Дослідження та модернізація електропривода вентиляційної установки з використанням частотного перетворювача

Abstract

Об'єкт дослідження — електропривод вентиляційної установки середньої потужності цеху дроблення та рудопідготовки гірничо-металургійного підприємства на базі асинхронного двигуна АИР 250М6 потужністю 55 кВт із прямим пуском від мережі та дросельним регулюванням продуктивності. У першому розділі виконано аналіз вентиляційної установки як електромеханічного об'єкта, описано умови роботи в цеху дроблення, досліджено недоліки існуючого електропривода та обґрунтовано необхідність переходу на частотне регулювання. У другому розділі виконано розрахунок аеродинамічної потужності вентилятора, перевірено відповідність встановленого двигуна умовам роботи, розраховано режими за законами подібності турбомашин, обґрунтовано вибір частотного перетворювача Schneider Electric ATV630D55N4, розраховано річну економію електроенергії 33,2 МВт·год (27,6%), виконано перевірку кабельної лінії та апаратів захисту. У третьому розділі розроблено структурну та однолінійну схеми модернізованого електропривода, схему підключення датчиків і сигналів керування. Запропоновано алгоритм адаптивного керування продуктивністю вентилятора на основі інтегрального коефіцієнта промислового навантаження K_пром, що враховує запиленість, температуру, тиск та технологічний режим ділянки. Описано систему захистів (11 видів) та інтеграцію через Modbus TCP. У четвертому розділі проведено порівняння режимів роботи до та після модернізації, виконано техніко-економічне обґрунтування: капітальні витрати 256 600 грн, річна економія 161 400 грн, простий строк окупності 19 місяців, NPV за 5 років +284 504 грн. Оцінено вплив на надійність та екологічний ефект: скорочення викидів CO₂ на 13,28 т/рік.