29% mazāka par nominālvērtību.

Punktā М* = 0 optimālajam kontroles likumam (30ПТ(Л/*, ω*) pie visām ātruma vērtībām ir ierobežots pārtraukums ar vienpusējām robežām. Lielām М* vērtībām grafiki no funkcijas РoptIM*> “*) ir gandrīz lineāras.

Jo lielāka ir griezes momenta vērtība un mazāks motora apgriezienu skaits, jo kritiskāk mainās absolūtās slīdes funkcijas zudumi. Griezes momenta izmaiņām ir daudz spēcīgāka ietekme uz absolūtās slīdes lielumu, kas atbilst minimāliem zudumiem, nekā pie lielām griezes momenta vērtībām. Tādējādi grafiku ropt(M*, w,) analīze liecina, ka nav pieļaujams ignorēt optimālās absolūtās slīdes atkarību no dzinēja griezes momenta.

Magnētiskās plūsmas raksturlielumi, regulējot līdz minimāliem motora zudumiem (sk. 3.25. att., b), parāda, ka ar optimālu vadību magnētiskā plūsma mainās plašā diapazonā un ir atkarīga gan no griezes momenta, gan no ātruma, t.i. | / 0oPt * = = Woopt*(M*, co*). Magnētisko plūsmu lielā mērā ietekmē slodzes moments. 4A132M6 dzinējam ar co* = 1 un griezes momenta izmaiņām no M* = 0,1 uz M* = 3 motora plūsma palielinās par 3,3 reizes un ar co* = 0, par 2,2 reizes. Motora apgriezienu skaita maiņa diapazonā no co* = 0 līdz co* = 1 maz ietekmē plūsmu. Pieaugot griezes momentam, ātruma ietekme uz plūsmu samazinās. Lai nodrošinātu minimālo zudumu režīmu, ir jāpiespiež magnētiskā plūsma attiecībā pret tās nominālvērtību, kas tiek panākta, palielinot statora tinuma spriegumu.

Zaudējumu raksturojums АРДВ 0ПТ*(М„ сo*) un lietderības koeficients Ldv. opt^*, w*) ar optimālu kontroli ir parādīti Fig. 3.25, in un att. 3.25, pilsēta

Minimālo zudumu režīmu pie X0 = X0nom = const ilustrē AM raksturlielumi, kas parādīti attēlā. 3.27. Šie raksturlielumi parāda, ka IM ar lineāro magnetizācijas raksturlielumu (izņemot piesātinājumu) optimālā slīdēšana nav atkarīga no motora griezes momenta un to nosaka IM leņķiskais ātrums un parametri. Pie fiksēta ātruma motora kopējie zudumi mainās proporcionāli elektromagnētiskajam griezes momentam, un efektivitāte ir nemainīga. Magnētiskā plūsma ievērojami palielinās, palielinoties griezes momentam. Tādējādi, atstājot novārtā asinsspiediena piesātinājumu galvenā magnēta izteiksmē

160" align="center">

A^dv.(P)-ALv. (P opt) AL .. (Ropt) '

kur DRdV*((3opt) ir kopējo zaudējumu minimālā vērtība konkrētajam A/* un co*.

Sekojoši,

A-*dw* (Popt) - D-*dw* (A/*, (O*, P).

Atbilstoši ARFD tuvināšanas pakāpei līdz nullei formula (3.61) ļauj novērtēt dažādu frekvenču kontroles likumu efektivitāti salīdzinājumā ar optimālo vadību, samazinot kopējos AM zudumus.

Ja slodzes griezes momenta un ātruma izmaiņu laukumi ir pietiekami plaši, tad funkcijas P(L/*,co,) grafikiem, kas nodrošina režīmus ux/u = const un |fj = const, ir kopīgi punkti ar optimālās funkcijas pop(L/, co *) grafiks (3.28. att.). Kopējos punktos atbilstošie efektivitātes aprēķini ir vienādi ar nulli, un slīdēm, kas atšķiras no optimālajām vērtībām,_ pārsniedz minimālo vērtību, t.i., &Rav = 0 pie P = ropt; ARav > 0 pie р f ropt.

Līdz ar to funkcijām APdv(M*, ω*) u(/co, = const, y, = const, J/0 = const UN l|/2 = const ir skaidri izteikts minimums. -> 0.

Uz att. 3.29. parādīti grafiki par IM tipa 4A132M6 efektivitātes novērtējumu atkarību no leņķiskā ātruma dažādiem frekvences kontroles likumiem: 1 - ii / coj * = "1nom * / co1nom *; 2 - c / j * \u003d y ^ om *;

Z - |/0* = Vohom*; 4 - |/2* =)/2nom*- 3.29. Var redzēt, ka, mainoties M* un co, efektivitātes aplēses mainās plašā diapazonā. ARDV(M*,w) vērtības stipri palielinās, samazinoties M un w, kā arī tad, kad L/* pārsniedz momenta vērtību IM nominālajā režīmā.

