Энергосовет - энергосбережение и энергоэффективность
в Яndex
Главная >> Библиотека технических статей >> Экономия электрической энергии >> >>

Анонсы

23.11.17 29 ноября в Москве состоится круглый стол на тему «Критерии эффективности проектов модернизации ТЭЦ» подробнее >>>

17.11.17 Заседание Рабочей группы по синхронизации отраслевого и коммунального законодательства по вопросам начислений за ресурсы и коммунальные услуги подробнее >>>

13.11.17 Шорт-лист Премии WinAwards Russia/«Оконная компания года-2017»! подробнее >>>

Все анонсы портала

Новое на портале

13.11.17 Юбилейный 50-й выпуск журнала "ЭНЕРГОСОВЕТ" посвящен конференции "Теплоснабжение-2017. Функционирование в новых условиях" подробнее >>>

07.11.17 Страна поставлена "на счётчик" // видео подробнее >>>

02.11.17 Энергоэффективный капремонт: миф или реальность? // интервью подробнее >>>

20.10.17 На заседании в Правительстве РФ обсудили энергосбережение и повышение энергетической эффективности подробнее >>>

Все новости портала

Еще по теме Экономия электрической энергии

Cтраницы: 1 | 2 | следующая >>

Оптимизация потенциальной эффективности электромеханических систем с бесконтактным двигателем постоянного тока


Винокуров С.А., Букатова В.Е., Павленко О.А.


Проводится анализ организации и функционирования процедур оптимизации потенциальной эффективности для электромеханических систем с бесконтактным двигателем постоянного тока. Рассматриваются особенности исследования потенциальной эффективности функционирования, предлагаются условия повышения эффективности, анализируются варианты их прикладной реализации.

Электромеханические системы (ЭМС) с бесконтактными двигателями постоянного тока (БДПТ), имеющие несомненные преимущества по надежности функционирования и регулировочным свойствам по сравнению с ЭМС на базе двигателей коллекторного исполнения, конструктивно и схемотехнически представляют собой достаточно сложные устройства. При проектировании ЭМС с БДПТ с целью обеспечения их последующего эффективного функционирования возникает ряд проблем, связанных с необходимостью тщательного анализа динамических свойств синтезируемой системы и использованием в процессе проектирования большого числа моделей отдельных устройств, в которых нужно учитывать достаточно сложный характер рабочих процессов.

В процессе функционирования ЭМС с БДПТ в условиях реального технологического процесса практически всегда возникает в той или иной степени выраженное взаимодействие объекта с внешней средой, которое оказывает влияние на рабочие процессы, выходную величину системы и прочие качественные показатели и динамические характеристики [1, 2].

ЭМС с БДПТ при этом образует определенное единство с внешней средой, представляя собой подчиненный элемент для системы более высокого порядка.

В свою очередь, по отношению к внешней среде элементы исследуемой системы функционируют как элементы более низкого порядка и уровня рассмотрения.

Следует заметить, что данная система не является изолированной и обособленной, поскольку связана с внешней средой множеством коммуникаций. Внешняя среда представляет собой по отношению к ЭМС с БДПТ систему

 более высокого уровня рассмотрения (определенную надсистему), влияя на объект и задавая предъявляемые к нему требования, внося и накладывая соответствующие ограничения как на процессы проектирования, так и на последующее эксплуатационное обслуживание оборудования [3].

Исследование взаимосвязи сложности структурного построения и варианта схемотехнической реализации системы с процессом ее функционирования («поведением»), производимое на основе анализа характера происходящих рабочих процессов и динамических характеристик позволяет получить количественные выражения для оценки таких важных и значимых качественных показателей, как надежность, помехоустойчивость, управляемость. Пороговые значения оценок качественных показателей системы характеризуют возможности реализации ЭМС с БДПТ, отвечающих предъявляемым требованиям. Использование существующих методик комплексного анализа качественных показателей позволяет выполнять соответствующие процедуры и является актуальной задачей, связанной с оценкой потенциальной эффективности ЭМС с БДПТ.

Следует отметить, что потенциальная эффективность представляет собой качественное интегративное свойство, характеризующее степень достижимости поставленной целевой функции и решения задач управления. В соответствии с существующим подходом, под потенциально эффективными ЭМС с БДПТ будем понимать такие системы, которые в процессе функционирования удовлетворяют следующим требованиям:

1) технической эффективности;

2) экономической эффективности [4].

Технически эффективной при этом будем считать ЭМС с БДПТ, если она в реальных условиях внешней среды и в условиях технологического процесса в установленные сроки и в полном объеме выполняет поставленные задачи. Экономически эффективной, в свою очередь, будет система, стоимость разработки и создания которой, а также последующей эксплуатации в условиях реального процесса будет составлять менее стоимости получаемого за определенный период времени полезного продукта или эффекта, получаемого при использовании системы. В большинстве случаев данные критерии принято рассматривать комплексно, в едином критерии технико-экономической эффективности. При этом чем выше будут значения критерия технико-экономической эффективности, тем лучшим будет само устройство. Безусловно, для каждого объекта исследования с учетом его специфических особенностей и условий внешней среды получают собственные критерии технико-экономической эффективности, однако практически во всех случаях исследователям приходится решать оптимизационную задачу.

