Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Электропривод — буровой насос

Электропривод буровых насосов осуществляется от синхронных электродвигателей и асинхронных, с различными системами управления. [2]

Электропривод бурового насоса имеет два контура регулирования: контур ЭДС и контур тока, которые включают в себя регуляторы РЭ и РТ. Система регулирования воздействует на преобразователь 777 питания якоря двигателя. [4]

Система регулирования электропривода бурового насоса выполняет функции автоматического поддержания заданной скорости привода от нуля до номинальной при помощи регулятора ЭДС РЭ, а также ограничения максимального тока двигателя Поток возбуждения постоянный. Поскольку требования к поддержанию скорости не являются жесткими, допустимо использование связи по ЭДС вместо связи по скорости с целью упрощения схемы. [5]

Перспективным для электропривода буровых насосов является регулируемый электропривод по системе преобразователь частоты — асинхронный короткозамкнутый двигатель. [6]

В некоторых электроприводах буровых насосов регулирование скорости осуществляется ослаблением магнитного потока двигателя. В этом случае в цепь обмотки возбуждения двигателя LM включается устройство регулирования тока возбуждения. [8]

Аналогично изменился и электропривод буровых насосов . [9]

На рис. 3.9.3.13 показан электропривод бурового насоса УНБТ-950 . Привод выполнен от электродвигателя 1 постоянного тока мощностью 1000 кВт, п — 1000 об / мин. Они позволяют приблизить электропривод к буровому насосу при установке клиновых ремней и натянуть ремни при эксплуатации после их вытяжки. [11]

Структура электропривода ротора аналогична электроприводу бурового насоса и отличается наличием регулятора РМР, обеспечивающего автоматическое увеличение уровня ограничения тока с уменьшением напряжения и скорости двигателя. Уровень ограничения при нулевой скорости устанавливается напряжением смещения UCK, далее требуемая форма зависимости обеспечивается связью по напряжению на якоре. Тем самым достигается экскаваторная механическая характеристика привода. [12]

Назовите основные требования, предъявляемые к электроприводу бурового насоса . [13]

Применяющиеся в СССР и за рубежом системы электроприводов буровых насосов целесообразно классифицировать по изложенным требованиям и можно разделить на три основные группы. [14]

При бурении скважин на глубину до 5000 м для электроприводов буровых насосов применяются, как правило, синхронные и асинхронные двигатели, а более 5000 м — электродвигатели постоянного тока. [15]

1.2 Технологические требования, предъявляемые к электроприводу магистральных насосов НПС

Исходя из вышеописанной технологии работы НПС можно сформулировать следующие требования, предъявляемые к электроприводу насоса:

— обеспечить постоянство подачи;

— обеспечить необходимое регулирование скорости ;

— обеспечить пожаро- и взрывобезопасность электропривода;

— ограничить уровень давления на выходе насосного агрегата;

— в связи с большой мощностью приводных электродвигателей, необходимо ограничить пусковые токи двигателей, исключить глубокое понижение напряжения при их пуске;

— двигатель должен иметь возможность работы в продолжительном режиме.

Похожие главы из других работ:

2. Требования, предъявляемые к электроприводу, схеме управления и защиты

Грузоподъемные машины могут быть установлены не только в помещениях, но и на открытом воздухе. При работе в помещениях многие краны находятся непосредственно над линиями технологических механизмов в среде с повышенной температурой.

Общие требования, предъявляемые к деаэраторам

Емкость деаэраторных баков выбирается из расчета трехминутной работы питательных насосов после прекращения подачи воды в деаэратор. Уровень воды в деаэраторе должен быть определенным и контролироваться с помощью водомерного стекла.

1. Виды изоляций и требования предъявляемые к ним

1.4 Технические требования к электроприводу

Регулируемый электропривод шнекового питателя должен удовлетворять следующим техническим требованиям: 1. Электропривод нереверсивный. 2. Режим работы — продолжительный, нагрузка реактивная. 3.

5. Требования, предъявляемые кристаллам

Требования, предъявляемые к кристаллам, которые используются как активные лазерные среды, вытекают из условий работы этих кристаллов и особенностей технологии изготовления лазерных элементов. 1.

