Электропривод в нефтегазовом комплексе страны реферат

Обновлено: 02.07.2024

Особенности предприятий и организаций в нефтегазовом комплексе

Анализ причин роста газового фактора в процессе разработки нефтяных месторождений

Методы и средства измерений проходки скважины

Прогнозирование максимальной точечной коррозии на магистральных трубопроводах, транспортирующих высокосернистую нефть

Техническое обслуживание резервуарного парка

Оборудование для эксплуатации скважин электроцентробежными насосами

Термическая переработка нефтепродуктов

Выявление нарушений герметичности ствола скважины по термограмме

Физические основы и применение кумулятивной перфорации

Расчет физико-химических свойств и состава нефти и нефтепродуктов. Компонентный состав. Средняя температура кипения

Нестабилизированные глинистые суспензии и суспензии из выбуренных пород

Отношения КСА и Йемена в контексте энергетической безопасности и Влияние сланцевой нефти на современную энергетики

Работа фонда скважин, осложненных интенсивным отложением АСПО

Технология термокаталитических процессов переработки нефти

Перспективы экспорта нефтепродуктов из России на рынки европейских стран

Значение газовой промышленности для экономики страны

Параметры разведочных скважин на шельфе и особенности их бурения. Обоснование целесообразности бурения

Факторы прямого воздействия на процесс ресурсосбережения

Использование биологических и биодизельных топлив в двигателях внутреннего сгорания

Основные понятия о нефтяном и газовом месторождениях

Технология бурения на месторождениях с анамально высоким пластовым давлением

Принцип регулирования и способы измерения удельноговеса тампонажных растворов

Методы увеличения дебитов газовых скважин

Реферат по нефтегазовому делу – особенности написания по рекомендациям преподавателей

Нефтегазовое дело – комплексное направление, сочетающее в себе несколько научных дисциплин.

Тематика реферата по нефтегазовому делу может пересекаться с историей, экономикой, химией, эксплуатацией машин, географией, геологией и многими другими дисциплинами. Поэтому источником материала для реферата может служить литература по всем этим наукам, не обязательно ограничивать себя отраслевыми публикациями.

Значение нефтегазового сектора для России определяет обилие публикаций.

В России выходят узкоспециализированные журналы по нефтегазовому делу, к статьям в которых предъявляются высокие требования. Авторами выступают серьезные ученые и специалисты-практики. Использование таких источников украсит реферат.

Реферат по нефтегазовому делу можно дополнять чертежами.

Устройство лучше схематически изобразить, чем описывать словами. Хотя реферат не предполагает самостоятельного проектирования и проведения расчетов, для аргументации высказанных тезисов вполне уместно приводить чертежи, схемы и графики, скопированные из литературных источников или перерисованные самостоятельно.

Таким образом, в реферате по нефтегазовому делу уместно использовать как публикации по смежным дисциплинам, так и материалы узкоспециализированных отраслевых журналов, дополняя текст чертежами и иллюстрациями.

Наш проект является банком работ по всем школьным и студенческим предметам. Если вы не хотите тратить время на написание работ по ненужным предметам или ищете шаблон для своей работы — он есть у нас.

Как правило, электропривод состоит из электродвигателя , осуществляющего непосредственное преобразование электрической энергии в механическую, механической части , передающей энергию от двигателя к рабочему органу, включающий рабочий орган и устройства управления двигателем , осуществляющего регулирование потока энергии от первичного источника к двигателю. В качестве устройства управления может быть использован как простейший выключатель или контактор, так и регулируемый преобразователь напряжения. В совокупности перечисленные устройства образуют энергетический канал привода. Для обеспечения заданных параметров движения привода предназначен информационно-управляющий канал , в состав которого входят информационные и управляющие устройства, обеспечивающие получение информации о заданных параметрах движения и выходных координатах и реализующие определенные алгоритмы управления. К ним относятся, в частности, различные датчики (угла, скорости, тока, напряжения и др.), цифровые, импульсные и аналоговые регуляторы.

В настоящее время электроприводы совершенствуются в плане увеличения их надежности, долговечности, производительности, экономичности, высокоэффективной работы, уменьшения массогабаритных и удельных свойств. На каждом из этапов усовершенствования техники получение необходимых результатов сопровождается развитием теоретического аспекта вопроса.

