ऊर्जा बचत करण्याचे साधन म्हणून व्हेरिएबल इलेक्ट्रिक ड्राइव्ह

अनियंत्रित इलेक्ट्रिक ड्राईव्हपासून रेग्युलेटमध्ये संक्रमण हा इलेक्ट्रिक ड्राइव्ह आणि तांत्रिक क्षेत्रात इलेक्ट्रिक ड्राइव्हद्वारे ऊर्जा वाचवण्याचा एक मुख्य मार्ग आहे.

नियमानुसार, उत्पादन यंत्रणेच्या इलेक्ट्रिक ड्राइव्हचा वेग किंवा टॉर्क नियंत्रित करण्याची आवश्यकता तांत्रिक प्रक्रियेच्या आवश्यकतांनुसार निर्धारित केली जाते. उदाहरणार्थ, कटरचा फीड रेट लेथवर वर्कपीसवर प्रक्रिया करण्याची स्वच्छता निर्धारित करते, थांबण्यापूर्वी कारच्या अचूक स्थितीसाठी लिफ्टचा वेग कमी करणे आवश्यक आहे, विंडिंग शाफ्टचा टॉर्क समायोजित करण्याची आवश्यकता याद्वारे निर्धारित केली जाते. जखमी सामग्रीच्या तणावाची सतत शक्ती राखण्यासाठी अटी इ.

तथापि, अशा अनेक यंत्रणा आहेत ज्यांना तांत्रिक परिस्थितीनुसार वेगात बदल करण्याची आवश्यकता नाही किंवा तांत्रिक प्रक्रियेच्या पॅरामीटर्सवर प्रभाव टाकण्याच्या इतर (विद्युत नसलेल्या) पद्धती नियमनासाठी वापरल्या जातात.

सर्व प्रथम, त्यामध्ये घन, द्रव आणि वायू उत्पादने हलविण्यासाठी सतत वाहतूक यंत्रणा समाविष्ट आहे: कन्व्हेयर, पंखे, पंखे, पंप युनिट्स. या यंत्रणांसाठी, सध्या, एक नियम म्हणून, अनियंत्रित असिंक्रोनस इलेक्ट्रिक ड्राइव्ह वापरल्या जातात, जे यंत्रणेवरील भाराकडे दुर्लक्ष करून, कार्यरत संस्थांना स्थिर गतीने गती देतात. त्याच्या आंशिक लोड अंतर्गत, स्थिर गतीने ऑपरेटिंग मोड्स वाढीद्वारे दर्शविले जातात विशिष्ट ऊर्जा वापर नाममात्र मोडच्या तुलनेत.

NSC कार्यक्षमतेत घट, कन्व्हेयरची कार्यक्षमता कमी होते, कारण उपभोगलेल्या शक्तीचा सापेक्ष हिस्सा निष्क्रिय क्षणावर मात करतो. व्हेरिएबल स्पीड मोड अधिक किफायतशीर आहे, जो समान कार्यप्रदर्शन प्रदान करतो, परंतु सतत प्रयत्न खेचण्याच्या घटकासह.

अंजीर मध्ये. 1 निष्क्रिय क्षण Mx = 0, स्थिर (v — const) साठी ЗМв आणि भारांच्या हालचालींच्या बदलानुकारी (Fg = const) गती असलेल्या कन्व्हेयरसाठी मोटर शाफ्टची शक्ती अवलंबित्व दर्शवते. आकृतीमधील छायांकित क्षेत्र गती नियंत्रणाद्वारे प्राप्त ऊर्जा बचत दर्शवते.

तांदूळ. 1. कन्वेयरच्या कार्यक्षमतेवर इलेक्ट्रिक मोटर शाफ्टच्या शक्तीचे अवलंबन

म्हणून जर कन्व्हेयरची गती नाममात्र मूल्याच्या 60% पर्यंत कमी केली तर मोटर्स शाफ्टची शक्ती नाममात्र मूल्याच्या तुलनेत 10% कमी होईल. स्पीड रेग्युलेशनचा प्रभाव जास्त असतो, निष्क्रिय टॉर्क जितका जास्त असतो आणि ते कन्व्हेयरची कार्यक्षमता कमी करते.

