Реттелуші электржетегі электрмен қамдау құралы ретінде

Шарт бойынша ө ндірістік мехенизмдердің электржетектерінің моментін немесе жылдамдығ ын реттеу техникалық ү рдістің ережелерімен бекітіледі. Мысалы, кескішті беру жылдамдығ ы тонорлы станокта бө лшектерді ө ң деу жиілігін анық тайды, лифттің жылдамдығ ын тө мендету кабинаны тоқ тау алдында позициялау ү шін қ ажет, моментті ораушы қ ондырғ ының білігінде реттеу қ ажеттілігі ораушы материалының тарту кү шін ұ стап тұ ру шарттарымен белгіленеді. Бірақ технология шарттары бойынша жылдамдық ты ө згеруі қ ажет емес немесе реттеу ү шін технологиялық ү рдістің параметрлеріне ә сер етудің басқ а ә дістері қ олданылатын бірқ атар механизмдер бар. Бірінші кезекте қ атты, сұ йық жә не газ тә різді ө німдерді: конвейерлерді, вентиляторлар, сорғ ышты қ ондырғ ыларды қ озғ ау ү шін ү здіксіз кө лік механизмдері жатады. Бұ л механизмдер ү шін қ азіргі кезде шарт бойынша реттелейтін асинхронды электржетектер жатады. Оларды жартылай жіктеу кезінде жұ мыс режимі тұ рақ ты жылдамдық пен номинал режиммен салыстырғ анда электр энергиясының жоғ арғ ы салыстырмалы шығ ынымен сипатталады. Ү здіксіз транспорттық механизмдерінің жылдамдығ ын тө мендету жартылай жү ктеу кезінде электр энергиясының аз салыстырмалы шығ ынымен жұ мыстың қ ажет кө лемін орындауғ а мү мкіндік береді, яғ ни ө німдердің орын ауыстыруының технологиялық ү рдісінің энергосыйымдылығ ын тө мендету бойынша таза экономикалық есепті шешу. Ә детте мұ ндай механизмдердің жылдамдығ ын тө мендету кезінде экономикалық ә сер сондай-ақ технологиялық қ ондырғ ының пайдалану сипаттамаларын жақ сарту есебінде пайда болады. Осылай, жылдамдық ты тө мендету кезінде транспортердің тартушы мү шесінің тозуы азаяды, қ ысымның тө мендеуі арқ ылы трубоқ ұ бырлардың жә не арматураның қ ызмет кө рсету уақ ыты ұ зарады. Технология сферасындағ ы ә сер электр энергиясын ү немдеуге қ арағ анда айтарлық тай жоғ ары болады, сондық тан энергетикалық аспектіні ғ ана бағ алай отырып мұ ндай механизмдер ү шін реттелуші электржетекті қ олданудың мақ саттылығ ы туралы шешім қ абылдау дұ рыс емес. Технология сферасында ә серді бағ алау берілген оқ у қ ұ ралының шегінен шығ ып кетеді, сондық тан тө менде ү здіксіз транспорт механизмдерімен электр энергиясының шығ ынын тө мендету жолдары ғ ана қ арастырылатын болады жә не электр тұ тынуды тө мендету жә не технологиялық ү рдісті жетілдіру есебінде ә серлерді салыстыру ү шін бірнеше белгілі мысалдар келтірілген.

4.26-сурет. Ленталы конвейер сұ лбасы

Конвейерлердің жылдамдығ ын реттеу 4.26-суретте V жылдамдығ ымен қ озғ алатын ленталы конвейер кө рсетілген. Лентағ а қ озғ алыс М қ озғ алтқ ышынан Р редуктор жә не Б барабан арқ ылы беріледі. Конвейердің қ озғ алтқ ышының білігіндегі момент

мұ ндағ ы F-жетекті барабандағ ы кү ш; R-барабан радиусы; ip-редуктордың беріліс қ атнасы; η _p-редуктор ПӘ К-і. F кү ші барабанда екі қ ұ раушыдан тұ рады.

F=F_x+F_y

мұ ндағ ы F_x-конвейер лентасының орын ауыстыруына кететін кү ш; F_y-жү кті қ озғ ау ү шін қ ажет кү ш.

Конвейерде жү к болмағ ан кезде қ озғ алтқ ышта бос жү ріс моменті пайда болады.

M_x=F_xR/(i_pη _p.x)

мұ ндағ ы η _p.x-F_x кү шіне сай келетін редуктор КПД-ы.