Tajā pašā laikā katram frekvences kontroles likumam ir A/* un co* izmaiņu apgabali, kuros kopējie BP zudumi ir vienādi ar minimālo iespējamo vai nedaudz atšķiras no tiem. Tomēr šīs zonas ierobežo salīdzinoši neliels griezes momenta un ātruma izmaiņu diapazons, kas norāda uz optimālas kontroles likuma piemērošanas racionalitāti, lai samazinātu kopējos AM zudumus. Piemēram, režīmu aprēķini "!*/"!* = "1nom*/"1nom*; Vl * = VlNOM *. parāda, ka ar 10% pielaidi pārmērīgiem zaudējumiem (APdv<0,1) допустимый диапазон

griezes momenta izmaiņas co, = 0,1 ir 0,25< М* < 0,66 при законе управления щ*/со,* = Иіном*/шіном* и "0,25 < А/, < 0,74 при законе Уі* = vj/]H0M*. Для скорости со, = соном, момент двигателя не должен превышать М„ = Мном*.

Vadības režīmiem ar nemainīgu galvenās plūsmas savienojumu un rotora pilnas plūsmas savienojumu ir plašāks griezes momenta izmaiņu diapazons, kas apmierina toleranci pret zudumu pārsniegšanu DRmot<0,1: при со* = 0,1 он составляет 0,35 < Л/* < 1,12, а для скорости со* = соном* момент ограничен условием 0,45 < Л/* < 1,45.

Līdzīgi formulai (3.61.) frekvences kontroles likuma efektivitātes aplēse tiek ieviesta ar lietderības koeficientu fjflB(M*,co*), kura izmaiņu raksturs atspoguļo funkciju DRdv(L/*) uzvedību. ,co*).

Dažādu IM frekvences regulēšanas likumu salīdzinājums parāda optimālās vadības likuma priekšrocības un tā ieviešanas iespējamību elektrisko piedziņu automātiskās vadības sistēmās gadījumos, kad motora leņķiskais ātrums un griezes moments mainās plašā diapazonā.

IF-IM sistēmas darbības režīmu optimizācija, samazinot kopējos DREP zudumus. Iestatot šo problēmu, ir interesanti izpētīt motora režīmu ietekmi uz frekvences pārveidotāja raksturlielumiem un, pirmkārt, uz DRFC jaudas zudumu.

AM statisko raksturlielumu pētījumu rezultāti liecina, ka asinhronajam motoram kā vadības objektam ir ārkārtējas īpašības saskaņā ar vairākiem īpašiem kvalitātes kritērijiem. Ieskaitot statora strāvas / un motora aktīvās jaudas Px galējās vērtības, no kurām ir atkarīgi frekvences pārveidotāja elektriskie zudumi. Lai atrisinātu FC-IM sistēmas režīmu optimizēšanas problēmu, minimizējot zudumus, mēs transformējam izteiksmes (3.7) un (3.14), kurām rotora plūsmas savienojuma vietā

|/ij, aizstājējs u/2* = - M*. Rezultātā mēs iegūstam sekojošo

statora strāvas un aktīvās jaudas atkarība no M*, co* un P:

Uz att. 3.30 parāda grafikus, kas ilustrē funkciju /n(M, ^) un LDM*, w*, (3) ekstrēmo raksturu, kas aprēķināts ātrumam w* = 1 un dažādām momenta fiksētajām vērtībām (0.25).< М* < 1,25, шаг по моменту АЛ/* = 0,25). Заметим, что экстре­мумы активной мощности по варьируемой переменной р совпадают с экстремумом функции полных потерь, так как при заданных значениях скорости и момента изменение активной мощности при варьировании скольжением связано только с изменением потерь в двигателе.

Funkciju /]*(M*, p) un P^(Mt, to*, P) ārkārtējais raksturs nosaka DFC elektrisko zudumu funkcijas ekstrēmu klātbūtni ar autonomu sprieguma invertoru, ja to darbina no nekontrolējams taisngriezis. Pārveidotāja elektrisko zudumu sastāvdaļas rakstīsim relatīvās mērvienībās, ņemot vērā formulas (2.53), (2.58) un (2.59), par zudumu pamatvērtību ņemot pie dzinēja nominālā darbības režīma. Tad relatīvos zudumus frekvences pārveidotāja taisngriežā un pārveidotājā nosaka no šādām izteiksmēm:

A^u. n* ~ (^v1 ^v2^1*) P* (^p. inx ^p. f) (3,64)

A^a. u* - (^cl1 ^cl2^1*)A* ^p. out*1* (^cl4nom^I* ^cl4nom*1*)-^1*? (3,65)

un konstantajiem koeficientiem ir šāda forma: kvX = -^ =

A-^dv. nom

D-^r. YUS. Jr _ A-/r. ievade NOM. _ A/^).f. noM. tr _ ^Lpp. ārā. nom. jr_

R, 5 R-VX — "GB ' ^R-F ""Tr ' R-® s - - Z, Kcl. / -

^-Gdv. nom ^^dv. nom ^*dv. nom dv. nom

Cl "nom, kur i \u003d 1,4 raksturo komponentu īpatnējo svaru

elektriskie zudumi attiecībā pret kopējiem motora zudumiem nominālās darbības laikā.