1.5 Требования предъявляемые к электроприводу дымососа

Использование частотно-регулируемых приводов позволяет решать задачу согласования режимных параметров и энергопотребления тягодутьевых механизмов с изменяющимся характером нагрузки котлов.

3.1 Требования, предъявляемые к аппаратуре

Для решения поставленных задач методом ВП применяется специальная аппаратура. Блок — схема стандартной установки для работы данным методом приведена на рисунке 7.

1.2 Требования к электроприводу

Электропривод промышленного робота манипулятора. Масса груза: mгр = 12 кг Масса степени подвижности: Mсп = 3 кг Угловая скорость: щ = 600 ?/с Угловое перемещение: Smax = 720 ? Эксцентриситет относительно оси привода Lцм = 0.

1.1 Технические требования к электроприводу

В соответствии с техническим заданием, определим требования, предъявляемые к проектируемому электроприводу: 1 Тип двигателя — асинхронный двигатель. 2 Мощность двигателя — 0,1 кВт. 3 Диапазон регулирования при статизме 10% D=100 4 Пуск — управляемый.

1. Требования, предъявляемые к электрооборудованию подстанций

Изоляция оборудования должна обладать достаточной электрической прочностью, чтобы противостоять наибольшему рабочему напряжению, а так же коммутационным и атмосферным перенапряжениям.

1.4 Требования, предъявляемые к электроприводу и качеству электрической энергии

Электропривод сталкивателя должен обладать: · Широким диапазоном регулирования скорости; · Ступенчатым регулированием скорости; · Возможность частых включений; · Возможностью частого реверса; · Работа в кратковременном режиме; Качество.

1.1.2 Основные требования, предъявляемые к ЭПУ

Для каждого номинального напряжения источников постоянного тока, как правило, предусматривают отдельные ЭПУ, состоящие из одной или двух групп аккумуляторных батарей выпрямительных устройств. Способ электропитания буферный.

2.4 Требования к автоматизированному электроприводу

Насосы являются механизмами с режимом длительной нагрузки с малым числом включений и большим количеством часов работы в году. Нагрузка на валу приводного двигателя спокойная, без перегрузок.

1.3 Технологические требования к электроприводу

Мостовой электрический кран является высокопроизводительным подъемно-транспортным средством, обладающим хорошими маневренными качествами, постоянной готовностью к работе и надежностью.

5.1 Требования, предъявляемые к выключателям

1) надежность в работе и безопасность для окружающих; 2) быстродействие — возможно малое время отключения; 3) удобство в обслуживании; 4) простота монтажа; 5) бесшумность работы; 6) сравнительно невысокая стоимость.

Требования к электроприводу насоса

Насосные, вентиляционные и компрессорные установки широко применяются на строительных площадках и предприятиях строительной индустрии.

В рассматриваемых установках небольшой мощности в основном применяются асинхронные трехфазные электродвигатели с короткозамкнутым или фазным ротором, работающим на напряжении 380/220 в, в защищенном или закрытом исполнении. При мощности электродвигателей свыше 150 обычно применяют высоковольтные двигатели, а при мощности свыше 200 кет иногда целесообразнее использовать синхронные двигатели.

В строительной практике обычно не требуется регулирования скорости насосов, вентиляторов или компрессоров. В случае необходимости такого регулирования используются асинхронные двигатели с фазным ротором и пускорегулировочным реостатом или асинхронные двигатели с дросселями насыщения.

Насосы и вентиляторы являются высокоскоростными механизмами, что позволяет в большинстве случаев осуществлять прямое соединение вала двигателя с валом механизма. Компрессоры, обычно поршневого типа, используемые в строительной практике, являются тихоходными механизмами, что приводит к необходимости применять ту или иную передачу со шкива двигателя на шкив механизма.

Насосные, вентиляторные и компрессорные установки относительно легко автоматизируются, что целесообразно предусматривать при проектировании новых и реконструкции действующих установок.

При разработке автоматизации данных установок следует учитывать автоматизацию работы механизмов, обеспечивающих основной технологический процесс, и автоматизацию вспомогательных механизмов. В первом случае имеются в виду процессы подачи воды, технологических растворов и воздуха определенных параметров в соответствии с графиком потребления. Эти параметры определяют время пуска, остановки и регулирования производительности основных механизмов. Во втором случае предполагается автоматизация работы различного рода задвижек, вспомогательных вентиляторов, двигателей встряхивания фильтров и др.

