автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Энергосберегающий многоскоростной электропривод осевых вентиляторов ВО-Ф-7,1А систем микроклимата птицеводческих помещений
Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Емелин, Александр Аркадьевич
ВВЕДЕНИЕ.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЙ.
1.1. Основные требования к микроклимату птицеводческих помещений.
1.2. Анализ методов регулирования частоты вращения вентиляторов птицеводческих помещений.
1.3. Современное состояние теории формирования полюсопереключаемых обмоток для многоскоростных двигателей.
1.3.1. Схемы Даландера.
1.3.2. Метод полюсно-амплитудной модуляции.
1.3.3. Метод фазной модуляции.
1.3.4. Метод формирования фазных зон.
1.4. Нагрузочные свойства многоскоростных электродвигателей.
1.5. Выводы и основные задачи исследований.
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ СОЗДАНИЯ
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО МНОГОСКОРОСТНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ВЫТЯЖНЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ.
2.1. Теоретическое обоснование выбора количества вытяжных вентиляторов с многоскоростными двигателями для птицеводческих помещений.
2.2. Развитие метода формирования фазных зон и разработка на его основе рациональных схем полюсопереключаемых обмоток.
2.3. Выбор схемы обмотки для двигателя привода вытяжного вентилятора ВО-Ф-7,1 А.
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕ1 ГГАЛЫ1ЫЕ ИССЛЕДОВА1 1ИЯ
МНОГОСКОРОСТНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ДЛЯ ПРИВОДА ВЫТЯЖНЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ.
3.1. Методика расчета обмоточных данных многоскоростного двигателя на 10/6 полюсов на базе двигателя АИРП80А6.
3.2. Лабораторные исследования трехфазного многоскоростного двигателя АИРП80А10/6.
3.3. Испытания двигателя АИРП80А10/6 в однофазном режиме в приводе вентилятора ВО-Ф-7,1 А.
3.4. Сравнительная оценка энергетических показателей работы двигателей с полюсопереключаемой обмоткой и от регулятора напряжения в приводе вентиляторов.
Глава 4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ МНОГОСКОРОСТНЫХ ЭЛЕК ! ^ПРИВОДОВ ВЫТЯЖНЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ ВО-Ф-7,1 А.
4.1 Выбор варианта схемы включения в сеть обмотки на 10/6 полюсов.
4.2 Оценка экономической эффективности применения многоскоростных электроприводов вытяжной вентиляции птицеводческих помещений.
Введение 1999 год, диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем, Емелин, Александр Аркадьевич
Актуальность темы. Эффективность работы крупных птицефабрик напрямую связана с уровнем расхода электрической энергии в системах обеспечения надлежащего микроклимата в птицеводческих помещениях. Сохранение и поддержание в настоящих экономических условиях интенсивных методов выращивания и содержания птицы требуют прежде всего решения задач по обеспечению в них нормативного воздухообмена при минимальных затратах электроэнергии.
Воздухообмен в птицеводческих помещениях в настоящее время осуществляется с помощью приточно-вытяжных систем вентиляции серии «Климат», использующих на вытяжке специально разработанные низконапорные осевые вентиляторы ВО-Ф-7,1 А. Частота вращения вентиляторов регулируется методом увеличения скольжения асинхронных двигателей за счет снижения подводимого к ним напряжения. Для регулирования напряжения двигателей в современных системах вентиляции используют тиристорные регуляторы.
Существенным недостатком такого способа регулирования является значительное возрастание электрических потерь в двигателях при снижении их частоты вращения. Несинусоидальное напряжение на выходе тиристорных регуляторов вызывает дополнительные потери в двигателях, что наряду с другими причинами завышает их габариты и отрицательно сказывается на потребляемой мощности. Тиристорные регуляторы напряжения относительно дорогие, требуют при наладке и эксплуатации высокой квалификации обслуживающего персонала.
В настоящей работе решаются задачи по снижению потребления электрической энергии в системах обеспечения воздухообмена птицеводческих помещений на основе применения в приводе вытяжных вентиляторов многоскоростных асинхронных двигателей.
Тема диссертации соответствует отраслевой научно-технической программе «Развитие инженерно-технической сферы сельского хозяйства Российской Федерации» на 1996 - 2000 гг. (задание 04 «Разработать научные основы энергетического обеспечения производителей сельскохозяйственной продукции, автоматизации и компьютеризации агропромышленного производства), а также «Концепции развития механизации, электрификации и автоматизации с.-х. производства России на период до 2000 года». Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии на 1996 - 2000 гг.
