ऊर्जा बचाने के साधन के रूप में चर विद्युत ड्राइव

विद्युत ड्राइव के माध्यम से और तकनीकी क्षेत्र में विद्युत ड्राइव के माध्यम से ऊर्जा को बचाने के लिए अनियमित विद्युत ड्राइव से विनियमित करने के लिए संक्रमण मुख्य तरीकों में से एक है।

एक नियम के रूप में, उत्पादन तंत्र के इलेक्ट्रिक ड्राइव की गति या टोक़ को नियंत्रित करने की आवश्यकता तकनीकी प्रक्रिया की आवश्यकताओं से निर्धारित होती है। उदाहरण के लिए, कटर की फ़ीड दर एक खराद पर वर्कपीस के प्रसंस्करण की सफाई को निर्धारित करती है, रोकने से पहले कार की सटीक स्थिति के लिए लिफ्ट की गति में कमी आवश्यक है, घुमावदार शाफ्ट के टोक़ को समायोजित करने की आवश्यकता निर्धारित होती है घायल सामग्री आदि के तनाव के निरंतर बल को बनाए रखने की शर्तें।

हालाँकि, ऐसे कई तंत्र हैं जिन्हें तकनीकी स्थितियों के अनुसार गति में बदलाव की आवश्यकता नहीं होती है, या तकनीकी प्रक्रिया के मापदंडों को प्रभावित करने के अन्य (गैर-विद्युत) तरीकों का उपयोग नियमन के लिए किया जाता है।

सबसे पहले, वे ठोस, तरल और गैसीय उत्पादों को स्थानांतरित करने के लिए निरंतर परिवहन तंत्र शामिल करते हैं: कन्वेयर, पंखे, पंखे, पंप इकाइयां। इन तंत्रों के लिए, वर्तमान में, एक नियम के रूप में, अनियमित अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक ड्राइव का उपयोग किया जाता है, जो तंत्र पर भार की परवाह किए बिना काम करने वाले निकायों को एक स्थिर गति से गति प्रदान करता है। इसके आंशिक भार के तहत, निरंतर गति पर ऑपरेटिंग मोड में वृद्धि की विशेषता है विशिष्ट ऊर्जा खपत नाममात्र मोड की तुलना में।

एनएससी के प्रदर्शन में कमी, कन्वेयर की दक्षता कम हो जाती है, क्योंकि उपभोग की गई शक्ति का सापेक्ष हिस्सा निष्क्रिय क्षण पर काबू पा लेता है। अधिक किफायती चर गति मोड है, जो समान प्रदर्शन प्रदान करता है, लेकिन खींचने के प्रयास के एक निरंतर घटक के साथ।

अंजीर में। 1 स्थिर (v - const) और समायोज्य (Fg = const) भार की गति के लिए एक निष्क्रिय क्षण Mx = 0, ЗМв के साथ एक कन्वेयर के लिए मोटर शाफ्ट की शक्ति निर्भरता दिखाता है। आकृति में छायांकित क्षेत्र गति नियंत्रण द्वारा प्राप्त ऊर्जा बचत को दर्शाता है।

चावल। 1. कन्वेयर के प्रदर्शन पर विद्युत मोटर शाफ्ट की शक्ति की निर्भरता

इसलिए यदि कन्वेयर की गति नाममात्र मूल्य के 60% तक कम हो जाती है, तो नाममात्र मूल्य की तुलना में मोटर शाफ्ट की शक्ति 10% कम हो जाएगी। गति विनियमन का प्रभाव अधिक होता है, निष्क्रिय टॉर्क जितना अधिक होता है, और उतना ही यह कन्वेयर के प्रदर्शन को कम करता है।

अंडरलोडिंग के साथ निरंतर परिवहन तंत्र की गति को कम करना आपको कम विशिष्ट ऊर्जा खपत के साथ आवश्यक मात्रा में काम करने की अनुमति देता है, अर्थात चलती उत्पादों की तकनीकी प्रक्रिया में ऊर्जा की खपत को कम करने की विशुद्ध रूप से आर्थिक समस्या को हल करने के लिए।

आमतौर पर, ऐसे तंत्रों की गति में कमी के साथ, तकनीकी उपकरणों की परिचालन विशेषताओं में सुधार के कारण एक आर्थिक प्रभाव भी प्रकट होता है। इसलिए, जब गति कम हो जाती है, तो कन्वेयर बॉडी का पहनना कम हो जाता है, तरल पदार्थ और गैसों की आपूर्ति के लिए मशीनों द्वारा विकसित दबाव में कमी के कारण पाइपलाइनों और फिटिंग का सेवा जीवन बढ़ जाता है और इन उत्पादों की अतिरिक्त खपत भी समाप्त हो जाती है।