Автоматизация осуществляется в результате получения импульсов на изменение в рабочей схеме от соответствующих датчиков. В основном эти датчики при управлении насосами, вентиляторами и компрессорами реагируют на изменения неэлектрических величин, таких, как давление в водяных и воздушных магистралях температура, влажность или на прекращение протекания воды или газов. Соответствующие изменения отмечаются различной аппаратурой: измерительными приборами и реле, которые через промежуточную аппаратуру воздействуют на схему управления.

Требования к электроприводу насоса

Технологические требования, предъявляемые к электроприводу магистральных насосов НПС

Исходя из вышеописанной технологии работы НПС можно сформулировать следующие требования, предъявляемые к электроприводу насоса:

— обеспечить постоянство подачи;

— обеспечить необходимое регулирование скорости ;

— обеспечить пожаро- и взрывобезопасность электропривода;

— ограничить уровень давления на выходе насосного агрегата;

— в связи с большой мощностью приводных электродвигателей, необходимо ограничить пусковые токи двигателей, исключить глубокое понижение напряжения при их пуске;

— двигатель должен иметь возможность работы в продолжительном режиме.

Качественный выбор системы электропривода

Качественный выбор электродвигателя

Наиболее распространены магнитоэлектрические двигатели, которые по типу потребляемой энергии подразделяется на:

— двигатели постоянного тока;

Двигатель постоянного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется постоянным током. Данный вид двигателей имеет щеточно-коллекторный узел.

Щёточно-коллекторный узел обеспечивает электрическое соединение цепей вращающейся и неподвижной части машины и является наиболее ненадежным и сложным в обслуживании конструктивным элементом, а так же является менее взрывобезопасным, так как есть возможность искрения.

Синхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, ротор которого вращается синхронно с магнитным полем питающего напряжения. Данные двигатели обычно используются при больших мощностях (от сотен киловатт и выше).

Но с точки зрения бесперебойной передачи Синхронная машина устроена сложнее, чем асинхронная. Так же синхронный двигатель может выйти из синхронизма, если нагрузка превысит некоторое допустимое значение и двигатель остановится. А так как асинхронный пуск синхронных двигателей несколько сложнее пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, то данный тип двигателей нам не подходит.

Асинхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, в котором частота вращения ротора отличается от частоты вращающего магнитного поля, создаваемого питающим напряжением. Эти двигатели наиболее распространены в настоящее время. Преимущества асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором следующие: приблизительно постоянная скорость при разных нагрузках; возможность кратковременных механических перегрузок; простота конструкции; простота пуска и легкость его автоматизации.

Исходя из всего выше описанного для привода насосных агрегатов выбираем асинхронный электродвигатель.

Качественный выбор преобразователя энергии

Частотный преобразователь служит для плавного регулирования скорости асинхронного электродвигателя или синхронного двигателя за счет создания на выходе преобразователя электрического напряжения заданной частоты[4].

В настоящее время применяются преобразователи частоты трех типов:

— с непосредственной связью (НПЧ);

— с промежуточным звеном постоянного тока с автономным инвертором напряжения (ПЧИН);

— с промежуточным звеном постоянного тока с автономным инвертором тока (ПЧИТ).

Основным недостатком НПЧ является то, что при частоте напряжения сети 50 Гц максимальная частота его выходного напряжения составляет 25 Гц, а при дальнейшем её увеличении происходит ухудшение формы выходного напряжения. Это значит, что данный преобразователь частоты не подходит по техническим характеристикам.

Недостатком преобразователя частоты с автономным инвертором тока является то, что в при изменение нагрузки выходной сигнал остается постоянным, а номинальные параметры изменяют свои значения. В то время как преобразователи частоты с автономным инвертором напряжения при изменении нагрузки выходные параметры и сигналы системы устойчивы.

Исходя из всего выше описанного для регулирования частоты вращения электропривода выбираем преобразователь с автономным инвертором напряжения (ПЧИН).

Требования, предъявляемые к регулируемому электроприводу

Неавтоматическим регулированием скорости называют изменение скорости электродвигателя посредством специального устройства или приспособления, независимо от характера и величины нагрузки.

Установленная при регулировании скорость при условии отсутствии воздействия на регулирующее приспособление в дальнейшем будет изменяться по механической характеристике электропривода в соответствии с нагрузкой.