Тарту кү шінің F_г қ ұ раушысы жә не конвейердің орын ауыстыру жылдамдығ ы V оның ө німділігін анық тайды:

Q=Q/Q_n, (4.34)

мұ ндағ ы Q_n-конвейердің номинал ө німділігі. Конвейердің тұ рақ ты номинал жылдамдығ ы кезінде

Q=Fγ

Сондық тан қ озғ алтқ ыш білігінен алынатын қ уатты келесі тү рде жазуғ а болады.

(4.35)

мұ ндағ ы қ озғ алтқ ыш білігіндегі номинал қ уат жә не бұ рыштық жылдамдық.

4.26-суреттен ө німділіктің тө мендеу шегі бойынша конвейердің жұ мысының тиімділігін азаятындығ ы, себебі бос жү ріс моментін М_х жең уге кететін қ уаттың салыстырмалы ү лестің ө сетіндігі кө рініп тұ р.

Айнымалы жылдамдық пен жұ мыс режимі ү немдірек болады, бірақ қ ұ раушы кү штің тұ рақ тылығ ы кезінде F_г=1 (4.26)-ғ а сай жылдамдық бұ л кезде келесі заң бойынша ө згереді:

Оғ ан қ озғ алтқ ыш білігіндегі қ уат сай келеді.

.

4.27-сурет. Электрқ озғ алтқ ыш білігінде қ уаттың конвейер ө німділігінен тә уелділігі

4.27-суретте бос жү ріс моменті M_x=0, 3M_B конвейер ү шін, жү ктің қ озғ алуының тұ рақ ты жә не реттелуші жылдамдығ ы ү шін қ озғ алтқ ыш білігіндегі қ уаттың тә уелділіктері кө рсетілген. Суреттегі штрихтелген аудан жылдамдық ты реттеу есебінде алынатын қ уаттың ү немділігіне сай келеді. Жалпы жағ дайда бұ л ә сер келесідей болады:

(4.36)

Қ алақ ты машиналарды реттеу. Сұ йық тық ты жә не газды беру ү шін центрден тартқ ыш механизмдер негізгі жалпы ө ндірістік механизмдер болып табылады. Центрден тартқ ыш механизмдердің ерекше жағ дайы олардың кө птігімен, ү лкен қ уатымен, шарт бойынша жұ мысының ұ зақ режимімен тү сіндіріледі. Аталғ ан жағ дайлар елдің энергетикалық балансында осы механизмдердің айтарлық тай салыстырмалы салмағ ын анық тайды.

Центрден тартқ ыш механизмдердің эксплуатациялық қ асиеттері арынның Н Q шығ ынғ а жә не қ уаттың Р шығ ынғ а Q тә уелділігі тү рінде кө рсетіледі. Бұ л сипаттамалардың тү рі кең жә не кө п жағ дайларда қ иын аналитикалық сипатқ а ие. Центрден тартқ ыш механизмдердің энергетикалық кө рсеткіштерінің анализін тө менгі арынды сорғ ыш, 4.27-суретте келтірілген H{Q} жә не P{Q} сипаттамаларының мысалында жү ргізген ың ғ айлы. Инженерлі есептеу ү шін жеткілікті дә лдікпен олар келесі қ атынастармен сипатталады:

(4.37)

(4.38)

мұ ндағ ы H_x жә не P_x- Q=0 кезіндегі сорғ ыштың арыны жә не қ уаты.

Жұ мыстың орнатылғ ан режимінде центрден тартқ ыш механизмнен туындайтын арын гидро немесе агродинамикалық желінің арынымен тең еседі, ол оғ ан газ немесе сұ йық тық береді.

Газдың немесе сұ йық тық тың турбулентті қ озғ алысы кезінде желінің сипаттамасын ә детте келесі тү рде кө рсетеді.

Сорғ ыштың сипаттамасының Q-H қ иылысу нү ктесі H=H_H жә не Q~Q_n параметрлерін анық тайды, олар (4.37)- (4.38)-де базалық ретінде қ абылданғ ан.

