Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 [ 116 ] 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155

в общем случае к одному источнику переменного по амплитуде и частоте напряжения, а обмотки ротора - к другому. В обгч-ной практике обмотки статора подключены к питающей сети стабильной частоты и лишь роторные обмотки к ТПЧ, с помощью которых становится возможным независимо регулировать активную мощность (частоту вращения и момент), а также реактивную мощность в обмотке статора АД и на входном фидере.

Основная сложность реализации МДП в том, что ток ротора АД имеет переменную частоту f0, пропорциональную скольжению S, а выходная частота ТПЧ для создания поля, способного взаимодействовать с полем ротора АД, должна изменяться в пределах от 0 до f0 Smax. Эта проблема решена созданием асинхронно-вентильных каскадов (АВК). Для насосов, требующих регулирования подачи в пределах ±40 %, во многих случаях оказывается экономически целесообразным применение дешевых и компактных каскадных схем, в которых преобразуется только энергия скольжения, подводимая к обмоткам ротора. С энергетической точки МДП и АДК примерно аналогичны и имеют высокий КПД. Эти обстоятельства определили широкое применение АВК и машин двойного питания (МДП) за рубежом и в СССР для питательных насосов. Эти электроприводы отличает высокий уровень надежности с учетом возможности перехода при необходимости в нерегулируемый режим. Недостатком, обусловленным стремлением максимально уменьшить мощность и стоимость ТПЧ, является необходимость специальных мероприятий для обеспечения пуска и самозапуска.

В последнее время в области МДП ведутся работы с целью снижения влияния ТПЧ на сеть; повышения работоспособности регулируемого привода при колебаниях напряжения сети; расширения диапазона регулирования частоты вращения, устойчивости; улучшения технико-экономических показателей.

Производство АВК освоено практически всеми ведущими фирмами Европы, США, Японии. Основное их применение -насосы на тепловых электростанциях, в химической промышленности, водоснабжении. Стоимость этих приводов относительно невысокая, они мало влияют на сеть, есть возможность при аварии перейти в нерегулируемый режим.

Для повышения энергетической эффективности и уменьшения влияния на сеть фирмы Siemens (Германия), Brown Boveri Co, ВВС (Швейцария), Fuji (Япония) предпочитают применять для мощных насосов и вентиляторов двенадцатипульсные схемы ТПЧ.

Для уменьшения влияния на сеть может быть использована схема АВК, в которой инвертор подключен к вспомогательному синхронному генератору, соединенному с валом основного АД. Фирма Fuji ввела в эксплуатацию такие приводы мощностью 1450 и 1900 кВт. Эта схема может использоваться для привода мощных насосных систем.

При диапазоне регулирования частоты вращения до 1:2 обеспечивается точность поддержания частоты вращения ±(1-2) %.

Фирма Mitsubishi (Япония) выпускает регулируемый электропривод по схеме АВК, обладающий высоким КПД, компактностью, плавным пуском, простотой обслуживания, надежностью, точностью поддержания заданного значения частоты вращения в пределах ±1 % при диапазоне регулирования

до 1 : 1 0.

Электропривод по схеме машины двойного питания (МДП)

Данный тип электропривода в отличие от АВК имеет следующие достоинства, характерные для схемы МДП: возможность двухзонного регулирования и, как следствие этого, уменьшенную установленную мощность ТПЧ при том же диапазоне регулирования; возможность регулирования коэффициента мощности; отсутствие колебаний электромагнитного момента.

Основным недостатком каскадных электроприводов является наличие скользящего контактного узла у АД с фазным ротором, что снижает надежность его работы в реальных условиях эксплуатации.

Проблема может быть решена применением электропривода с использованием бесконтактной машины, принципиально представляющей собой каскадное соединение двух АД на одном валу.

В режиме МДП питание может осуществляться от сети напряжением 6 кВ или 10 кВ, а обмотка статора второй машины подключается к ТПЧ, обеспечивающему регулирование частоты, фазы и амплитуды тока. В качестве примера можно сказать, что основные параметры электродвигателя мощностью 1120 кВт (при 740 об/мин) составляют: напряжение - 6,3 кВ; КПД - 93,9 %; режим работы - продолжительный.

Отметим, что ВНИИЭлектромаш и ВНИИЭ в настоящее время разработаны и выпускаются регулируемые бесконтактные двигатели типа РБД по схеме МДП. Эти электроприводы

обеспечивают двухзонное регулирование частоты вращения и предназначены для механизмов с вентиляторной нагрузкой для работы во взрывоопасных средах.

Электроприводы на основе АД

с короткозамкнутым ротором

и тиристорных преобразователей частоты

в статорных цепях

Электроприводы насосов на основе АД с КЗ-ротором являются наиболее массовыми. Как следует из статистики в США из 64 % общей выработки электроэнергии 56 % потребляется нерегулируемыми электроприводами переменного тока, среди которых преобладают мощные АД с КЗ-ротором.

Они отличаются неприхотливостью, надежностью в эксплуатации и относительно невысокой стоимостью. В то же время АД с КЗ-ротором при питании от сети стандартной частоты работает с постоянной частотой вращения.

Включение ТПЧ в цепь статора позволяет реализовать в таком электроприводе ряд новых возможностей. Опыт показывает, что применение АД с КЗ-ротором в регулируемом приводе перспективно в тех случаях, когда его надежность и минимальные эксплуатационные расходы имеют решающее технико-экономическое значение.

Исследования, выполненные во ВНИИЭ, позволили разработать электроприводы серии ЭТВА и алгоритмы управления

Т а б л и ц а 13.1

Основные параметры электроприводов серии ЭТВА