Использование энергии рекуперации для снижения электропотребления лифтовым оборудованием | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 18 июля, печатный экземпляр отправим 22 июля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №9 (247) март 2019 г.

Дата публикации: 04.03.2019

Статья просмотрена: 50 раз

Библиографическое описание:

Сат, М. М. Использование энергии рекуперации для снижения электропотребления лифтовым оборудованием / М. М. Сат. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 9 (247). — С. 103-106. — URL: https://moluch.ru/archive/247/56913/ (дата обращения: 05.07.2020).



В современном мире не обойтись без подъемно-транспортных машин, которые можно разделить на машины непрерывного и циклического действия. Машинами непрерывного действия являются пассажирские конвейеры, многокабинные подъемники, лифты. Из-за большой распространенности лифтов вопросы, связанные с повышением их экономичности являются актуальными. В работе рассматривается вариант включения преобразователей частоты, питающих асинхронные двигатели главного движения лифтов, обеспечивающий значительное снижение потребляемой электрической энергии. Достоинством работы является возможность внедрения предложенных решений при модернизации уже существующих лифтов без замены двигателей [1].

Ключевые слова: лифты, асинхронный двигатель, экономия электрической энергии, преобразователь частоты, рекуперация.

Лифт представляет собой единую электромеханическую систему (рис. 1), технические характеристики которой зависят как от параметров механической части, так и от состава и параметров электрической части.

До последнего времени в приводах лифтов использовались асинхронные машины с фазным ротором и релейно-контакторной системой управления.

Сейчас наметилась тенденция внедрения преобразователей частоты (далее ПЧ) для регулирования скорости электродвигателя и замены двигателей с фазным ротором на асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (далее АД). Такой электропривод обладает лучшими энергетическими и эксплуатационной характеристикой. [1]

ПЧ обеспечивают бесконтактное управление АД и плавное регулирование скорости, что существенно уменьшает нагрузки на механическую часть лифта. Это, в свою очередь, снижает аварийность и увеличивает его срок службы. Необходимо отметить, что такая замена возможна и на эксплуатируемых лифтах с оставлением существующих асинхронных двигателей при закорачивании фазного ротора. [1]

D:\EDATA\BACKUP\СПбГАСУ\Конференции\ I Регионал. конф-я Магистерские слушания (04-09 февраля 2019)\Статьи\Сат.jpg

Рис. 1. Кинематическая схема лифта

На рис. 2а представлена функциональная схема трех индивидуальных электроприводов лифтовых станций, имеющая традиционную структуру ПЧ-АД с тормозными резисторами (РТ).

На рис. 3а показан результат расчета потребляемой электрической энергии () из питающей сети при моделировании работы двух электродвигателей лифтов, работающих на подъем (АД1) и на спуск (АД2).

Потребляемая электрическая энергия определялась следующим образом:

где – потребляемый фазный ток на входе ПЧ-АД; – фазное напряжение на входе ПЧ-АД; Pн — номинальная мощность АД.

Как видно из графиков изменения напряжений в звене постоянного тока (АД1 и АД2) (рис. 3б) второй электродвигатель работает в режиме рекуперативного торможения и благодаря наличию тормозных резисторов, на них рассеивается вырабатываемая энергия, что ограничивает рост напряжения.

Рис. 2. Структурная схема электроприводов лифтов ПЧ-АД: а) независимое включение ПЧ-АД; б) включение ПЧ-АД с общей шиной постоянного тока

Рис. 3. Результат моделирования работы лифта при независимом включении ПЧ-АД: а) график изменения потребляемой электрической энергии; б) график изменения напряжения на шине постоянного тока

Определим величину тормозной энергии, рассеиваемой в тормозных резисторах при движении лифта вниз (рис. 4):

,

где – кинетическая энергия; – потенциальная энергия.

Величина энергии двигателя, затрачиваемая при движении вверх, определяется как

,

Из формул видно, что при работе лифта на спуск выделяется энергия соизмеримая с энергией, затрачиваемой во время работы на подъем, и ее необходимо рассеивать в тормозных резисторах.

Для использования энергии торможения предлагается объединить ПЧ по шине постоянного тока (рис. 2б). Предлагаемое решение позволяет перераспределять электрическую энергию между электроприводами, работающими на подъем и на спуск, и отказаться от использования АВР.

image003

Рис. 4. Расчетная схема

Результат расчета потребляемой электрической энергии из питающей сети при моделировании работы двух электродвигателей лифтов, работающих на подъем (АД1) и на спуск (АД2) включенных по схеме с общей шиной постоянного тока показан на рис. 5. Из графиков видно, что такая схема позволила значительно сократить потребление электрической энергии за счет ее перераспределения между работающими в разных режимах электроприводов.

Рис. 5. Результат моделирования работы лифта при включении ПЧ-АД с общей шиной постоянного тока: а) график изменения потребляемой электрической энергии; б) график изменения напряжения на шине постоянного тока

Литература:

  1. Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: учебник для вузов.– Москва: Изд-во Академия, 2006. — 272 с.
  2. ПБ 10–06–92. Правила устройства и безопасности эксплуатации лифтов.
  3. Шаряков В. А. Шарякова О. Л. Шестаков В. М. Компьютерное исследование характеристик и режимов работы асинхронных двигателей С-Петербург: Из-во СПбГПУ, 2008.
Основные термины (генерируются автоматически): потребляемая электрическая энергия, общая шина, фазный ротор, электрическая энергия, независимое включение, график изменения, график изменения напряжения, замена двигателей, моделирование работы, результат моделирования работы лифта.