4.28-сурет. Сорғ ышты қ ондырғ ының сипаттамасы

Q сорғ ыштың беруін реттеу ә детте оны шығ ысында қ озғ аумен іске асырылады жә не желінің сипаттамасының ө згеруіне ә кеп соғ ады, нә тижесінде оның сорғ ыш сипаттамасымен қ иылысу сипаттамасына Q_A< Z< 1 беруі сай келеді. Электр тізбектерімен ұ қ састығ ы бойынша шығ ынды қ озғ аумен есептеу токты тізбектің электр кедергісінің ұ лғ аю жолымен реттеудегідей болады. Мұ ндай реттеу ә дісі энергиялық тұ рғ ыда тиімсіз екені анық, себебі реттеуші элементтерде ө нбейтін энергия шығ ынымен бірге жү реді.

Қ озғ амадағ ы шығ ында 2.24 суретте штрихтелген облыспен сипатталады.

Электрлік тізбектегідей энергия кө зінің параметрлерін реттеу, оны тұ тынуғ а қ арағ анда ү немдірек.

Электр тізбектерінде осы кезде жү ктеме тоны қ орек кө зінің кернеуінің азаюы есебінде тө мендейді. Гидравликалық жә не аэродинамикалық желілерде мұ ндай ә сер механизм тудыратын арын азайғ ан кезде алынады.

Жылдамдық ты ө згерткен кезде центрден тартқ ыш механизмдердің сипаттамалары осындай заң мен тү рін ө згертеді, олар келесі тү рге ие:

Сорғ ыштың жұ мыс режимінің анализі тұ рақ ты жә не реттеуші жылдамдық кезінде t₀=const кезінде энергияның артық шығ ыны айтарлық тай болатынын кө рсетеді. Мысал ү шін ә р тү рлі Н_с кезінде H_x=1, 2; P_x=0, 3 параметрлерімен сорғ ыш жұ мысының режимін есептеудің нә тижелері кө рсетілген.

Н_с*=0, 5

............................. 1 0, 8 0, 6 0, 4 0, 2

............................. 1 0, 89 0, 79 0, 715 0, 66

Р_*( const)................ 1 0, 86 0, 72 0, 58 0, 44

......................... 1 0, 66 0, 41 0, 25 0, 15

................. ° °-² °'³¹ °-³³ °-²⁹

........................ 0 0, 23 0, 43 0, 57 0, 66

Н_с*=0, 8

.................................... 1 0, 8 0, 6 0, 4 0, 2

............................. ] 0, 94 0, 89 0, 85 0, 825

_{..............................................................} 1 0, 86 0, 72 0, 58 0, 44

..................................... I 0, 74 0, 54 0, 39 0, 26

............................ 0 0, 12 0, 18 0, 19 0, 18

........................ 0 0, 14 0, 25 0, 33 0, 41

Келтірілген деректер реттелуші электржетектің тұ тынылатын энергияның шығ ынын айтарлық тай тө мендететінін кө рсетеді: біріншіде 60%-ғ а дейін жә не екінші жағ дайда 41%-ғ а дейін.

Тә жірибеде бұ л ә сер одан да жоғ ары болуы мү мкін, себебі ә р тү рлі себептер бойынша қ озғ алмалармен реттеу тіпті қ олданылмайды.

Жоғ арыда тұ рақ ты параметрлері бар желіге жалғ ыз жұ мыс істейтін центрден тартқ ыш механизмдердің энергетика сұ рақ тары қ арастырылғ ан. Тә жірибеде центрден тартқ ыш механизмдердің параллель жұ мысы кездеседі, ал желі кей айнымалы параметрлерге ие болады.

Центрден тартқ ыш механизмдердің параллель жұ мысы кезінде екі жағ дай мү мкін болады:

1) барлық механизмдердің жылдамдығ ы бір уақ ытта немесе синхронды реттеледі;

2) бір механизмнің немесе механизмнің бө лігінің жылдамдығ ы реттеледі.

Егер желінің параметрлері тұ рақ ты болса, онда бірінші жағ дайда механизмдердің барлығ ы бір баланс ретінде қ арастырылуы мү мкін, оғ ан барлық келтірілген қ атынастар дұ рыс. Екінші жағ дайда механизмдердің реттелмейтін бө лігінің арыны реттелуші бө лікке кері қ ысым сияқ ты ә сер етеді, сондық тан мұ нда тұ тынылатын энергияны ү немдеу машинаның номинал қ уатынан 10-15%-дан аспайды.

Желінің айнымалы параметрлерінің центрден тартқ ыш механизмдердің желімен бірігіп жұ мыс істеу анализін қ иындатады. Бұ л жағ дайда реттелуші электржетектің энергетикалық тиімділігін облыс, шекара тү рінде анық тауғ а болады.