Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ПЕРИОДА ЭКСПЛУАТАЦИИ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПО КРИТЕРИЮ МИНИМАЛЬНОЙ РАСХОДОВСтр 1 из 2Следующая ⇒
УДК: 621.313.333.004.17 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ПЕРИОДА ЭКСПЛУАТАЦИИ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПО КРИТЕРИЮ МИНИМАЛЬНОЙ РАСХОДОВ Таблица 1 - Исходные данные для расчета № п / п Показатели и единицы измерения Условное обозна- ния Значение показателя 1 Количество календарных дней в году, дни Q Д 365 2 Количество рабочих дней в году, дни Q р 250 3 Продолжительность смены, час t C 8 4 Количество смен, шт q C 2 5 Стоимость двигателя, грн: С АД 1,1 кВт 460 11кВт 2570 110кВт 34400 6 Стоимость кап. ремонта, грн С к 1,1 кВт 200 11кВт 1200 110кВт 11000 7 Коэффициент, учитывающий транспортные расходы α t 1,05 8 Коэффициент, учитывающий монтажные расходы α с 1,1 9 Стоимость 1 кВт . ч электроэнергии, грн С е 0,71 года , Ô () n Pgr i Pgr Δ Δ Рисунок 2 - Зависимость остаточного периода эксплуатации АД от относительных Грея потерь Как видно из приведенного графика, срок службы двигателя изменяется по показательному закону, и когда потери увеличиваются на 15%, то продолжительность службы уже уменьшается вчетверо (рис. 2). Через это для эффективного использования средств пред- приятия необходимо своевременно производить замену старых двигателей, многократно подлежали ремонту. Так после шестого капитального ремонта срок службы уменьшается до 0,8 года. Текущий год эксплуатации АД определяется с учетом того, что первый капитальный ремонт проводится после 5 лет его использования, а его эксплуатация становится нецелесообразной при уменьшении межремонтного периода до 3-х месяцев ( ) ( кон i τ ): N и i i i i .. 2 , 1 ,) ( 5 ) ( 25 0 ) ( 0 = Δ + = Σ ≥ Δ = τ τ τ . Стоимость эксплуатации одного АД после i-го капи- тального ремонта: стоимость нового двигателя, кол- кость проведенных капитальных ремонтов, стоимость одного такого ремонта и выплаты за потребленную дви- гуном электроэнергию на покрытие энергетических потерь с учетом увеличения потерь после каждой- го следующего капитального ремонта: , , .. 2 , 1 , ) ( ) ( 1 с с р е и k с t AD q t Q Р р C H N и H i i и С С i ⋅ ⋅ ⋅ Δ ⋅ Δ ⋅ = = ⋅ Δ ⋅ + ⋅ + ⋅ ⋅ = Σ Σ Σ τ α α , где р Δ - Увеличение суммарных греющих потерь двигателя после каждого капитального ремонта, и.о.; Σ Δ Р - Су- бесполезны греющие потери двигателя в номинальном режиме, кВт; ,, , ,, , ,, AD t ñ k å ð ñ ñ Ñ Ñ NCQ tq α α - См.. табл. 1. Исходя из этого, за период времени ) (I n ô ⋅ ( 5 .. 2, 1 = n ) По нормативам стоимость эксплуатации n двигателей составит ) ( кон n и n Ó ⋅ = Σ . Последний блок алгоритма - это блок принятия решение об оптимальности периода замены двигателя на новый, количества двигателей за цикл, стоимость экс- эксплуатации и экономическую выгоду. Эта процедура вы- конуеться путем постоянного сравнения стоимости эксплуатации заданного количества двигателей n и реко- мендовано количества m. Таким образом, определяется момент времени, когда целесообразнее ввести в экс- цию новый двигатель при минимуме затрат по по- данный период ) ( кон i n ô ⋅ . () ( ) ( ) , ( ) ( ), . i ³ ³ max ê ³ í î ï ò ni m i ê ³ í î ï ò mnm , n = 1,2 .. 5, i <I ³ = 1,2 .. N î ï ò ê ³ í τ τ Σ = Σ -Σ → ⋅ = ⋅ > Объектом расчетов были асинхронные двигатели с номинальными данными, приведенными в табл. 2: Таблица 2 - паспортные данные исследуемых АД Мощность, кВт 1,1 11 110 Ток статора, А 2,5 22 199 Частота вращения, об / мин 2811 1458 982 КПД,% 0,775 0,875 0,93 Коэффициент мощности 0,87 0,87 0,9 Для получения данных расчеты проводятся следующим образом. Сначала отдельно для каждого двигателя рассчитывается номинальный срок служ- бы АД, который зависит от класса изоляции его обмо- ток. Затем с помощью разработанного алгоритма определяется оптимальный срок замены двигателя с учетом увеличения суммарных потерь в АД пос- ля каждого капитального ремонта и, как следствие, уменьшения межремонтного периода. Расчеты проводились для следующих случаев: 025 0 = Δ р , 05 0 = Δ р , 075 0 = Δ р и относительный момент погру- грузки 1; 9, 0 , 8, 0 * = М . Такое предположение можно сделать на основе анализа экспериментальных и рас- счетных данных, полученных при оценке эксплуата- онных параметров отремонтированных асинхронных электродвигателей [2].
