Частотно-регулируемый асинхронный электропривод буровой лебедки | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Муминов М. М., Бойхонов З. У., Юлдашев Ф. Н., Хашимов А. А. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод буровой лебедки // Молодой ученый. — 2016. — №20. — С. 176-179. — URL https://moluch.ru/archive/124/34266/ (дата обращения: 18.08.2018).



Ключевые слова: буровая установка, частотно-регулируемый асинхронный двигатель, диапазон регулирования скорости, высоковольтный преобразователь частоты, широтно-импульсный преобразователь, закон регулирования частоты

В действующей буровой установки в приводе лебедки используется асинхронный двигатель с фазным ротором и электропривод неуправляемый. Для регулирования скорости вращения привода лебедки установлена коробка передач позволяющий регулировать скорость его в диапазоне 10: 1. Поэтому для повышения надежности, производительности работы лебедки, а также с точки зрении экономичности работы лебедки заменяем асинхронный двигатель с фазным ротором на аналогичный асинхронный двигатель с к. з. ротором. Для управления двигателем выбираем частотный способ регулирования скорости его.

Номинальные технические параметры выбираемого асинхронного двигателя с к. з. ротором типа АЗ-12–39–6 привода лебедки: номинальная мощность — 320 кВт, номинальное напряжение — 6000 В, номинальная частота вращения — 985 об/мин, КПД — 92,0 %, , кратность максимального момента — 2,2, кратность пускового момента — 1,2, кратность пускового тока — 6,0, момент инерции ротора — 37,5 кг.м2.

Наиболее сложным элементом ПЧВМ является входной трансформатор, вторичные обмотки которого разделены на три группы — по пять обмоток в группе, имеющих фазовый сдвиг между напряжениями соседних обмоток. Каждая обмотка трансформатора подключена к силовому модулю — ячейке, состоящей диодного выпрямителя и однофазного IGBT — AИН с ШИМ. Система управления предполагает комбинированное управление мостовыми инверторами, т. е. часть звеньев работает в режиме ШИМ, часть звеньев управляется с выходной частотой преобразователя. Применение многоуровневого звена постоянного тока с комбинированной системой управления позволяет изготовить трехфазный высоковольтный инвертор с использованием приборов 17 класса.

Применение IGBT модулей значительно увеличивает надежность преобразователя, снижает массогабаритные показатели, уменьшает стоимость высоковольтной преобразователей техники для синхронного и асинхронного электропривода.

На рис. 1 начерчена разработанная функциональная схема частотно-регулируемого асинхронного электропривода буровой лебедки. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод состоит из следующих устройств: ПЧВМ — высоковольтный преобразователь частоты, ТС — силовой трансформатор питающий его, ДТ — датчик тока, ДН — датчика напряжения, ДМ — датчик момента, ДС — датчик скорости.

Рис. 1. Функциональная схема частотно-регулируемого асинхронного электропривода буровой лебедки

Частотно-регулируемый асинхронный электропривод буровой лебедки работает следующим образом. Регулируемая частота питающего тока статора АД задается, и напряжения статора будет устанавливаться по экономичному закону регулирования напряжения в зависимости от значения действующего значения момента сопротивления буровой лебедки.

Для управления скоростью частотно-регулируемого асинхронного двигателя буровой лебедки используем экономичный закон управления частотой.

Общие потери асинхронного двигателя типа АЗ-12–39–6 определим с помощью выражения КПД:

Активная мощность, потребляемая из сети асинхронного двигателя:

Реактивная мощность асинхронного двигателя, потребляемая из сети

Полная мощность, потребляемая из сети асинхронного двигателя:

Для практических расчетов удобно выразить основных параметров асинхронного двигателя через момент сопротивления на валу, кратность максимального момента и соответствующие значения параметров при номинальном режиме.

Вращающий момент. Кратность максимального момента bном изменяется пропорционально квадрату напряжения и обратно пропорционально квадрату частоты.

Отношение максимального момента к моменту сопротивления на валу

(1)

где относительное значение момента сопротивления на валу двигателя; относительное изменение напряжения двигателя; относительное изменение частоты напряжения двигателя.