Цель работы заключается в разработке энергосберегающего многоскоростного электропривода осевых вентиляторов ВО-Ф-7,1А систем микроклимата птицеводческих помещений.
Достижение поставленной цели потребовало решения следующих основных задач:
- проанализировать нормативные требования к воздухообмену птицеводческих помещений и технические средства их реализации, дать энергетическую оценку средствам регулирования вытяжных вентиляторов и обосновать новый комбинированный вариант регулирования воздухообмена птицеводческих помещений;
- на основе современных методов формирования полюсопе-реключаемых обмоток, их обобщения и дальнейшего совершенствования, обосновать вариант схемы обмотки для многоскоростных двигателей в приводе вытяжных вентиляторов, обеспечивающий нормативный воздухообмен при наименьшем потреблении электрической энергии;
- провести лабораторные исследования многоскоростного привода вентиляторов и дать оценку потребления им электрической энергии при использовании наиболее рациональных схем включения полюсопереключаемой обмотки в сеть;
- провести производственную проверку работы многоскоростного привода вытяжного вентилятора ВО-Ф-7Д А;
- дать технико-экономическую оценку эффективности применения многоскоростных двигателей в приводе вентиляторов ВО-Ф-7,1 А и разработать рекомендации по практическому использованию полученных результатов.
Объектом исследования является электропривод вытяжных вентиляторов ВО-Ф-7.1А.
Предметом исследования являются энергетические характеристики многоскоростного электропривода вытяжного низконапорного вентилятора ВО-Ф-7ДА.
Методика исследований включает аналитические и экспериментальные методы. Аналитические методы исследования включают постановку и решение оптимизационной задачи по обеспечению нормативного воздухообмена при групповом включении вытяжных вентиляторов, базируются на современной теории формирования по-люсопереключаемых обмоток, гармоническом анализе магнитодвижущих сил обмоток и его оценке с помощью диаграмм Гёргеса. Экспериментальные исследования многоскоростных двигателей отдельно и в приводе вытяжных вентиляторов ВО-Ф-7ДА проводились в лаборатории кафедры электрических машин и эксплуатации электрооборудования Азово-Черноморской государственной агроинже-нерной академии.
Обработка и анализ результатов исследований проводились с использованием ПЭВМ.
Научная новизна работы заключается:
- в обосновании на основе решения оптимизационной задачи нового варианта обеспечения воздухообмена в птицеводческих помещениях, определяющего в различные периоды года количество работающих вытяжных вентиляторов с приводом от многоскоростных двигателей;
- в развитии методов формирования полюсопереключаемых обмоток и разработке на этой основе новых схем полюсопереключаемых обмоток для многоскоростных двигателей;
- в разработке однослойной полюсопереключаемой обмотки и многоскоростного двигателя АИРП80А10/6 для привода вентилятора ВО-Ф-7ДА, позволяющем на высшей частоте вращения (при 2р=6) полностью использовать габарит базового двигателя.
Практическая ценность выполненных исследований заключается:
- в разработке электропривода вытяжного вентилятора ВО-Ф-7,1 А на основе многоскоростного двигателя на 10/6 полюсов с пониженным на 15 процентов потреблением электрической энергии по сравнению с базовым вариантом;
- в экономическом эффекте от внедрения в типовом птичнике предлагаемого варианта обеспечения нормативного воздухообмена в размере 5300 рублей в год.
Реализация результатов исследований. Многоскоростной электропривод вытяжного вентилятора ВО-Ф-7ДА с использованием двигателя на 10/6 полюсов внедрен на Гуляй-Борисовской птицефабрике Зерноградского района Ростовской области.
Публикация результатов. Основные положения диссертации опубликованы в трех печатных работах.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены и обсуждены на ежегодных научных конференциях Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии в 1995 - 1999 гг.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка литературы из 113 наименований, приложения. Содержит 123 страницы, включая 42 рисунка, 24 таблицы.
-
Похожие работы
- Энергосберегающий многоскоростной электропривод приточных вентиляторов птицеводческих помещений
- Многоскоростной электропривод вентилятора птичника с комбинированным коммутатором статорной обмотки для повышения эксплуатационной эффективности вентиляционных систем
- Автоматизированный энергосберегающий электропривод вентиляторов в свинарнике-маточнике
- Эксплуатационная эффективность электропривода вентиляторов в птичниках с индукционным регулятором напряжения
- Совершенствование защиты электродвигателей от несимметрии питающего напряжения