По разным параметрам различают различные типы электроприводов:

По типу движения: поступательного, вращательного реверсивного и однонаправленного движения, а кроме этого возвратно-поступательного.
По типу механического передаточного аппарата: безредукторный и редукторный.
По методу передачи энергии механического типа : взаимосвязанные, индивидуальные и групповые.
По методу регулирования скорости, а также положения исполняющего органа: следящий, позиционный, регулируемый и нерегулируемый в плане скорости, адаптивный, программно-управляемый.
По типу электрического преобразовательного агрегата:

Исполнительный механизм с электроприводом это устройство, которое предназначено для смещения рабочей детали, соответственно с сигналами, которые поступают от управляющего агрегата.

В качестве рабочих деталей могут выступать клапаны, шиберы, задвижки, дроссельные заслонки, направляющие аппараты любого рода, которые могут осуществлять изменения в количестве поступающего на объект управления рабочего вещества или энергии.

Рабочие органы возможно перемещать и вращательно, и поступательно, в границах некоторого количества оборотов либо одного. При их участии выполняется прямое воздействие на субъект, которым управляет. В большей части случаев исполнительный механизм с электроприводом включает в себя: редуктор, сам электропривод, датчик показателя положения конечных выключателей, узел обратной связи.

Классификация электроприводов обычно производится по виду движения и управляемости, роду электрического и механического передаточных устройств, способу передачи механической энергии исполнительным органам.

Различаются электроприводы вращательного и поступательного однонаправленного и реверсивного движения, а также электроприводы возвратно-поступательного движения.

По принципу регулирования скорости и положения исполнительного органа электропривод может быть:
Нерегулируемый и р егулируемый по скорости;
Следящий (с помощью электропривода воспроизводится перемещение исполнительного органа в соответствии с произвольно изменяющимся задающим сигналом);
Программно-управляемый (электропривод обеспечивает перемещение исполнительного органа в соответствии с заданной программой);
Адаптивный (электропривод автоматически обеспечивает оптимальный режим движения исполнительного органа при изменении условий его работы);
Позиционный (электропривод обеспечивает регулирование положения исполнительного органа рабочей машины).

По роду механического передаточного устройства различают:

Редукторный электропривод, содержащий один из видов механического передаточного устройства, и безредукторный , в котором электродвигатель непосредственно соединен с исполнительным органом.

По роду электрического преобразовательного устройства различают:
Вентильный электропривод , преобразовательным устройством в котором является тиристорный или транзисторный преобразователь электроэнергии;
Система управляемый выпрямитель-двигатель (УВ-Д) вентильный электропривод постоянного тока, преобразовательным устройством которого является регулируемый выпрямитель напряжения;
Система преобразователь частоты двигатель (ПЧ-Д) вентильный электропривод переменного тока, преобразовательным устройством которого является регулируемый преобразователь частоты ;
Система генератор-двигатель (Г-Д) и магнитный усилитель-двигатель (МУ-Д) регулируемый электропривод, преобразовательным устройством которого является соответственно электромашинный преобразовательный агрегат или магнитный усилитель .

По способу передачи механической энергии исполнительному органу электроприводы делятся на групповые, индивидуальные и взаимосвязанные.

Групповой электропривод характеризуется тем, что от одного двигателя приводится в движение через трансмиссию несколько исполнительных органов одной или нескольких рабочих машин.

Кинематическая цепь в таком приводе сложна и громоздка, а сам электропривод является неэкономичным, усложняется его эксплуатация и автоматизация технологических процессов. Вследствие этого трансмиссионный электропривод в настоящее время почти не применяется, он уступил место индивидуальному и взаимосвязанному.

Индивидуальный электропривод характеризуется тем, что каждый исполнительный орган рабочей машины приводится в движение своим отдельным двигателем. Этот вид привода в настоящее время является основным, так как при индивидуальном электроприводе упрощается кинематическая передача (в некоторых случаях она полностью исключена) от двигателя к исполнительному органу, легко осуществляется автоматизация технологического процесса, улучшаются условия обслуживания рабочей машины.

Индивидуальный электропривод широко применяется в различных современных машинах, например: в сложных металлорежущих станках, прокатных станах металлургического производства, подъемно-транспортных машинах, роботах-манипуляторах и т.п.

