Оцінка енергоефективності електроприводу запорної арматури
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.174203Ключові слова:
асинхронний двигун, безредукторний електропривод, енергоефективність модуля запірної арматури, синхронний реактивний двигунАнотація
Проаналізовано особливості функціонування електропривода запірної арматури. Встановлено, що привод запірної арматури, реалізований на базі асинхронних двигунів, характеризується низькою енергоефективністю. Для цілеспрямованого поліпшення енергетичних показників електроприводу розроблено метод оцінки енергетичної ефективності модуля арматури. Необхідність розробки метода викликана тим, що оцінки енергоефективності, засновані на міжнародних стандартах, справедливі для сталих режимів роботи, за умови нехтування часом перехідних процесів.
На відміну від традиційних типів приводів, привод запірної арматури характеризується низькими швидкостями обертання. Використання механічних редукторів не дозволяє істотно знизити швидкість приводу, тому доводиться здійснювати імпульсне керування двигуном або переходити на безредукторний привод.
Ефективність альтернативних типів двигунів оцінюється за допомогою запропонованого метода, який базується на моделюванні процесу позиціонування запірної арматури. Траєкторія переміщення формується відповідно до керуючих імпульсів, які подаються на обмотки двигуна, що входить до складу мехатронного модуля.
Апробація методу проведена відповідно до паспортних даних асинхронного двигуна типу АІР56А4, потужністю 120 Вт, що входить до складу однооборотного мехатронного модуля, та випускається серійно. Для порівняння енергетичних показників обрано 3-х фазний синхронний двигун з ротором, що котиться, у якого параметри обмотки статора аналогічні параметрам обмотки двигуна АІР56А.
Порівняння оцінок енергетичної ефективності показало перевагу і перспективність використання безредукторних синхронних двигунів в приводі запірної арматури.
Розроблені моделі дозволяють досліджувати і оптимізувати характеристики електроприводу на базі двигунів, що досліджуються, а також формулювати вимоги до конструктивно-технологічних параметрів двигуна на основі одержуваних оцінок енергоефективності.
Запропонована методика оцінки енергоефективності є основою для реалізації комплексу технічних засобів, що забезпечують оцінку енергоефективності приводу в реальних промислових умовах, при виконанні конкретної технологічної задачіПосилання
- Agamloh, E. B. (2018). On Efficiency Measurement of Motor-Drive Systems. Proceedings of the 10th international conference on energy efficiency in motor driven system (EEMODS' 2017). Publications Office of the European Union, 652–667.
- Paszota, Z. (2013). Losses and energy efficiency of drive motors and systems. Polish Maritime Research, 20 (1), 3–10. doi: https://doi.org/10.2478/pomr-2013-0001
- Vanhooydonck, D., Symens, W., Deprez, W., Lemmens, J., Stockman, K., Dereyne, S. (2010). Calculating energy consumption of motor systems with varying load using iso efficiency contours. The XIX International Conference on Electrical Machines - ICEM 2010. doi: https://doi.org/10.1109/icelmach.2010.5607992
- Usynin, Y. S., Shishkov, A. N., Sychev, D. A., Savosteenko, N. V., Khayatov, E. S. (2015). Improving the energy efficiency of electric drives of reciprocating rolling mills. Russian Electrical Engineering, 86 (12), 709–711. doi: https://doi.org/10.3103/s1068371215120159
- Hansen, C., Kotlarski, J., Ortmaier, T. (2016). A concurrent optimization approach for energy efficient multiple axis positioning tasks. Journal of Control and Decision, 3 (4), 223–247. doi: https://doi.org/10.1080/23307706.2016.1208548
- Smirnov, Y. S., Yurasova, E. V., Funk, T. A. (2015). Energoinformatics of a Gearless Mechatronic Systems. Procedia Engineering, 129, 992–996. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.12.160
- Kulinchenko, H. V., Masliennikov, A. M., Bahuta, V. A., Duniev, О. О. (2015). Electric drive dynamic performance providing based on a rolling rotor motor. Visnyk NTU «KhPI». Seriya: Problemy udoskonalennia elektrychnykh mashyn i aparativ. Teoriya i praktyka, 42 (1151), 34–38.
- Gieras, J. F., Gieras, I. A. (2014). Recent developments in electrical motors and drives. Available at: https://www.researchgate.net/publication/228960734
- Sarac, V., Cvetkovski, G. (2013). Transient Analysis of Induction Motor Using Different Simulation Models. Acta Technica Jaurinensis, 6 (1), 65–75.
- Albarbarawi, O., Al-Rawashdeh, A. Y., Qaryouti, Gh. (2017). Simulink modelling of the transient cases of three phase induction motors. International Journal of Electrical & Computer Sciences, 17 (04), 6–15.
- Tsybikov, B., Beyerleyn, E., Tyuteva, P. (2016). Comparison of energy efficiency determination methods for the induction motors. MATEC Web of Conferences, 91, 01034. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/20179101034
- Ostroverkhov, M., Reutskyi, M., Trinchuk, D. (2018). Study of the induction motor electric drive efficiency in transients during their acceleration. Technology Audit and Production Reserves, 5 (1 (43)), 23–27. doi: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.144612
- Kulinchenko, G. V., Maslennikov, A. M., Baguta, V. A. (2016). Research of dynamic parameters of the electric drive on the basis of rolling rotor motor. Electrical Engineering & Electromechanics, 6, 9–14. doi: https://doi.org/10.20998/2074-272x.2016.6.02
- Krishna, V., Krishna, V., Prasad, E. Sh. (2018). Control Strategy of Switched Reluctance Motor. International Journal of Applied Engineering Research, 13 (10), 136–140.
- Fabianski, B. (2016). Simplified model of Switched Reluctance Motor for real-time calculations. PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, 1 (7), 21–25. doi: https://doi.org/10.15199/48.2016.07.03
- Ungureanu, C., Rata, M., Graur, A. (2015). PLC control of an electromechanical converter with rolling rotor and axial air-gap. ACTA Electrotehnica, 56 (4), 137–142.
- Yehorov, A. V., Masliennikov, A. M., Duniev, A. A., Yuhimchuk, V. D. (2017). Influence of the stator coils scheme connection in the motor with a rolling rotor on its energy performance. Bulletin of NTU "KhPI". Series: Electric machines and electromechanical energy conversion, 1 (1223), 106–113.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Heorhii Kulinchenko, Andrii Masliennikov, Viktor Bаhutа, Vladymir Chervyakov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