Регулируемым электроприводом называют такой электропривод, в котором скорость может изменяться или эпизодически, или непрерывно, независимо от нагрузки. В современной практике он встречается практически во всех устройствах, питающихся электрической энергией. Правильный выбор регулируемого электропривода позволяет обеспечить должное протекание технологического процесса рабочей машины, повысить качество изготовляемой продукции и в ряде случаев упростить кинематику рабочей машины.

При выборе типа регулируемого привода и его оценке важны следующие характеристики:

• Изменение скорости электропривода, обусловленной жесткостью его механической характеристики;
• Пределы регулирования или диапазон – отношение максимальной скорости вращения при номинальном токе к минимальной при тех же условиях;
• Количество ступеней скорости внутри диапазона регулирования, которое может изменяться от двух до очень большого числа;
• Экономичность системы как в отношении затрат энергии и эксплуатационных затрат, так и в отношении стоимости покупки;
• Соответствие характера изменения допустимого по условию нагрева момента электропривода при регулировании по закону изменения статического момента механизма в функции скорости;

Стремление современного машиностроения к упрощению кинематики производственных машин выражается в уменьшении количества различного рода передач (редуктора, шкивы и другое оборудование) в управлении системой электропривода. При таких условиях диапазон регулирования скорости сильно расширяется. Для примера, диапазон регулирования скорости главного движения для металлорежущих станков может составлять: для токарных 20 – 120, вертикально-сверлильных 2 – 12, фрезерных 20 – 30. Диапазон регулирования вспомогательных движений станков, в частности подач, может быть 5 – 200.

Бумагоделательная машина, изготавливающая высококачественные сорта бумаги, требует диапазон регулирования 10, а машины для производства специальных сортов бумаги все 20, а иногда и более.

Электроприводы станов горячей прокатки требуют диапазона регулирования от 3 до 10. Для станов холодной прокатки он может быть еще больше.

При регулировании, помимо обеспечения требуемого диапазона регулирования скорости, весьма существенным нюансом является и обеспечения соответствия закона изменения статического момента рабочей машины, и соблюдение допустимого нагрева электродвигателя.

Поясним это. Для обеспечения высокой производительности и качества поверхности изделий, обрабатываемых на металлорежущих станках, целесообразно поддерживать постоянными скорость и усилие резания, то есть V_р = const и F_р = const. При этом обработка должна вестись при постоянной мощности резания Р_р = V_р∙ F_р = const.

При обработке на токарном станке торцевых поверхностей (меняющийся диаметр) сохранение постоянства мощности резания при неизменном усилии и скорости резания требуют увеличения угловой скорости вращения изделия. Таким образом, при сохранении неизменной мощности резания статический момент нагрузки должен изменяться обратно пропорционально быстроте вращения рабочего органа станка – его шпинделя с изделием, то есть М_с = с/n.

При подъеме груза краном или при работе грузового подъемника момент на валу барабана подъемного механизма будет оставаться неизменным независимо от быстроты движения груза. Подобная категория механизмов относится к группе машин, работающих при М_с = const.

Генератор постоянного тока с неизменным независимым возбуждением при включении его на нагрузочное сопротивление постоянной величины создаст на валу приводного двигателя статический момент, пропорционален частоте вращения вала, то есть М_с = с∙n.

Центробежные механизмы: вентиляторы, эксгаустеры, компрессоры, насосы относятся к группе, для которых статический момент пропорционален квадрату скорости, то есть М_с = с∙n 2 . При больших скоростях зависимость момента от частоты вращения усиливается: в отдельных случаях зависимость может приобрести кубическую и даже четвертую степень.

Таким образом, по характеру зависимости статического момента и мощности от скорости вращения рабочие механизмы могут быть классифицированы следующим образом:

На фигуре ниже показаны различные зависимости статического момента от частоты вращения:

Рациональное использование электродвигателя рабочей машины, требующей регулирования частоты вращения, будет иметь место в том случае, когда эквивалентный момент электрической машины по нагреву при изменении рабочей скорости будет изменяться по тому же закону, как и статический момент. При отсутствии такого совпадения электродвигатель будет плохо использован в одной части диапазона изменения частоты вращения, и может оказаться перегруженным в другой.