Взаимосвязанный электропривод содержит два или несколько электрически или механически связанных между собой индивидуальных электроприводов, при работе которых поддерживается заданное соотношение или равенство скоростей, или нагрузок, или положение исполнительных органов рабочих машин.

Необходимость в таком приводе возникает по конструктивным или технологическим соображениям. Примером многодвигательного взаимосвязанного электропривода с механическим валом может служить привод длинного ленточного или цепного конвейера, привод платформы механизма поворота мощного экскаватора, привод общей шестерни мощного винтового пресса.

В том случае, когда во взаимосвязанном электроприводе возникает необходимость постоянства соотношения скоростей рабочих органов, не имеющих механических связей, или когда осуществление механических связей затруднено, используется специальная схема электрической связи двух или нескольких электродвигателей, называемая схемой электрического вала .

Примером такого привода может служить привод сложного металлообрабатывающего станка, электропривод шлюзов и разводных мостов и т.д. Взаимосвязанный электропривод широко применяется в бумагоделательных машинах, текстильных агрегатах, прокатных станах металлургического производства и т.д.

По уровню автоматизации электроприводы можно разделить:

На неавтоматизированные, автоматизированные и автоматические . Два последних типа электроприводов находят применение в подавляющем большинстве случаев

Технические требования к электроприводу

Как к любому техническому объекту, к электроприводу предъявляются разнообразные технические требования . Рассмотрим общие, наиболее характерные из них.

Требования по надежности , в соответствии с которыми электропривод должен выполнять заданные функции в определенных условиях, в течение определенного промежутка времени и с заданной вероятностью безотказной работы. Если эти требования не выполняются или не подтверждаются, то все остальные его качества могут оказаться бесполезными. Требования по надежности могут существенно отличаться в зависимости от назначения привода. Например, от электропривода рулевой машины боевой ракеты не требуется большого ресурса работы, однако вероятность отказа в течение этого небольшого промежутка времени должна быть очень низкой. Наоборот, время работы электропривода компрессора бытового холодильника должно быть достаточно продолжительным, а его отказ не связан с катастрофическими последствиями, и требования по вероятности безотказной работы не такие жесткие.

Точность или отличие каких-либо показателей движения от заданных, которое не должно превышать некоторых допустимых значений. Электропривод должен поддерживать на заданном уровне ускорение, скорость, угол или момент рабочего органа, обеспечивать перемещение рабочего органа на заданный угол и за заданное время и т.д. Например, электропривод звукозаписывающего или воспроизводящего устройства высокого класса должен обеспечить стабильность скорости вращения не хуже десятых или даже сотых долей процента.

Быстродействие , т.е. способность электропривода достаточно быстро реагировать на различные управляющие и возмущающие воздействия. Этот показатель тесно связан с показателем точности. Например, в следящем электроприводе при быстром и частом изменении управляющих сигналов, чем выше быстродействие привода, тем меньше будет ошибка воспроизведения заданного движения.

Качество переходных процессов, под которым, как и в теории автоматического управления, понимается обеспечение определенных закономерностей их протекания. Требования к качеству чаще всего формулируются, исходя из особенностей функционирования машин или рабочих органов, в которых устанавливается электропривод. Например, в приводах манипуляторов иногда недопустимо перерегулирование, так как оно может привести к выходу из строя технологического оборудования, иногда регламентируется время переходного процесса и т.д.

Энергетическая эффективность . Поскольку любой процесс передачи и преобразования электрической энергии связан с ее потерями, важно знать, какова доля этих потерь. Особенно это важно при использовании электропривода в подвижных объектах, переносной аппаратуре или электроприводах большой мощности и длительным режимом работы. Энергетическая эффективность оценивается к.п.д. отношением полезно истраченной энергии к ее полному расходу в данном процессе. В любом случае необходимо стремиться к максимальному к.п.д. привода.

Совместимость электропривода с аппаратурой технического комплекса, в котором он используется, с системой электроснабжения, информационной системой и, наконец, с самим рабочим органом и прибором, в котором он установлен. Особенно остро вопросы совместимости стоят для электроприводов бытовой и медицинской техники, ортопедических устройств, радиотехнических приборов и систем.

В настоящее время электропривод - это важная, бурно развивающаяся область науки и техники, занимающая ведущее место в электрификации и автоматизации промышленности и быта, вправление его развития определяется расширением областей применения и повышением требований к электротехническим системам и комплексам.