ДИАГНОСТИКА В ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ Вестник КГУ имени Михаила Остроградского. Выпуск 4/2010 (63). Часть 2 145 * Σ Δ Р τ Δ 075 0 = Δ p 05 0 = Δ p а) τ Δ * Σ Δ Р 075 0 = Δ p 05 0 = Δ p б) 075 0 = Δ p 05 0 = Δ p τ Δ * Σ Δ Р в) Рисунок 3 - Зависимость межремонтного периода АД от относительных суммарных потерь: а) для АД с кВт Р Н 110 = Б) для АД с кВт Р Н 11 = В) для АД с кВт Р Н 1, 1 = 025 0 = Δ p 05 0 = Δ p 075 0 = Δ p 0 10 20 30 40 10 мая 4 10 Январь 5 1.5 10 5 10 февраля 5 2.5 10 5 В, грн Mn * = 1 Mn * = 0.9 Mn * = 0.8 Mn * = 1 Mn * = 0.9 Mn * = 0.8 t с1 t с2 t з3 АД1 АД2 АД1 АД2 АД3 а) 075 0 = Δ p 05 0 = Δ p 025 0 = Δ p 0 10 20 30 40 1000 2000 3000 4000 t экс , Годы Mn * = 1 Mn * = 0.9 Mn * = 0.8 Mn * = 1 Mn * = 0.9 Mn * = 0.8 t с1 t с2 t з3 5000 В, грн АД1 АД2 АД1 АД2 б) Рисунок 4 - Зависимость эксплуатационных расходов от текущего года эксплуатации двигателя: а) для АД с кВт Р Н 110 = Б) для АД с кВт Р Н 1, 1 = Рисунок 5 - эксплуатационный период двигателя, рассчитанный с применением алгоритма (оптимизация) и по паспортными данными (без оптимизации)
ДИАГНОСТИКА В ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ Вестник КГУ имени Михаила Остроградского. Выпуск 4/2010 (63). Часть 2 146 Из вышеприведенных графиков видно, что после деки- лькох капитальных ремонтов резко снижается эко- номической эффективности эксплуатации АД. С рисунке 3 заметно, как растет частота капитальных ремонтов при постепенном увеличении суммарных потерь в дви- гуне, что, как следствие, вызывает резкий рост экс- эксплуатационной расходов в некоторый момент времени. Так, рис. 5 иллюстрирует, что при своевременной замене двигателя и неизменных эксплуатационных затратах срок эксплуата- ции АД увеличивается почти на 10 лет. Стоит заметить, что формы построенных кривых является почти одинаковыми для двигателей различной мощности делает алгоритм универсальным для различных типов АД. Выводы. Представленный в работе алгоритм позволяет определить оптимальный срок эксплуа- ции асинхронного двигателя по критерию минимальных ных расходов. Его применение позволит снизить расходы промышленных предприятий, связанные с эксплуатацией электромеханического оборудования с ухудшенными энергетическими характеристиками. Для повышения достоверности полученных результа- тов предложен алгоритм рекомендован к применения в совокупности с методом расчета потерь АД на основе мгновенных значений сигналов токов и напряжений статора [4]. Повышение точности алгоритма возможно при условии применения ГОСТ- рных методик определения потерь в узлах АД, а так- также учета реальных режимов работы. Экономический эффект от применения алгоритма значительно возрастает при наличии большого парка элек- трических двигателей различной мощности на промыш- вых предприятиях. ЛИТЕРАТУРА 1. Черный А.П. Экономическая эффектив- ность систем диагностики и сертификации элек- трических машин после их ремонта / / Вестник КГПУ. Научные труды КГПУ. - Вып. 1 (22). Ч. 3 - Кременчуг: КГПУ, 2002. - С. 308-314. 2. Прус В.В., Кирьянов О.Ф., Гераскина А.С. Оценка експлуатационных параметров отремонты- рованных асинхронных электродвигателей / / Вис- ник КГПУ. Научные труды КГПУ. - Вып. 1 (22). Ч. 1 - Кременчуг: КГПУ, 2002. - С. 321-325. 3. Электронной ресурс www.volna.by. 4. Chumachova Anna, Kalinov Andrii, Mamchur Dmitriy, Research of the asynchronous motor's observability for estimation operating conditions and energy efficiency / / X International PhD Workshop OWD'2008. Conference Arhives PTETiS, Vol. 25 2008 Poland. - С. 357-362. 5. Котеленец Н.Ф., Кузнецов Н.Л. Испытания и надежность электрических машин: Учеб. пособие для вызов по спец. "Электромеханика". - М.: Высш. шк., 1988. - 232с. 6. Электронный ресурс www.electromotor.com.ua, данные от 24.03.2009. Статья поступила 28.04.10 г. Рекомендовано к печати д.т.н., проф. Родькин Д.И. УДК: 621.313.333.004.17 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ПЕРИОДА ЭКСПЛУАТАЦИИ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПО КРИТЕРИЮ МИНИМАЛЬНОЙ РАСХОДОВ |
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-10; Просмотров: 158; Нарушение авторского права страницы