Нужно отметить, что возможности электроприводов в отношении различных законов зависимости эквивалентного момента от частоты вращения значительно уже. Как правило, можно иметь только два вида зависимостей P = const и P = c∙n.

Рассмотрим это на примере двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.

При регулировании скорости электродвигателя путем введения в цепь якоря добавочного сопротивления магнитный поток машины останется неизменным, то есть Ф = const. Если условия охлаждения электрической машины остаются неизменными при любых оборотах вала (независимое охлаждение), двигатель по условиям нагрева на всем диапазоне регулирования может работать с номинальным током I_ном = const, при этом не перегреваясь сверхдопустимой температуры.

В таких условиях электродвигатель может работать при М = k_mI_номФ = const при постоянном предельно допустимом по нагреву моменте. Мощность, развиваемая электродвигателем, будет изменяться по линейному закону.

При регулировании скорости вращения путем изменения величины магнитного потока машины Ф = var и неизменности условий охлаждения эквивалентный ток электрической машины не должен превосходить номинальное значение, то есть I_Э ≤ I_ном = const. Поэтому при уменьшении магнитного потока Ф должен уменьшатся предельно допустимый по нагреву момент двигателя.

Пренебрегая падением напряжения в цепи якоря, допустим, что:

Выразив магнитный поток через приложенное напряжение и частоту вращения, получим, что момент двигателя равен:

Момент изменяется обратно пропорционально частоте вращения, а мощность, равная Р = М∙ω, будет оставаться постоянной.

В качестве иллюстрации результатов несоответствия характеристик двигателя и статического момента рабочего механизма рассмотрим несколько примеров, приведенных на рисунке ниже:

В первом случае имеем регулирование по закону М_э = с/n при неизменном статическом моменте. Как видно из фигуры а), в диапазоне от n₁ до n₂ эквивалентный момент электродвигателя будет больше статического, то есть будет использоваться не весь потенциал электрической машины, и будут иметь место первоначальные излишние затраты.

С другой стороны, применив закон регулирования М_э = const для механизма, работающего при Р_с = const (фигура б)), мы должны были бы выбрать момент электродвигателя по наибольшему его значению при малой скорости. Во всем диапазоне регулирования электродвигатель был бы плохо использован.

Применение для механизмов с квадратичной зависимостью статического момента М_с = с∙n 2 (рисунок в)) регулирования частоты вращения двигателя при Р = const или М_э = const оказывается невыгодным. В обоих случаях установленная мощность электрической машины будет плохо использована. Однако регулирование при М = const оказывается несколько более благоприятным.

Оценка экономической целесообразности выбираемой системы управления является совершенно обязательной. Естественно следует отдавать предпочтение системам управления частотой вращения, которые обладают максимально высоким коэффициентом полезного действия. Это сокращает расход энергии, следовательно, будет способствовать снижению эксплуатационных расходов. Однако повышение КПД желательно еще и с точки зрения уменьшения нагрева электрических машин и аппаратов системы управления. В случаях, когда процесс регулирования ограничивается весьма непродолжительным временем, например низкие заправочные или посадочные скорости, могут быть использованы малоэкономичные с точки зрения расхода энергии способы управления, но не требующие больших первичных затрат.

Для сокращения эксплуатационных расходов и первоначальных затрат необходимо при одинаковых технических качествах систем управления предпочитать более простые и по возможности с минимальным количеством вращающихся машин. Более желательными являются всякого рода статические регулирующие устройства.

Требования к электроприводу насоса

, кВт (25.14)

По расчетной мощности выбирают электродвигатель из условия , где:К_з=1,15 – коэффициент запаса.

Пусковые моменты центробежных насосов и вентиляторов, как правило, составляют 30. 35% от номинального, поэтому проверки достаточности пускового момента не требуется.

Для привода вентиляторов, имеющих очень большие моменты инерции рабочего колеса, необходима проверка на нагрев ротора асинхронного или синхронного двигателя при пуске.

Порядок проверки был рассмотрен в §4.5.