Совершенствование электроприводов в настоящее время осуществляется в направлении повышения их производительности, надежности, экономичности, точности работы, снижения удельных и массогабаритных показателей отдельных устройств и электромеханических систем в целом. На всех этапах совершенствования электротехники достижение электроприводом требуемых показателей сопровождалось развитием его теоретических основ.

ГОСТ

Основные элементы электрических цепей нефтегазового предприятия и их назначение

Электрическая цепь – это совокупность устройств, которые выполняют функции передачи, распределения, производства электрической энергии, а также ее преобразования в световую, тепловую, механическую энергии и т. п.

В состав электрической сети нефтегазового предприятия входят следующие элементы:

Источники электрической энергии. Данные устройства предназначены для преобразования энергии различного вида в электрическую. Например, при помощи электрических генераторов на нефтегазовых предприятиях превращают механическую энергию в электрическую. посредством подвода первой к валу генератора от первичного двигателя (газовая турбина, гидравлическая турбина, дизельный двигатель и т.п.). В аккумуляторах происходит процесс преобразования химической энергии в электрическую, благодаря разряду. А с помощью солнечных батарей в электрическую энергию превращается энергия солнца.
Потребители электрической энергии. Данные устройства осуществляют процесс преобразования электрической энергии в какой-либо другой вид. К такому оборудованию относятся все виды электрических двигателей. Они преобразуют электрическую энергию преимущественно в механическую, иногда в тепловую. А сварочные агрегаты и прочие инструменты преобразуют электрическую энергию в тепловую и частично в световую. Но основными потребителями электрической энергии на нефтегазовых предприятиях являются синхронные и асинхронные двигатели, сварочные инструменты, средства освещения, устройства нагревания.
Проводники электрического тока. В качестве проводников электрической энергии на нефтегазовых предприятиях в основном используются медные и алюминиевые провода различных сечений и диаметров проводящих жил, а также силовые кабеля. Обычно на нефтяных и газовых предприятиях используются проводники без изоляции.
Коммуникационная аппаратура. Данное оборудование на предприятиях используется для отключения и включения электрических цепей. Геометрические параметры и технологические характеристики такой аппаратуры в основном зависят от рода тока (постоянный, трехфазны, однофазный), а также от показателя-напряжения установки, где она используется.
Защитные аппараты. Данное оборудование используется для косвенного и прямого контроля параметров электрических цепей. К нему относятся реле различного вида, предохранители, автоматические выключатели, контакторы и т.п.
Электроизмерительная аппаратура. Данное оборудование применяется для визуального контроля и наблюдения параметров электрических цепей и их составных частей.

Требования к электроприводу объектов нефтегазового предприятия

Электропривод – это электромеханическая система, которая используется для преобразования электрической энергии в механическую и обратно, а также для управления процессом преобразования.

К электроприводу, используемому на нефтегазовых предприятиях, предъявляются следующие требования:

Число отказов электропривода должно быть сведено к минимуму.
Время, затрачиваемое на подъем бурильных труб должно быть минимально.
Процесс пуска электропривода буровой лебедки должен сопровождаться ограничением величины пусковых токов.
Электропривод должен обеспечивать многоступенчатое регулирования частоты вращения двигателя.
При работе электродвигателя должно сохраняться высокое значение коэффициента полезного действия, а также коэффициента мощности.
Параметры работы насосов, используемых в бурении, не должны быть ниже номинальных значений.
Электропривод бурового насоса должен быть регулируемым
Электропривод буровых электродвигателей должен обеспечивать беспрерывный режим его работы.
Пусковые токи при работе электропривода бурового оборудования должны быть ограничены.
Кратность минимального момента электродвигателя при роторном бурении скважин должна находится в пределах от 1,8 до 2.
Двигатель электробура в обязательном порядке должен обладать жесткой механической характеристикой.
Отношение максимального момента электробура к максимальному не должно выходить за пределы 2 – 2,5.
Вал электродвигателя штангового насоса должен иметь возможность ступенчатого регулирования за счет изменения диаметра шкива на его валу.
Электродвигатель, насос, компенсатор и протектор должны быть соединены между собой при помощи болтовых шпилек.
Для питания установок электроцентробежных насосов должны использоваться специальные трансформаторные подстанции.