अंडरलोडिंगसह सतत वाहतूक यंत्रणेची गती कमी केल्याने आपल्याला कमी विशिष्ट उर्जा वापरासह आवश्यक प्रमाणात कार्य करण्यास अनुमती मिळते, म्हणजे हलविण्याच्या उत्पादनांच्या तांत्रिक प्रक्रियेत उर्जेचा वापर कमी करण्याच्या पूर्णपणे आर्थिक समस्येचे निराकरण करण्यासाठी.

सहसा, अशा यंत्रणेच्या गतीमध्ये घट झाल्यामुळे, तांत्रिक उपकरणांच्या ऑपरेशनल वैशिष्ट्यांमध्ये सुधारणा झाल्यामुळे आर्थिक प्रभाव देखील दिसून येतो. तर, जेव्हा वेग कमी होतो, तेव्हा कन्व्हेयर बॉडीचा पोशाख कमी होतो, द्रव आणि वायू पुरवण्यासाठी मशीनद्वारे विकसित केलेल्या दाब कमी झाल्यामुळे पाइपलाइन आणि फिटिंग्जचे सेवा आयुष्य वाढते आणि या उत्पादनांचा अतिरिक्त वापर देखील काढून टाकला जातो.

तंत्रज्ञानाच्या क्षेत्रातील प्रभाव बहुतेक वेळा ऊर्जा बचतीपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त असल्याचे दिसून येते, म्हणूनच केवळ उर्जेच्या पैलूचे मूल्यांकन करून अशा यंत्रणांसाठी नियंत्रित इलेक्ट्रिक ड्राइव्ह वापरण्याच्या सल्ल्याबद्दल निर्णय घेणे मूलभूतपणे चुकीचे आहे.

फावडे मशीनचे वेग नियंत्रण.

द्रव आणि वायूंच्या पुरवठ्यासाठी केंद्रापसारक यंत्रणा (पंखे, पंप, पंखे, कंप्रेसर) ही मुख्य सामान्य औद्योगिक यंत्रणा आहे ज्यामध्ये विशिष्ट ऊर्जा वापर लक्षणीयरीत्या कमी करण्यासाठी संपूर्ण देशात मोठी क्षमता आहे. केंद्रापसारक यंत्रणेची विशेष स्थिती त्यांच्या विशालता, उच्च शक्ती, नियमानुसार, दीर्घ ऑपरेटिंग मोडसह स्पष्ट केली आहे.

या परिस्थिती देशाच्या उर्जा संतुलनात या यंत्रणांचा महत्त्वपूर्ण वाटा ठरवतात.पंप, पंखे आणि कंप्रेसरसाठी ड्राइव्ह मोटर्सची एकूण स्थापित क्षमता सर्व पॉवर प्लांटच्या क्षमतेच्या सुमारे 20% आहे, तर एकटे पंखे देशात उत्पादित झालेल्या एकूण विजेपैकी सुमारे 10% वापरतात.

सेंट्रीफ्यूगल मेकॅनिझमचे ऑपरेटिंग गुणधर्म हे फ्लो रेट Q वर हेड H आणि फ्लो रेट Q वर पॉवर P च्या अवलंबनाच्या स्वरूपात सादर केले जातात. ऑपरेशनच्या स्थिर मोडमध्ये, केंद्रापसारक यंत्रणेद्वारे तयार केलेले हेड संतुलित केले जाते. हायड्रो- किंवा एरोडायनामिक नेटवर्कचा दाब ज्यामध्ये ते द्रव किंवा वायू वितरीत करते.