25.2.3. Способы регулирования производительности турбомеханизмов и выбор типа электропривода

Турбомеханизмы являются наиболее многочисленным классом рабочих машин, получивших широкое применение во всех отраслях промышленности, энергетике, коммунальном хозяйстве и других областях. Часть механизмов не требует по технологическим условиям регулирования производительности, ачать тредует. Наиболее распространенным типом приводного двигателя при мощности турбомеханизма до 320кВт являются асинхронные короткозамкнутые двигатели. При более высоких мощностях в качестве нерегулируемых приводных электродвигателей применяются синхронные и асинхронные короткозамкнутые двигатели.

Регулирование производительности турбомеханизмов возможно рядом способов:

Дросселированием в напорной магистрали.

Рециркуляцией (перепуском части потока с нагнетания на всасывание).

Изменением скорости вращения рабочего колеса.

Поворотом направляющих лопаток на входе рабочего колеса.

Изменением числа работающих агрегатов.

Проведем сравнительный анализ этих способов регулирования. Сравнительные характеристики первых трех способов регулирования приведены на рис.25.7, на котором представлена исходная Q—H-характеристика 1 с расходом Q_н и давлением Н_н и характеристика магистрали 2

Рис.25.7. Сравнительные характеристики способов регулирования подачи

. Если нужно получить расходQ_в при регулировании дросселированием час-тично закрывается задвижка, тем самым изменяется характеристика магистрали (кривая 3). При этом полезная мощность определится площадью четырехугольника

Рис.25.7. Сравнительные характеристики способов регулирования подачи

, а мощность, развиваемая насосом, будет равна площадии составит. Потери мощности при регулировании составляюти им будет соответствовать площадьН_АвН_вВА. При регулировании подачи рециркуляцией часть жидкости подается на вход насоса, тем самым, изменяя характеристику магистрали для насоса (кривая 4). Развиваемая насосом мощность определится по формуле: , а потери. Потерям энергии будет соответствовать площадьQ_вАДQ_нв.

При регулировании подачи изменением скорости вращения полезная мощность равняется мощности, развиваемой насосом – площадь ОН_АвАQ_в. Отсюда следует, что самым неэкономичным способом является способ регулирования рециркуляцией, почти такие же потери будут при регулировании дросселированием. Наиболее экономичным способом является изменение расхода посредством регулирования скорости вращения. Необходимо отметить, что при регулировании подачи изменением скорости, в отличие от других способов кпд насоса (вентилятора) практически не изменяется.

Регулирование подачи изменением положения направляющих лопаток немного экономичнее, чем дросселированием, но имеет большие потери, чем при регулировании изменением скорости вращения.

Регулирование расхода изменением числа работающих агрегатов рассмотрим на примере двухнасосной станции (рис.25.8).

П

Рис.25.8. Схема (а) и Q-Н-характеристика (б) при параллельной работе насосов

ри параллельной работе насосовН₁ и Н₂ их совместная подача определяется суммар-ной Q—H-характеристикой и характеристикой магистрали (кривые 1 и 2 на рис.25.8). Предположим, что каждый из насосов работает в номи-нальном режиме с Q_н и Н_н, так что суммарная произ-водительность насосов соста-вляет 2Q_н. При отключении одного из насосов режим оставшегося в работе насоса изменяется в соответствии с его Q—H-характеристикой 3 (от точки «а» до точки Р или Р ’ ). При этом его подача, определяемая точкой пересечения характеристики одного насоса с характеристикой гидравлической сети, уменьшится от Q_н до Q_р. Таким образом, при отключении одного насоса подача снижается менее чем в 2 раза. Чем меньше статический напор Н_ст, тем в меньшей степени снижается подача, тем менее эффективен данный способ регулирования. Следует обратить внимание на то, что оставшийся в работе двигатель оказывается перегруженным по сравнению с его номинальным режимом при совместной работе. Мощность на валу двигателя возрастает в отношении . Поэтому при использовании данного способа регулирования необходимо предусматривать определенный запас по мощности двигателей. Достоинством данного способа является экономичность, поскольку отсутствуют дополнительные потери при регулировании подачи, а недостатком – невозможность плавного регулирования подачи.

Если не требуется регулирование скорости вращения для насосов и вентиляторов при мощности до 250кВт обычно используются асинхронные короткозамкнутые двигатели; при мощности свыше 250кВт применяют как асинхронные, так и синхронные двигатели.