Электрооборудование, которое используется на нефтегазовых предприятиях играет важную роль практически во всех его технологических процессах, ввиду чего необходимо ответственно подходить к его комплексному подбору.

1 УДК Перспективы использования регулируемого электропривода в нефтегазовой промышленности англ. название статьи Е.С. Шаньгин, д.т.н., проф. Тел. 8 (347) /ООО "НПО "Уфанефтегазмаш", г. Уфа, Башкортостан/ Рассматривается тенденция развития электроприводов, повышения их управляемости, уменьшения потерь электроэнергии в энергоемких процессах нефтегазовой отрасли. Ключевые слова: управление скоростью вращения, перераспределение угловых скоростей между ротором и статором, совместное вращение ротора и статора, управляемый привод, диапазон изменения скорости. Key words: Введение В последние годы во всех отраслях промышленности большое внимание уделяется внедрению энергосберегающих технологий, так как рациональное использование электроэнергии и ее сохранение непосредственно связаны с повышением эффективности производства. Можно выделить следующие общие тенденции, имеющие устойчивый характер [1]: 1. Постоянно расширяющееся применение регулируемых электроприводов в промышленном оборудовании, транспорте, авиакосмической технике, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отрасли с целью достижения новых качественных результатов в технологии.. Замена нерегулируемых электроприводов регулируемыми в энергоемком нефтяном оборудовании, таком как насосы, компрессоры, [НГН] 6/013 44

2 вентиляторы и др., с целью энергосбережения. С начала 80-х годов прошлого века наблюдается рост применения регулируемых электроприводов переменного тока (10-0 % в год). Экономия энергии при установке регулируемого электропривода взамен нерегулируемого составляет: для насосов 5 %, для компрессоров %, для воздуходувок и вентиляторов 30 %, для центрифуг 50 % [3]. При замене в таких механизмах нерегулируемых электроприводов регулируемыми капиталовложения окупаются за 6-4 месяца. Современная приводная техника ориентирована преимущественно на один принцип управления угловой скоростью вращения асинхронного электродвигателя частотное регулирование в различных модификациях: частотно-регулируемый асинхронный электропривод на основе тиристорного преобразователя частоты на запираемых тиристорах с автономным инвертором напряжения (или тока); частотно-регулируемый асинхронный электропривод на основе тиристорных преобразователей частот с естественной коммутацией; вентильный синхронный привод с электромагнитным возбуждением; синхронные и асинхронные электроприводы на базе непосредственного преобразования частоты (НПЧ). Достаточно сложной проблемой в рамках разработки и производства современных управляемых электроприводов является выпуск продукции в соответствии с нормами стандартов ISO 9000, особенно в области элементной базы (силовая электроника), например запираемых тиристоров на напряжение выше 500 В и ток более 100 А, силовых МОП-приборов. Следует отметить невысокую конкурентоспособность на мировом рынке серийно производимых в нашей стране регулируемых электроприводов и их компонентов. Стоимость отечественных приводов приближается к мировому уровню, а их потребительские свойства уступают зарубежным аналогам. Причины такого положения связаны с тем, что новые разработки в этой области определяются в основном опытом инофирм, уже использующих те или иные апробированные технические решения и технологии. Это определяет изначально заложенный элемент отставания создаваемых отечественных образцов от их зарубежных аналогов. Для того чтобы определить направление развития разработки и промышленного выпуска конкурентоспособных типов управляемых электроприводов, необходимо обратиться к основным этапам развития методов управления приводами. Методы управления электроприводами Электрический привод был создан в ХIХ веке и прошел большой путь от первого электропривода катера, созданного в 1838 г. академиком Б.С. Якоби, до современного автоматизированного электропривода, приводящего в движение бесчисленное множество рабочих машин и механизмов в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве, в бытовой технике и автоматически управляющего технологическими процессами. В течение полувека развивался электропривод постоянного тока, обладающий хорошей управляемостью, но невысокой надежностью, связанной с наличием коллектора. Поворотным моментом в развитии электропривода стал созданный в 1889 г. М.О. Доливо-Добровольским синхронный трехфазный электродвигатель переменного тока. Он обладал высокими эксплуатационными свойствами, простотой конструкции и надежностью. В настоящее время более 60 % всех используемых в мире электроприводов создано на базе асинхронного электродвигателя. Однако он перестал удовлетворять современным требованиям, предъявляемым к электроприводам автоматизированных технологических установок в части управления угловой скоростью вращения. Попытки решить этот вопрос привели к появлению в 1943 г. частотного управления асинхронным электродвигателем разработки московских ученых под руководством чл.-корр. АН СССР Д.В. Завалишина. Это направление получило в дальнейшем широкое распространение и, по сути, в настоящее время является единственным применяемым на практике способом управления асинхронным двигателем. Таким образом, на сегодняшний день методы управления всеми видами электроприводов базируются на одном принципе изменении количества подводимой к двигателю энергии. Для различных типов электродвигателей этот принцип реализуется по-разному. Электродвигатели постоянного тока управляются изменением тока в обмотке возбуждения (реостатное регулирование), изменением напряжения на якоре, коммутацией обмоток статора (параллельное или последовательное включение секций обмотки статора). Асинхронные двигатели переменного тока управляются изменением частоты синусоидального тока (в небольшом диапазоне) либо частотно-импульсным (ЧИМ) или широтно-импульсным (ШИМ) модулированием импульсного тока. Попытки управлять асинхронными двигателями путем изменения тока в обмотке статора показали неэффективность этого способа из-за снижения коэффициента мощности и к.п.д. двигателя. Переключение пар полюсов дает лишь ступенчатое изменение скорости вращения в небольшом диапазоне. Основным недостатком управления путем изменения количества подводимой энергии является снижение эффективности использования двигателя на пониженных скоростях. Электродвигатель как прибор для преобразования электри- 6/013 [НГН] 45