दाबाचा स्थिर घटक पंपांसाठी निर्धारित केला जातो — वापरकर्ता आणि पंप यांच्या स्तरांमधील भौगोलिक फरकाने; चाहत्यांसाठी - नैसर्गिक आकर्षण; पंखे आणि कंप्रेसरसाठी — नेटवर्कमधील संकुचित गॅस प्रेशरपासून (जलाशय).

पंप आणि नेटवर्कच्या Q-H-वैशिष्ट्यांचा छेदनबिंदू H-Hn आणि Q — Qn हे पॅरामीटर्स निर्धारित करतो. स्थिर वेगाने कार्यरत पंपच्या प्रवाह दर Q चे नियमन सहसा आउटलेटवरील वाल्वद्वारे केले जाते आणि नेटवर्कच्या वैशिष्ट्यात बदल घडवून आणते, परिणामी प्रवाह दर QA * <1 शी संबंधित आहे पंपच्या वैशिष्ट्यासह छेदनबिंदू.

तांदूळ. 2. क्यू-एच-पंपिंग युनिटची वैशिष्ट्ये

इलेक्ट्रिकल सर्किट्सच्या सादृश्यतेनुसार, व्हॉल्व्हद्वारे प्रवाहाचे नियमन करणे हे सर्किटचा विद्युत प्रतिरोध वाढवून प्रवाह नियंत्रित करण्यासारखे आहे. साहजिकच, ही नियंत्रण पद्धत उर्जेच्या दृष्टिकोनातून कार्यक्षम नाही, कारण ती नियंत्रित घटकांमध्ये (रेझिस्टर, व्हॉल्व्ह) अनुत्पादक ऊर्जेच्या नुकसानासह आहे. झडपाचे नुकसान अंजीर मध्ये छायांकित क्षेत्र द्वारे दर्शविले जाते. १.

इलेक्ट्रिकल सर्किट प्रमाणे, उर्जा स्त्रोताचे नियमन करणे त्याच्या वापरकर्त्यापेक्षा अधिक किफायतशीर आहे. या प्रकरणात, स्त्रोत व्होल्टेजमध्ये घट झाल्यामुळे इलेक्ट्रिकल सर्किट्समध्ये लोड चालू कमी होते. हायड्रॉलिक आणि एरोडायनामिक नेटवर्कमध्ये, यंत्रणेद्वारे तयार केलेला दबाव कमी करून समान प्रभाव प्राप्त केला जातो, जो त्याच्या इंपेलरची गती कमी करून प्राप्त होतो.

जेव्हा वेग बदलतो, तेव्हा समानतेच्या नियमांनुसार सेंट्रीफ्यूगल यंत्रणेची ऑपरेटिंग वैशिष्ट्ये बदलतात, ज्याचे स्वरूप आहे: Q * = ω *, H * = ω *2, P * = ω *3

पंप इंपेलर गती ज्यावर त्याचे वैशिष्ट्य बिंदू A मधून जाईल:

स्पीड रेग्युलेशन दरम्यान पंपद्वारे वापरल्या जाणार्‍या उर्जेची अभिव्यक्ती आहे:

गतीवरील क्षणाचे चतुर्भुज अवलंबित्व मुख्यत्वे चाहत्यांसाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे, कारण नैसर्गिक जोराने निर्धारित केलेला डोकेचा स्थिर घटक Hx पेक्षा लक्षणीयरीत्या लहान असतो. तांत्रिक साहित्यात, वेगावरील क्षणाची अंदाजे अवलंबित्व कधीकधी वापरली जाते, जी केंद्रापसारक यंत्रणेची ही मालमत्ता विचारात घेते:

M* = ω *n

जेथे n = 2 येथे Hc = 0 आणि nHc> 0. गणना आणि प्रयोग दर्शवितात की n=2 — 5, आणि त्याची मोठी मूल्ये लक्षणीय पाठीच्या दाबासह नेटवर्कमध्ये कार्यरत कंप्रेसरचे वैशिष्ट्य आहेत.

