Введение к работе
№^ *'}'
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Основным источником влектровіюргиа в настоящее время продолжают оставаться тепловые електростанцій, работающие на органическом топливе, 46* которого составляет уголь. Повы -шешга эффективности работы ТЭС, внедрение вяоргосберегащих технологий требует перехода к пкономичннм способам регулирования производительности механизмов собственных нужд.
Для пылеуголышх ТЭС одним из ввжігойших комплексов вспомогательного оборудовпния является тракт тогшпхшодачи и пнлэприготов-ления. Наиболее слояной и втшргоомкой стадией процосся пылвприго-товления является размол угля.
Экономичность работы угларнимолышх мельниц обеспечивается при опредвлештой, оптимальной по удольясму расходу алоктроапер-гии не размол, загрузке их углем. Оптимальная величина загрузки не является строго постоянной, а должна регулироваться при изменении физико-механических свойств топлива, в зависимости От вентиляции.
Для подачи топлива в мельницы используются питатели сырого угля (ПСУ), производительность работы которых регулируется о помощью механического шибера, изменяющего толщину слоя топлива на трвнспортерной ленте. При попадании крупных фракции угля, особенно в зимнее время при смерзшемся топливе, а также инородных предметов, шибер забивается, что приводит к перебоям в загрузке мель-вицы, резко снижащим экономичность ее работы.
Для обеспечения бесперебойной, равномерной и регулируемой по-дочя топлива в мельницу необходимо устранение возможности забаво-аия шибера путем значительного увеличения выходного отверстия бункера сирого угля и применение более аффективного метода регулиро-зеняя производительности ПСУ. Таким образом, разработка падежной і экономичной системы регулирования производительности питателей зырого угля, обеспечиващей эффективность работы тракта топливопо-(ачи и пылеприготовлэшм ТЭС, является, актуальной науч-го-технической задачей, определяпдей теоретическую и практическую іначимость диссертационной работы.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Исследование и разработка системы регулирования [роизводительностн питателей сырого угля "ИЮ на базе транзиоторг «--о преобразователя частота, обесг*ічивапдвй повышение надежности а і экономичности работы тракта топливоприготовлвния.
для диитишшя шитанлннний цела и раОить решаїитин следущнв основные задачи:
1. Анализ современного состояния тракта тишшвоподачи и топ ливолриготовлеыия ТЭЦ.
г. Разработка и обоснование структурной схемы системи рогули роышил проазводатьдьности НОУ на базо вентильного преобразователя чаототи с использованием ишнцвгося ни ТЭС асинхронного привода.
-
Исследование работы асинхронного двигателя при его питання неоинусоидальным напряжением о регулируемой частотой.
-
Анализ вниргетичвских показателей системи "преобразователь частоты - асинхронный двигатель" и разработка методов их улучшения
-
Разработка объектно-ориентированного транзисторного преобразователя частоты о високим качеством выходной анергии, использую щаго метод слежения за еталонним сигналом для формирования квааиои иусондального тока в асинхронном двигателе привода ПСУ.
-
Разработка следящей системы управления транзисторным преобразователей частоты, обвснвчиващей высокие енергетические показатели системы регулирования производительности ПСУ.
-
Разработка многофазных генераторов ведущего сигнала дня оледицих систем управлении ьодуляционнымд преобразователями чао-
О. Энспарипвнтальнив исследования рабо'ш системы рвгулирова-виз производительности питателей сырого угля в реальній условиях вкоолуатацші на 'ГЭС.
МЕТОДУ ИССЛЕДОВАНИЯ, для решения поставленных задач бшш во-цользогіни методы теоретической электротехники о примонониеи теории (григоыомвтричоскиж рядов Фурье, математическое и физическое моделирование. Достоверность полученных теоретических результатов проверялась путем сравнения V результатами експериментальних исследовании на опытных образцах .трензиоторш. о чаототно-регулирув-fcjoro влвктропривода.
НАУЧНАН НОВИЗНА. При решении поставленных задач получены олв-дущив peayvrani и разработки, обладанцив научной новизной:
.1. Исследовано в. ілние вагрувки углеразмольной мельницы на акономичнооть ее работы. Предложена рациональная структурная охе-tsa онотедо регулирования производительности питателя сырого угля, обвг^вчивощая бесперебойную и регулируемую загрузку мельницу, па-jfPJSHy» а акономичнуы работу тракте топлжіюприготовления ТЭС.
-
Разработан мвтод анализа гармонического состава выходного тока преобразователя частоты, использупцвго мотод сложения за кри вой ведущего сигнала. Получено аналитическое выражение для тока, позволяющее проводить вычислительные експерименти при варьируемы* параметрах нагрузки и преобразователя для различных выходных час тот.
-
Проведен анализ дополнительных потерь в системе "преобря-вователь частоты - асинхронный двигатель" от высших гармоник пита щого тока.
-
Предложен мвтод выбора оптимального режима работы нреобра зователя частоты по минимуму поторь в асшароииом двигателе прігоо да ПСУ
-
Разработан алгоритм упрпплояия силовыми кличами т{)піізис торного преобразователя частоты - метод частичной модуляции, поз велящий уменьшить динамические потери в преобразователе.
-
Разработай мотод устранения сквозных токов в инверторе, повышающий энергетические показатели преобразователя.
-
Проведен сравнительный анализ методов формирования выход пого напряжения и тока модуляционных преобразователей частоты.