Kā izriet no formulām (3.64) un (3.65), taisngrieža zudumi ir atkarīgi no statora strāvas, un zaudējumi autonomajā pārveidotājā ir atkarīgi no statora strāvas un motora aktīvās jaudas. Statora strāvas /t* un aktīvās jaudas Pu ekstrēmu klātbūtne nosaka invertora DRai* taisngrieža D/>IL1n elektrisko zudumu atsevišķo komponentu galējo raksturu un pārveidotāja kopējos elektriskos zudumus D/pch. - ® Jo īpaši AM minimālo zudumu režīms nodrošina minimālus elektriskos zudumus strāvas avotā AIN.

Uz att. 3.31 parāda diagrammas, kas ilustrē funkcijas DRpch * (A / *, co *, p *) ekstrēmo raksturu. DFC ar autonomu sprieguma invertoru elektrisko zudumu galējos raksturlielumus aprēķina pēc formulām (3.64) un (3.65) ātrumam co* = 1 un dažādām fiksētām griezes momenta vērtībām (0.25).< М» < 1,25, шаг по моменту ДМ* = 0,25). В общем случае значения скольжения, доставляющие минимумы электрическим потерям ДРПч*>aktīvā jauda P] * (motora zudumi D-Rdv *) un statora strāva /,. nesakrīt. Tomēr mēs atzīmējam, ka DRPch* minimālo zudumu režīms ir diezgan tuvs gan optimālajam režīmam motora DRdv* minimālo zudumu ziņā, gan minimālās statora strāvas režīmam /і*. Mēs nonākam pie līdzīga secinājuma, analizējot lietderības koeficienta Т1ep uzvedības raksturu.

Stingrs risinājums sistēmas "frekvences pārveidotājs - asinhronais motors" režīmu optimizācijas problēmai, neņemot vērā ierobežojumus

Kontroles aplēses var iegūt šādā paziņojumā:

(-A/, O), P) > ^ Ropt?

0p:(p|0<р<+оо}.

Optimālo slīdēšanu, kas nodrošina zaudējumu funkcijas APep(M, ω, P) minimumu, nosaka ar skaitliskām metodēm. Iepriekš minētais kvalitātes funkcijas DRdv(M, w, (3) minimuma atrašanas algoritms, pamatojoties uz tangenšu metodi, ir salīdzinoši vienkārši vispārināts IF-IM sistēmas zudumu funkcijas minimizēšanas gadījumam.

Uz att. 3.32, optimālās vadības likuma raksturlielumi un FC-IM sistēmas efektivitāte DREP režīmā * -» min. Attēlā parādīts. 3.32, un optimālā minimuma A grafikus. REP * (M *, w *, P) kontroles ropt \u003d ropt (Mn co *) aprēķina vairākām fiksētām leņķiskā ātruma vērtībām (0< со, < 1, шаг по ско­рости Дсо* = 0,25). Сравнивая их с графиками оптимального по ми­нимуму суммарных потерь АД управления, находим качественное их совпадение. Зависимости КПД системы ПЧ-АД от Л/* и со, (см. рис. 3.32, б) показывают эффективность режима оптимально­го по минимуму АРЭП*(М„ со*, Р) управления с энергетической точки зрения.

Tādējādi frekvenču vadāmā asinhronā dzinēja optimālas vadības iespēju analīze vairāku rādītāju izteiksmē un dotās vispārīgās kvantitatīvās aplēses, kas raksturo dažādus optimālās vadības likumus, ļauj saprātīgi izvēlēties un ieviest nepieciešamo vadības likumu atkarībā no AM parametrus un darbības režīmus.

Tabulas secinājuma pamatojumam. 3.2 parāda zudumus 4A132M6 tipa dzinējam, kura Pnom = 7,5 kW, ar dažādiem optimālas vadības likumiem vairākām dzinēja apgriezienu vērtībām.

AP# kvantitatīvais novērtējums optimālos kontroles režīmos parāda to praktisko sakritību. Tādējādi minimālo iespējamo zudumu DRdv pārsniegums motorā vadības režīmā par minimālo statora strāvu pie 0,2< Л/* < 1,2 и 0,25 < М* < 1,25 со­ставляет 8 %.