प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में प्रभाव अक्सर ऊर्जा बचत की तुलना में काफी अधिक होता है, यही कारण है कि केवल ऊर्जा पहलू का मूल्यांकन करके ऐसे तंत्रों के लिए नियंत्रित विद्युत ड्राइव का उपयोग करने की सलाह पर निर्णय लेना मौलिक रूप से गलत है।

फावड़ा मशीनों का गति नियंत्रण।

तरल पदार्थ और गैसों (पंखे, पंप, पंखे, कंप्रेशर्स) की आपूर्ति के लिए केन्द्रापसारक तंत्र विशिष्ट ऊर्जा खपत को कम करने के लिए पूरे देश में सबसे बड़ी क्षमता वाले मुख्य सामान्य औद्योगिक तंत्र हैं। केन्द्रापसारक तंत्र की विशेष स्थिति को उनकी व्यापकता, उच्च शक्ति, एक नियम के रूप में, एक लंबे ऑपरेटिंग मोड के साथ समझाया गया है।

ये परिस्थितियाँ देश के ऊर्जा संतुलन में इन तंत्रों के महत्वपूर्ण हिस्से को निर्धारित करती हैं।पंपों, पंखों और कंप्रेशर्स के लिए ड्राइव मोटर्स की कुल स्थापित क्षमता सभी बिजली संयंत्रों की क्षमता का लगभग 20% है, जबकि अकेले पंखे देश में उत्पादित कुल बिजली का लगभग 10% उपभोग करते हैं।

केन्द्रापसारक तंत्र के परिचालन गुणों को प्रवाह दर क्यू पर सिर एच की निर्भरता और प्रवाह दर क्यू पर शक्ति पी के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। संचालन के एक स्थिर मोड में, केन्द्रापसारक तंत्र द्वारा बनाए गए सिर को संतुलित किया जाता है हाइड्रो- या वायुगतिकीय नेटवर्क का दबाव जिसमें यह तरल या गैस वितरित करता है।

दबाव का स्थिर घटक पंपों के लिए निर्धारित किया जाता है - उपयोगकर्ता और पंप के स्तरों के बीच जियोडेसिक अंतर द्वारा; प्रशंसकों के लिए - प्राकृतिक आकर्षण; प्रशंसकों और कंप्रेशर्स के लिए - नेटवर्क (जलाशय) में संपीड़ित गैस के दबाव से।

पंप और नेटवर्क के क्यू-एच-विशेषताओं के चौराहे का बिंदु एच-एचएन और क्यू-क्यूएन पैरामीटर निर्धारित करता है। एक स्थिर गति से चलने वाले पंप की प्रवाह दर क्यू का विनियमन आमतौर पर आउटलेट पर वाल्व द्वारा किया जाता है और नेटवर्क की विशेषता में बदलाव की ओर जाता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रवाह दर क्यूए * <1 से मेल खाती है पंप की विशेषता के साथ चौराहे का बिंदु।

चावल। 2. पम्पिंग इकाई की क्यू-एच-विशेषताएं

विद्युत परिपथों के अनुरूप, एक वाल्व के माध्यम से प्रवाह को विनियमित करना सर्किट के विद्युत प्रतिरोध को बढ़ाकर वर्तमान को नियंत्रित करने के समान है। जाहिर है, यह नियंत्रण विधि ऊर्जा के दृष्टिकोण से कुशल नहीं है, क्योंकि यह नियामक तत्वों (प्रतिरोधक, वाल्व) में अनुत्पादक ऊर्जा हानि के साथ है। अंजीर में छायांकित क्षेत्र द्वारा वाल्व हानि की विशेषता है। 1.

जैसा कि विद्युत सर्किट में होता है, इसके उपयोगकर्ता के बजाय ऊर्जा स्रोत को विनियमित करना अधिक किफायती होता है। इस मामले में, स्रोत वोल्टेज में कमी के कारण विद्युत परिपथों में लोड करंट कम हो जाता है। हाइड्रोलिक और वायुगतिकीय नेटवर्क में, तंत्र द्वारा बनाए गए दबाव को कम करके एक समान प्रभाव प्राप्त किया जाता है, जिसे इसके प्ररित करनेवाला की गति को कम करके महसूस किया जाता है।

जब गति में परिवर्तन होता है, तो केन्द्रापसारक तंत्र की परिचालन विशेषताओं में समानता के नियमों के अनुसार परिवर्तन होता है, जिसका रूप है: Q * = ω *, H * = ω *2, P * = ω *3