-
Разработана система управления объектно-ориентированным транзисторным преобразователем частоты, использующая мотод сложения за вталонным сигналом и позволяющая формировать квпзисинусои-дальныА ток в асинхронном двигателе привода ПСУ.
-
Разработаны многофазные генераторы ведущего сигнала, осяо ванные на кусочно-нелинейной аппроксиматвта синусоидального напряжения.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ диссертационной работы заключается в следующем:
предложен менее трудоемкий по сравнении с общеупотребительным метод расчета гармонического состава выходного тока преобразователя и основанный на нем метод расчета внергетичоских показателей системы "преобразователь частоты - асинхронный двигвтвль";
выведенная аналитическая зависимость выходного тока преобразователя позволяет осуществлять исследования его спектрального состава и определять дополнительные потери в системе от высших гармоник при варьировании параметрами как нагрузки, так я преобразователя, с цельп рационального построения системы управления
и удовлетворения требований потребителя к качеству анергии;
ь разработанные алгоритми управления силовыми ключами шзволи ли значительно снизить динамические потери в инвертора при сохрани щи высокой частоты коммутации и качества ииходнош тока;
разработанный генераторы ведущего сигнала обладают широкими фуикционалышми возможностями, обеспечивают высокое качоство выход його тока преобразователи, в значит,малые потери в асинхронном дай гатело от высших гармоникг
разработан объектно-ориентирогшшшй транзисторные преобразо ватель частоты со следящей системой управления, на базе которого оовднна и внедрана система регулированип производительностью ПСУ.
РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. Работа выполнялась в соответствии о прика вом N 3 от 20.01.86г. министерства внерготики и электрификации СССР " Штдрать нв шию угольном внергоблоко 200 ЦВт транзисторные електропривода питателей сирого угля и разработать рекомендации по их прим&гюшш", а также в соответствии с программой работ по решв-ниш Республиканской межотраслевой научно-технической проблемы 01 "Оііергетическая система" (Шифр 01.02.И).
Но результатам проведенных исследований разработана и изго-тсіьііеію огаітнал партия транзисторных преобразователей частоты, на оснаьо которых созданы две системы автоматического регулирования щх)изьодитольности питателей сырого угля (САРП ПСУ) на 8-м внерго-блоке Молдавской ГУМІ. Экономия влектроанаргии ва счет устранения перерывов подачи топлива в мельницы блока N 8 ва год ооотавила 26БЙ6ЭЭ кВт.чао.
РазработаЕшые преобразователи частоты с высоким качеством вы ходной энергии акспонировались на 6 каздународных выставках, на ВДНХ СССР. За разработку таких преобразователей автор был награжден бронзовой медалью ВДНХ СССР.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Осноь.ше положения диссертационной работы докладывались а обсуждались на Всесоюзних і^учна-тбишчвских конференциях и совещаниях: "Разработка и внедрение регулируемых электроприводов механизмов собственных нужд и тиристорних пускових уот PoQotd для і'озотурбншшх установок" (Москва, 1988г.); "Электроприводы переменного тока о полупроводниковыми преобразователями"(Свердловск, 1983, 1989гг.); "Проблемы преобразовательной техника (Киев, . 1979, 1983, 1991гг.)j "Проблемы электромагнитной совместимости си-ловіч полупроводниковых преобразователвв'' (Таллинн, 1979, 1982, 1986гг.); "Примвн нив в технологических процессах машиностроитель-
7 ного производства ітолупр>водяиковых преобразователей частоти" (Уфа, 1980г.); "Разработка и внедрение быстродойствущих систем ял щити силовых преобразовательных устройств" (Москво, 19Я2Г.); на международной конференции ІСАТВ'91 (Румшгая, 1991 г.).
ПУБЛИКАЦИИ. По томе диссертационной роботи опубликовано ЗО ря бота, в т.ч. 1 монография и 7 авторских гдадотшлъств пя изобротенин
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ГАВОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, пяти гляп и заклпчоггая, изложенных пя 146 листах машинописного твкста, шиностриронип 65 рисушстіи и ? таблицами на 43 листях, списка использопянпой литературы из 141 наименования ня 1Ь листах, приложений.
НА ЗАЩИТУ BUHOCffi СП: разработки и обосноплние структурной схя мн системы регулирования пргпзгодлтвлъпости П&У не базе объоктно-ориептировашгого транзисторного прооСря;адвптоля Чистоты; гатод анализа гармонического состава выходного тока преобразователя, нозпо-ллпций проводить исследования качества влоктровнвргии при-порьируо-ид параметрах нагрузки и системы управления; анализ энергетических характеристик чвстотно-рвгулируемого привода ПСУ и основанный яэ нем выбор частоти коммутации кличей преобразователя по критерію кя-нимумз потерь в двигателе; алгоритм управления силовыми ключами -метод частичной модуляции, позволятщий уменьшить динайичвскив пото-ря в преобразователе; метод устранвпия сквозных токов в инверторе; сравнительный анализ ивтодов формирования выходных токов и непряже ний модуляционных преобразователей; система управления транзистор-вши преобразователем частоты, использугщая метод слежения за веду-*дм однополярннм сигналом; многофазные генераторы ведущс-го сигнала, использупцив метод кусочно-нвлиивйяпв аппроксимации синусоидального напрягвния; результаты разработки объектно-ориентированного транзисторного преобразователя частоты о высоким качеством выходной энергии и созданной на его основе системы автоматического регулирования произволительнооти питателя сирого угля для анвргочіио-ка 200 МВт тепловой электростанция.