В качестве регулируемого электропривода для турбомеханизмов используются:

частотно регулируемый асинхронный привод (ПЧ-АД) – для механизмов мощностью до 1000кВт ограничение верхнего предела мощности связано с желанием использовать преобразователь частоты на напряжение не выше 1000В;

вентильный двигатель на базе высоковольтной синхронной машины; эта система привода применяется для механизмов большой мощности;

асинхронный вентильный каскад (АВК); данная система регулируемого электропривода удобна для турбомеханизмов, поскольку требуемый для них диапазон регулирования скорости весьма мал и обычно не превышает 2:1; АВК используется для турбомеханизмов мощностью свыше 250кВт с номинальной скоростью вращения не выше 1500об/мин; это ограничение связано со сложностью изготовления асинхронного двигателя с фазным ротором на большие скорости вращения;

система ТРН-АД с регулятором напряжения на статоре асинхронного короткозамкнутого двигателя; эта наиболее простая система находит ограниченное применение для приводов мощностью не выше 15кВт, и при диапазоне регулирования не более 1,5, что связано с большими потерями в роторе двигателя при работе с повышенным скольжением.

Опыт применения регулируемых электроприводов на насосных станциях в системах холодного и горячего водоснабжения показал высокую энергетическую эффективность, благодаря чему достигается значительная экономия электроэнергии. Срок окупаемости дополнительных затрат на установку регулируемого электропривода не превышает 1,5 года [4-23].

БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА

Студенческий блог для электромеханика. Обучение и практика, новости науки и техники. В помощь студентам и специалистам

Особенности работы и предъявляемые требования к электроприводам насосов, вентиляторов и компрессоров

Насосы, вентиляторы, компрессоры и воздуходувки — самые распространенные на судах механизмы. На каждом судне их в несколько раз больше, чем палубных механизмов. Электроприводы этих механизмов потребляют более половины всей электроэнергии, вырабатываемой судовой электростанцией.

Большинство из них работает в длительном режиме, в основном во время плавания судна. Схемы таких электроприводов просты и служат для прямого или плавного пуска. Только немногие электроприводы рассматриваемой группы выполняют с регулированием частоты вращения — это самый удобный и экономичный способ регулирования подачи насосов и вентиляторов.

Например, при изменении нагрузки на паровые котлы необходимо изменять количество воздуха, подаваемого в топку. С этой целью котельные вентиляторы имеют две или даже три частоты вращения. Обычно переход с одной частоты на другую осуществляется автоматически в функции расхода пара котлом.

По Правилам Регистра, некоторые электроприводы обязательно должны иметь устройство для дистанционного отключения: электроприводы вентиляторов машинного отделения, топливо- и маслоперекачивающих насосов и котельных воздуходувок, т. е. механизмов, которые во время пожара могут раздувать пламя и подавать масло и топливо. Посты дистанционного отключения указанных электроприводов располагают вне машинно-котельного отделения и его шахты. Аналогичное требование распространяется и на электроприводы общесудовых вентиляторов. Их отключающее устройство, обычно централизованного типа, размещают в рулевой рубке. На пассажирских судах таких устройств должно быть два, удаленных как можно дальше одно от другого.

Дистанционное отключение необходимо и для электроприводов насосов, имеющих слив за борт выше ватерлинии, особенно в районе спуска спасательных шлюпок. Выключатели устанавливают на шлюпочной палубе, чтобы в случае спуска шлюпок при аварии судна можно было остановить насосы, которые своей струей могут залить и затопить спущенные на воду шлюпки.

Электроприводы аварийных трюмно-осушительных насосов должны иметь, по Правилам Регистра, дистанционные посты управления не только для остановки, но и для пуска. Они должны быть установлены в помещениях, расположенных выше палубы переборок. Аналогичное дистанционное управление применяют для пожарных насосов, насосов химического пенотушения на танкерах и т. д.

Для электроприводов грузовых и зачистных насосов на танкерах применяют дистанционное управление, обеспечивающее возможность не только пуска и остановки электропривода, но и регулирования частоты вращения.

Автоматическое управление широко распространено для электроприводов санитарных насосов и насосов пресной воды, питающих гидрофоры, насосов, пополняющих различные расходные цистерны, компрессоров пускового воздуха, компрессоров и насосов холодильных установок и др. Обычно эти электроприводы работают эпизодически и управляются автоматически в функции давления или уровня жидкости.