4 мер на раме, рис. 1), отсутствует реактивный вращающий момент. Реактивный момент, создаваемый каждой из вращающихся частей (ротор создает реактивный момент на статоре, а статор на роторе), используется для создания необходимого момента при заданных угловых скоростях. 4. При равенстве маховых моментов ротора и статора, вращающихся в противоположные стороны, кориолисовы силы, действующие на каждую из вращающихся частей, взаимно уравновешиваются. Это свойство может оказать существенное влияние на точность работы гироскопических систем путем уменьшения области прецессий и тем самым повысить устойчивость гироскопа. 5. Подбором вида и характеристик системы синхронизации в биротативном приводе может быть обеспечена необходимая нагрузочная механическая характеристика независимо от типа используемого двигателя. Это обеспечивается тем, что на двигателе поддерживается номинальное значение его мощности при всех значениях угловых скоростей выходного вала. Указанные свойства приводов биротативного типа позволяют решать достаточно сложные технические задачи более простыми методами по сравнению с применяемыми в традиционных приводах, например обеспечить широкий диапазон изменения скорости без применения дорогостоящих систем силового электронного управления, сохранив при этом неизменный уровень мощности во всем диапазоне регулирования. Для управления биротативным приводом разработан ряд методов, позволяющих обеспечить приводу требуемую нагрузочную характеристику. Эти методы можно объединить в три группы: 1) метод нагружения ротора при соединении статора с нагрузкой (управление торможением); ) метод соединения ротора и статора системой синхронизации Рис.. Регулирование скорости биротативного двигателя торможением ротора (перераспределение угловых скоростей между ротором и статором с общей нагрузкой); 3) биротативный каскад (перераспределение магнитного поля статора между двумя роторами). Схема тормозного регулирования механической характеристики биротативного двигателя показана на рис.. На рис., б представлены механическая естественная характеристика асинхронного двигателя и полученная путем нагружения ротора тормозным устройством характеристика привода. При включении электропитания ротор двигателя Д, находящийся в ненагруженном состоянии, начинает вращаться и через вал 1 и редуктор Р вращение передается на центробежный регулятор ЦР. При достижении ротором двигателя расчетной скорости центробежный регулятор ЦР прижимает тормозной диск 4 к поверхности 3, создавая тем самым необходимый тормозной момент при расчетной скорости вращения ротора. Изменением первоначальной величины расстояния Δ между тормозным диском 4 и поверхностью 3 можно в достаточно широких пределах регулировать скорость двигателя Д. При этих изменениях скорости нагрузочный момент может оставаться неизменным и равным M н (точка на естественной характеристике двигателя Д, рис., б). Рассматривая механическую характеристику привода (см. рис., б), нетрудно видеть, что пусковой момент привода превышает номинальный момент двигателя Д. Это стало возможным вследствие того, что ротор двигателя разгоняется до рабочей скорости практически без нагрузки, а после достижения критической скорости естественной характеристики перегрузочная способность двигателя позволяет кратковременно вдвое увеличить момент. Так как максимальный момент привода необходим лишь при пуске инерционной рабочей машины, а остальное время двигатель работает в недогруженном режиме, упомянутые свойства биротативного привода позволяют снизить установленную номинальную мощность двигателя на % и получить оптимальную загрузку двигателя в течение всего рабочего времени. Регулирование скорости с использованием вариатора Кинематическая схема и механические характеристики привода представлены на рис. 3. Биротативный двигатель Д через редукторы Р 1 и Р соединяется с фрикционным вариатором, содержащим диски 1 и и замыкающий ролик 3 (рис. 3, а). Перемещая ролик на расстояние L, можно изменить передаточное отношение ва- 6/013 [НГН] 47