पंप प्ररित करनेवाला की गति जिस पर इसकी विशेषता बिंदु A से होकर गुजरेगी:

गति नियमन के दौरान पंप द्वारा खपत की गई शक्ति की अभिव्यक्ति है:

गति पर क्षण की द्विघात निर्भरता मुख्य रूप से प्रशंसकों के लिए विशेषता है, क्योंकि प्राकृतिक जोर द्वारा निर्धारित सिर का स्थिर घटक एचएक्स से काफी छोटा है। तकनीकी साहित्य में, गति पर क्षण की अनुमानित निर्भरता का कभी-कभी उपयोग किया जाता है, जो केन्द्रापसारक तंत्र की इस संपत्ति को ध्यान में रखता है:

एम* = ω *एन

जहाँ n = 2 at Hc = 0 और nHc> 0। गणना और प्रयोग बताते हैं कि n=2 — 5, और इसके बड़े मान महत्वपूर्ण बैक प्रेशर वाले नेटवर्क में काम करने वाले कंप्रेशर्स की विशेषता हैं।

निरंतर और परिवर्तनशील गति पर पंप ऑपरेटिंग मोड के विश्लेषण से पता चलता है कि ω= const पर अतिरिक्त ऊर्जा खपत बहुत महत्वपूर्ण हो जाती है। उदाहरण के लिए, मापदंडों के साथ पंप के ऑपरेटिंग मोड की गणना के परिणाम Hx * = 1.2 के नीचे दिखाए गए हैं; पीएक्स * = 0.3 विभिन्न बैक प्रेशर वाले नेटवर्क पर Зс:

दिए गए आंकड़ों से पता चलता है कि नियंत्रित इलेक्ट्रिक ड्राइव उपभोग की गई बिजली की खपत को काफी कम कर सकती है: पहले मामले में 66% तक और दूसरे मामले में 41% तक। व्यवहार में, यह प्रभाव और भी अधिक हो सकता है, क्योंकि विभिन्न कारणों से (वाल्वों की अनुपस्थिति या खराबी, मैनुअल सक्रियण), वाल्वों द्वारा विनियमन बिल्कुल भी लागू नहीं होता है, जिससे न केवल बिजली की खपत में वृद्धि होती है, बल्कि यह भी हाइड्रोलिक नेटवर्क में अत्यधिक प्रयासों और लागतों के लिए।

निरंतर मापदंडों वाले नेटवर्क में एकल-अभिनय केन्द्रापसारक तंत्र के ऊर्जा मुद्दों पर ऊपर चर्चा की गई है। व्यवहार में, केन्द्रापसारक तंत्र का समानांतर संचालन होता है और नेटवर्क में अक्सर चर पैरामीटर होते हैं। उदाहरण के लिए, खनन नेटवर्क का वायुगतिकीय प्रतिरोध दीवारों की लंबाई में परिवर्तन के साथ बदलता है, जल आपूर्ति नेटवर्क का हाइड्रोडायनामिक प्रतिरोध पानी की खपत के तरीके से निर्धारित होता है, जो दिन के दौरान बदलता है, आदि।

केन्द्रापसारक तंत्र के समानांतर संचालन के साथ, दो मामले संभव हैं:

1) सभी तंत्रों की गति को एक साथ और समकालिक रूप से नियंत्रित किया जाता है;

2) एक तंत्र या तंत्र के भाग की गति को विनियमित किया जाता है।

यदि नेटवर्क पैरामीटर स्थिर हैं, तो पहले मामले में सभी तंत्रों को एक समतुल्य माना जा सकता है जिसके लिए उपरोक्त सभी संबंध मान्य हैं। दूसरे मामले में, तंत्र के अनियमित भाग के दबाव का पीछे के दबाव के रूप में विनियमित भाग पर समान प्रभाव पड़ता है और यह बहुत महत्वपूर्ण है, यही वजह है कि यहां बिजली की बचत नाममात्र शक्ति के 10-15% से अधिक नहीं होती है। मशीन का।

चर नेटवर्क पैरामीटर नेटवर्क के साथ केन्द्रापसारक तंत्र के सहयोग के विश्लेषण को बहुत जटिल करते हैं। इस मामले में, एक नियंत्रित इलेक्ट्रिक ड्राइव की ऊर्जा दक्षता को एक ऐसे क्षेत्र के रूप में निर्धारित किया जा सकता है जिसकी सीमाएं नेटवर्क पैरामीटर के सीमा मूल्यों और केन्द्रापसारक तंत्र की गति से मेल खाती हैं।

इस विषय पर भी देखें: पंप इकाइयों के लिए वीएलटी एक्वा ड्राइव फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स