Ключевые слова

асинхронный двигатель, преобразователь частоты, рекуперация, лифты, экономия электрической энергии

Похожие статьи

Определение электрических параметров схемы испытаний...

Для определения электрических параметров схемы испытаний асинхронных двигателей

вольтметр постоянного тока; 4 — общая шина постоянного тока; 3 — механическая связь

На рисунке 2 показан график зависимости отношения потребляемой мощности двигателя к его...

Математическое моделирование короткозамкнутого асинхронного...

Математическое моделирование короткозамкнутого асинхронного двигателя в пакете SimPowerSystems.

Результаты моделирования прямого пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в SimPowerSystems даны на рис. 10, которые совпадают с...

Моделирование электропривода на базе бесконтактного...

Целью данной работы является овладение технологией сборки модели электропривода на базе

Общая схема электропривода на базе БДПТ приведена на рис. 1.

Результаты моделирования электропривода на базе бесконтактного двигателя постоянного тока даны на...

Моделирование взаимосвязанного электропривода...

Моделирование взаимосвязанного электропривода с электрическим валом на асинхронных двигателях с фазными роторами в пакете

Результаты моделирования электропривода на базе асинхронных двигателей (MTF412-6)

Графики скорости и электромагнитного момента.

Математическое моделирование параллельного компенсатора...

Проведем анализ результатов моделирования по диаграмме, полученных напряжения сети, токов

На левом графике можно видеть сдвиг по фазе между напряжением и током сети, а на правом

Такие режимы возможны при замене постоянного источника ЭДС альтернативным...

Моделирование параметров системы автоматического...

Графики выходных параметров двигателя и электропривода, величин силы тока и крутящего момента, полученные в результате моделирования представлены на рис.2–3 соответственно. Механическая характеристика привода представлена на рис. 4.

Расчет энергетических параметров пуска асинхронного двигателя...

Определим потерии энергии в обмотке статора во время прямого пуска при номинальном значении напряжения асинхронного двигателя дутьевого вентилятора. Определим потери мощности АД дутьевого вентилятора для значения напряжения статорной обмотки .

Моделирование прямого пуска асинхронного двигателя с ШИМ...

Целью данной работы является овладение технологией сборки модели прямого пуска асинхронного двигателя с ШИМ в пакете SimPowerSystems для использования в лабораторных работах по дисциплинам «Математическое моделирование электромеханических систем» и...

Математическое моделирование асинхронного двигателя...

Математическое моделирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в неподвижной системе координат с переменными.

В работе Шрейнера в главе 6 «Примеры» дан образец расчета параметров асинхронного двигателя. В наших дальнейших работах...

Моделирование асинхронного двигателя со статическим...

С изменением величины зазора меняется удельная магнитная проводимость ротора в

Модель двигателя с эксцентриситетом ротора получаем заменой соответствующих

2. Копылов И. П. Математическое моделирование электрических машин / И. П. Копылов.

Похожие статьи

Определение электрических параметров схемы испытаний...

Для определения электрических параметров схемы испытаний асинхронных двигателей

вольтметр постоянного тока; 4 — общая шина постоянного тока; 3 — механическая связь

На рисунке 2 показан график зависимости отношения потребляемой мощности двигателя к его...

Математическое моделирование короткозамкнутого асинхронного...

Математическое моделирование короткозамкнутого асинхронного двигателя в пакете SimPowerSystems.

Результаты моделирования прямого пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в SimPowerSystems даны на рис. 10, которые совпадают с...

Моделирование электропривода на базе бесконтактного...

Целью данной работы является овладение технологией сборки модели электропривода на базе

Общая схема электропривода на базе БДПТ приведена на рис. 1.

Результаты моделирования электропривода на базе бесконтактного двигателя постоянного тока даны на...

Моделирование взаимосвязанного электропривода...

Моделирование взаимосвязанного электропривода с электрическим валом на асинхронных двигателях с фазными роторами в пакете

Результаты моделирования электропривода на базе асинхронных двигателей (MTF412-6)

Графики скорости и электромагнитного момента.

Математическое моделирование параллельного компенсатора...

Проведем анализ результатов моделирования по диаграмме, полученных напряжения сети, токов

На левом графике можно видеть сдвиг по фазе между напряжением и током сети, а на правом

Такие режимы возможны при замене постоянного источника ЭДС альтернативным...

Моделирование параметров системы автоматического...

Графики выходных параметров двигателя и электропривода, величин силы тока и крутящего момента, полученные в результате моделирования представлены на рис.2–3 соответственно. Механическая характеристика привода представлена на рис. 4.

Расчет энергетических параметров пуска асинхронного двигателя...

Определим потерии энергии в обмотке статора во время прямого пуска при номинальном значении напряжения асинхронного двигателя дутьевого вентилятора. Определим потери мощности АД дутьевого вентилятора для значения напряжения статорной обмотки .

Моделирование прямого пуска асинхронного двигателя с ШИМ...

Целью данной работы является овладение технологией сборки модели прямого пуска асинхронного двигателя с ШИМ в пакете SimPowerSystems для использования в лабораторных работах по дисциплинам «Математическое моделирование электромеханических систем» и...

Математическое моделирование асинхронного двигателя...

Математическое моделирование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в неподвижной системе координат с переменными.

В работе Шрейнера в главе 6 «Примеры» дан образец расчета параметров асинхронного двигателя. В наших дальнейших работах...

Моделирование асинхронного двигателя со статическим...

С изменением величины зазора меняется удельная магнитная проводимость ротора в

Модель двигателя с эксцентриситетом ротора получаем заменой соответствующих

2. Копылов И. П. Математическое моделирование электрических машин / И. П. Копылов.

Задать вопрос