6 определяет зону взаимодействия между статором и двумя роторами, один из которых взаимодействует со статором в режиме генератора (при скольжении S от 0 до -1), второй в режиме двигателя (при S от 0 до +1). При таком взаимодействии момент на статоре двигателя БД является суммой взаимодействия двух роторов и статора: М ст = М дв (-М ген ) = М дв + М ген = β(l дв + l ген ). (8) Следовательно, каскад допускает возрастание момента нагрузки на его обратно пропорционально скорости. При этом очевидно, что мощность, развиваемая каскадом, остается постоянной, поэтому электромеханические компаундные асинхронные каскады относятся к приводам постоянной мощности. Сравнительные характеристики приводов различных типов приведены в таблице. Выводы 1. Несмотря на значительные успехи в совершенствовании процессов электронного управления частотно-управляемых приводов на основе асинхронных двигателей, современные требования энерго- и ресурсосбережения не могут быть удовлетворены путем дальнейшего развития этого направления. Как система управления частотное регулирование удовлетворяет довольно узкий диапазон требований, предъявляемых к современным электроприводам, а именно позволяет управлять скоростью вращения. Это направление исчерпало ресурс развития, совершенствуются только средства силового управления.. Для оснащения современных технологических систем экономичным электроприводом, управляемым по скорости в широком диапазоне с постоянной мощностью, новый принцип управления (биротативный) можно считать перспективным в связи с экономичностью, простотой конструкции, невысокой стоимостью, обусловленной отсутствием силовой электроники, и надежностью. 3. Биротативный привод обладает универсальностью, позволяющей использовать его в различных технологических системах (транспорт, металлообрабатывающее производство, нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность и т.п.). Привод этого типа легко встраивается в автоматизированные системы управления различного уровня, включая программное управление с помощью ЭВМ. Сравнительная характеристика электроприводов п/п Тип привода, основные параметры Асинхронный электродвигатель, не регулируемый по скорости Асинхронный многоскоростной со ступенчатым переключением скорости Частотно-регулируемый с ЧИМ и ШИМ модуляцией Биротативный, разомкнутый, с регулированием торможением Биротативный, замкнутый, с регулированием вариатором Диапазон регулирования скорости ω max /ω min Вид регулирования С пост. моментом С пост. моментом С пост. моментом С пост. мощностью КПД cos ϕ 0,65/0,38 0,68/0,4 0,47/ 0,81/0,83 0,88/0,90 Масса привода с пускорегулирующей аппаратурой (при Р=10 квт) Коэффициент скольжения, % Относительная стоимость (Р=10 квт) 1,0 1,8 7,0 3,5 5, Литература 1. Новиков В.А., Рассудов Л.Н. Тенденция развития электроприводов, систем автоматизации промышленных установок и технологических комплексов // Электротехника С Состояние и перспективы развития регулируемых приводов / М.Г. Юньков, Д.Б. Изосимов, В.В. Москаленко и др. // Электротехника С Дацковский Л.Х., Бирюков А.В., Вайтруб О.Ш. и др. Современный электропривод: состояние, проблемы, тенденции // Электротехника С ГОСТ Электроприводы. Термины и определения. 5. Шаньгин Е.С. Теория биротативного электропривода. Уфа: УТИС, с. 6/013 [НГН] 49

Читайте также: