ЕКСТРЕМАЛЬНА ЕНЕРГОЕФЕКТИВНА СИСТЕМА АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ БАГАТОАГРЕГАТНИМИ НАСОСНИМИ УСТАНОВКАМИ

АНОТАЦІЯ

Актуальність роботи. За останні роки в Україні зросла тенденція використання вичерпаних водних ресурсів. Кількість води зменшується, її якість погіршується, а потреби населення збільшуються. Насосні установки які забезпечують країну водою є потужними споживачами електричної енергії і потребують впровадження нових сучасних енергозберігаючих технологій. Застосування регульованого електроприводу суттєво підвищує енергоефективність систем водопостачання, знижуючи втрати електричної енергії на 30-40%. Тому актуальним питанням є впровадження високоефективних електромеханічних систем автоматичного керування насосними установками, що дозволять заощаджувати електричну енергію.

Вибір насосного обладнання та його режиму роботи робиться виходячи з певної технологічної задачі, а також, потреб споживачів. Але у процесі роботи насосної установки робоча точка може не опинитися на кривій максимального коефіцієнта корисної дії. Так як номінальний ККД насосної установки зазвичай нижчий за ККД двигуна, то його зменшення суттєво знижує енергоефективність системи в цілому. Ця задача може бути розв’язана за допомогою впровадження екстремальних алгоритмів керування, за допомогою яких можна утримувати робочу точку на лінії максимального ККД при забезпеченні бажаної продуктивності.

Синтез та дослідження екстремальних енергоефективних електромеханічних систем автоматичного керування багатоагрегатними насосними установками є важливим та актуальним завданням в умовах сучасного економічного та соціального стану населення.

Мета роботи і задачі дослідження:підвищення енергоефективності при забезпеченні потреб споживачів за рахунок вдосконалення існуючих електромеханічних систем автоматичного керування насосними установками на основі частотно-керованих асинхронних електроприводів та застосування екстремального методу керування для різних типів з’єднань насосів.

Для досягнення зазначеної мети в роботі вирішено такі задачі:

- проаналізовані відомі методи керування насосними установками, що призводять до підвищення енергоефективності системи при забезпеченні потреб споживачів та вибір оптимального та економічно доцільного способу керування;

- розроблено та досліджено математичні моделі електромеханічних систем автоматичного керування багатоагрегатними насосними установками із застосуванням екстремального керування;

- розроблена модель датчика коефіцієнта корисної дії насосу на основі нейронної мережі та каталожних характеристик;

- розроблена модель кривої максимального ККД насосу на основі нейронної мережі та каталожних характеристик;

- досліджена робота екстремального енергоефективного регулятора для паралельного та послідовного типу з’єднань насосу.

Об'єкт дослідження – процеси автоматичного регулювання в багатоагрегатних насосних установках.

Предмет дослідження –енергоефективні електромеханічні системи автоматизації насосних установок при паралельному та послідовному з’єднанні агрегатів в умовах екстремального керування.

Методи досліджень. У роботі використані фундаментальні положення теорії автоматичного керування, теорії електропривода, теорії нейронних мереж, теорії екстремального керування та комп’ютерне моделювання.