स्थिर आणि परिवर्तनीय वेगाने पंप चालविण्याच्या पद्धतींचे विश्लेषण दर्शविते की ω= const वर अतिरिक्त ऊर्जा वापर खूप लक्षणीय आहे. उदाहरणार्थ, पॅरामीटर्ससह पंपच्या ऑपरेटिंग मोडच्या गणनेचे परिणाम Hx * = 1.2 खाली दर्शविले आहेत; वेगवेगळ्या बॅक प्रेशरसह नेटवर्कवर Px*= 0.3 Зс:

दिलेला डेटा दर्शवितो की नियंत्रित इलेक्ट्रिक ड्राइव्ह वापरलेल्या विजेचा वापर लक्षणीयरीत्या कमी करू शकते: पहिल्या प्रकरणात 66% पर्यंत आणि दुसऱ्या प्रकरणात 41% पर्यंत. सराव मध्ये, हा परिणाम आणखी जास्त होऊ शकतो, कारण विविध कारणांमुळे (वाल्व्हची अनुपस्थिती किंवा खराबी, मॅन्युअल अॅक्ट्युएशन), वाल्व्हचे नियमन अजिबात लागू केले जात नाही, ज्यामुळे केवळ विजेच्या वापरामध्ये वाढ होत नाही, तर हायड्रॉलिक नेटवर्कमध्ये जास्त प्रयत्न आणि खर्च.

स्थिर मापदंड असलेल्या नेटवर्कमधील एकल-अभिनय केंद्रापसारक यंत्रणेच्या ऊर्जा समस्यांवर वर चर्चा केली गेली आहे. सराव मध्ये, केंद्रापसारक यंत्रणेचे समांतर ऑपरेशन असते आणि नेटवर्कमध्ये अनेकदा परिवर्तनीय मापदंड असतात. उदाहरणार्थ, खाण नेटवर्कचा वायुगतिकीय प्रतिकार भिंतींच्या लांबीच्या बदलासह बदलतो, पाणी पुरवठा नेटवर्कचा हायड्रोडायनामिक प्रतिकार पाण्याच्या वापराच्या पद्धतीद्वारे निर्धारित केला जातो, जो दिवसा बदलतो इ.

केंद्रापसारक यंत्रणेच्या समांतर ऑपरेशनसह, दोन प्रकरणे शक्य आहेत:

1) सर्व यंत्रणांची गती एकाच वेळी आणि समकालिकपणे नियंत्रित केली जाते;

2) एका यंत्रणेची गती किंवा यंत्रणेचा काही भाग नियंत्रित केला जातो.

जर नेटवर्क पॅरामीटर्स स्थिर असतील, तर पहिल्या प्रकरणात सर्व यंत्रणा एक समतुल्य मानल्या जाऊ शकतात ज्यासाठी वरील सर्व संबंध वैध आहेत. दुस-या प्रकरणात, यंत्रणेच्या अनियंत्रित भागाच्या दाबाचा मागील दाबाप्रमाणेच नियंत्रित भागावर प्रभाव पडतो आणि तो खूप लक्षणीय आहे, म्हणूनच येथे विजेची बचत नाममात्र शक्तीच्या 10-15% पेक्षा जास्त नाही. मशीनचे.

व्हेरिएबल नेटवर्क पॅरामीटर्स नेटवर्कसह केंद्रापसारक यंत्रणेच्या सहकार्याचे विश्लेषण मोठ्या प्रमाणात गुंतागुंत करतात. या प्रकरणात, नियंत्रित इलेक्ट्रिक ड्राइव्हची ऊर्जा कार्यक्षमता अशा क्षेत्राच्या रूपात निर्धारित केली जाऊ शकते ज्याच्या सीमा नेटवर्क पॅरामीटर्सच्या मर्यादा मूल्यांशी आणि केंद्रापसारक यंत्रणेच्या गतीशी संबंधित आहेत.

या विषयावर देखील पहा: पंप युनिट्ससाठी VLT AQUA ड्राइव्ह फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टर