Следует заметить, что в соответствующей научной литературе одновременно существуют несколько различных способов определения критериев технико-экономической эффективности [4, 5]. В общем случае, в зависимости от принципов построения, данные критерии можно рассматривать как частные и обобщенные. Частные критерии учитывают лишь некоторые показатели, отражающие отдельные характеристики и свойства системы. Обобщенные критерии также в ряде работ называют универсальными, в которых учитываются все основные показатели системы либо один наиболее значимый показатель, по которому производится оценка эффективности устройства.

Обобщенные и частные критерии эффективности могут быть определены в форме оптимизации одного или комбинации нескольких параметров, выбираемых для оценки потенциальной эффективности системы. В первом случае критерии называют однофакторными (оптимизационную задачу - однокритериальной), а во втором - многофакторными. Соответствующие второму способу оптимизационные задачи, следовательно, будут многокритериальными и потребуют корректного использования специальных методов из теории оптимального управления.

При анализе потенциальной эффективности и решении соответствующих оптимизационных задач необходимо также учитывать ряд специфических особенностей функционирования объекта исследования. В частности, в ЭМС с БДПТ, представляющей собой программно-аппаратный комплекс, содержащей обратные связи и реализующей принцип стороннего наблюдателя, достаточно часто требуется наличие в контуре управления человека-оператора. Рассматриваемая система становится при этом автоматизированной, описывается соответствующими методами и классифицируется как эргатическая. Математическое описание и последующее моделирование рабочих процессов, а также анализ потенциальной эффективности подобных систем достаточно сложны, поскольку в рассмотрение необходимо включать такие плохо формализуемые факторы, как психологические, физиологические и моральные, характеризующие субъективизм и степень выполнения поставленных задач и возложенных функций на человека-оператора. Для качественного, более точного и адекватного учета трудноформализуемых факторов возможно использование экспертных методов оценки и, в ряде ситуаций, нечеткой логики.

Важно также заметить, что особенности структурного построения и сложности схемотехнической реализации реальных ЭМС с БДПТ не позволяют строить соответствующие им абсолютно точные и абсолютно адекватные модели. Традиционно математическая модель системы позволяет с той или иной степенью точности и адекватности описать процессы, причем достоверность описания будет зависеть от степени принимаемых допущений и упрощений. Чаще всего для уменьшения вычислительной сложности математической модели в рассмотрение вводятся лишь основные явления и наиболее значимые факторы, оказывающие влияние на систему в целом, ее потенциальную эффективность и происходящие в ней процессы. Прочие малозначительные факторы и условия не принимаются во внимание и не учитываются в математических зависимостях. Безусловно, выбор наиболее значимых характеристических признаков процесса и компоновка математической модели характеризуются субъективизмом исследователя, а также обусловлены предназначением модели. При этом в зависимости от целей, условий рассмотрения и прочих факторов процессы функционирования для одной и той же ЭМС с БДПТ могут быть описаны различными математическими моделями [1, 2]. Принимаемые на стадии синтеза модели допущения могут носить не только субъективный, но и объективный характер. К допущениям последней группы, например, можно отнести следующие:

1) допущения, принимаемые относительно магнитной системы БДПТ (магнитная система не насыщена);

2) допущения, принимаемые по возможным потерям на вихревые токи (малы);

3) допущения по влиянию реакции якоря на магнитное поле в зазоре БДПТ (несущественно).

Обобщенно, анализируя потенциальную эффективность, для ЭМС с БДПТ, имеющей входы X, выходы Y и определенные состояния Z, можно записать следующее выражение:

Для выявления факторов потенциальной эффективности ЭМС с БДПТ представляется необходимым рассмотрение системы в целом в виде совокупности элементов. В качестве элементов ЭМС с БДПТ будем считать ее функционально значимые части, например блоки автоматики или диагностики. При выполнении декомпозиции ЭМС с БДПТ и выделении подсистем представляется целесообразным начинать с тех, которые способны выполнять относительно независимые функции и обеспечивать достижение собственных подцелей, направленных в своей совокупности на достижение общей цели управления, поставленной перед ЭМС с БДПТ [6, 7].

Для оценки потенциальной эффективности ЭМС с БДПТ и решения соответствующих оптимизационных задач отечественные специалисты используют показатель (критерий) электромеханической эффективности системы, представляющий собой отношение номинального момента к массе двигателя. Следует заметить, что классическое представление электромагнитного момента осуществляется через касательную удельную силу, приложенную к единице поверхности ротора. Получаемое в результате данного расчета соотношение характеризует электромеханическую эффективность двигателя и выражается отношением удельной касательной силы к коэффициенту пропорциональности, который, в свою очередь, зависит от типа используемых материалов, конструктивного исполнения БДПТ и его габаритов.

Cтраницы: 1 | 2 | следующая >>

печатьраспечатать | скачать бесплатно Оптимизация потенциальной эффективности электромеханических систем с бесконтактным двигателем постоянного тока, Винокуров С.А., Букатова В.Е., Павленко О.А., Источник: Журнал «Электротехнические комплексы и системы управления»,
www.v-itc.ru/electrotech

скачать архив архив.zip(23 кБт)


Rambler's Top100

Авторские права на размещенные материалы принадлежат авторам
Тел.(495) 360-66-26 E-mail:
© Портал ЭнергоСовет.ru - энергосбережение, энергоэффективность, энергосберегающие технологии 2006-2017
Возрастная категория Интернет-сайта 18 +
реклама | карта сайта | о проекте | контакты | правила использования статей

Регулятор отопления для зданий для устранения перетопов подробнее