Если асинхронный двигатель работает с нагрузкой, отличной номинальной, т. е. при моменте С — момент сопротивления на валу двигателя), то кратность максимального момента по отношению к этому значению момента сопротивления будет равна:

(2)

Если пренебречь активным сопротивлением обмотки статора, то критическое скольжение будет изменяться обратно пропорционально частоте,

(3)

Формулу Клосса для частотно-регулируемого асинхронного двигателя запишем в упрощенном виде:

(4)

где sкр определено при номинальной частоте.

Для значений частоты рассчитываем механические характеристики асинхронного двигателя по (4) и построим механические характеристики асинхронного двигателя (см. рис.2).

Рис. 2. Механические характеристики частотно-регулируемого асинхронного двигателя АЗ-12–39–6 буровой лебедки для экономичного закона частотного управления

Таким образом, использованияэкономичного закона частотного управления асинхронным электроприводом буровой лебедки позволяет значительно экономить электроэнергии буровой установки.

Литература:

  1. Imomnazarov A. T. Neft va gaz konlarining elektr jihozlari. O1quv qo1llanma. — Toshkent: «CHO`LPON», 2007. — 145 b.
  2. Imomnazarov A. T. Ekektromexanik tizimlarning elementlari. Darslik. Toshkent: «Ta’lim», 2009. — 155 b.
  3. Hoshimov O. O., Imomnazarov A. T. Ekektromexanik tizimlarda energiya tejamkorlik. 2- nashr. Darslik. — Тoshkent: Fan va texnologiya, 2015. — 155 b.
  4. Имомназаров А. Т., Аъзамова Г. А. Асинхрон моторларнинг энергия тежамкор иш режимлари. Монография. — Тошкент: ТошДТУ, 2014. — 140 б.
Основные термины (генерируются автоматически): асинхронный двигатель, буровая лебедка, максимальный момент, IGBT, частотно-регулируемый асинхронный электропривод, частотно-регулируемый асинхронный двигатель, момент сопротивления, асинхронный электропривод, буровая установка, фазный ротор.


Ключевые слова

буровая установка, высоковольтный преобразователь частоты, частотно-регулируемый асинхронный двигатель, диапазон регулирования скорости, широтно-импульсный преобразователь, закон регулирования частоты

Похожие статьи

Разработка частотно-регулируемого асинхронного...

Разработка частотно-регулируемого асинхронного электропривода для бурового насоса.

Основные термины (генерируются автоматически): буровой насос, буровая установка, частотно-регулируемый асинхронный электропривод, асинхронный двигатель, глубокое...

Разработка частотно-регулируемого асинхронного...

Поскольку пассажирский лифт предназначен для транспортировки людей по этажам высотных жилых и административных зданий, соответственно к электроприводу будут предъявляться особые требования: двигатель должен иметь плавный пуск и плавное торможение...

Расчет ивыбор частотного преобразователя для асинхронного...

статорная обмотка, асинхронный электродвигатель, намагничивающая цепь, регулируемый электропривод, обмотка статора, индуктивное сопротивление, асинхронный двигатель, буровой насос, короткое замыкание...

Обзор алгоритмов управления асинхронными электроприводами

асинхронный двигатель, система управления, векторное управление, трансформация координат, инвертор напряжения, тяговый электропривод троллейбусов, статорный ток, позиция ротора, случай управления, стратегия...

Исследование системы векторного управления...

Современный частотно-регулируемый электропривод /Горбань Р. Н., Янукович А. Т. — под редакцией Гаврилова А. В. — С-Петербург, СПЭК. 2001. Дартау В. А., Рудаков В. В., Столяров И. М. Асинхронные электроприводы с векторным управлением -–Л.: Энергоатомиздат, Л.О., 1987.

Способ оптимизации режимов работы дымососов и энергетических...

Рассмотрены вопросы оптимизации процесса горения в топке с помощью применения частотно-регулируемого асинхронного электропривода в односкоростных асинхронных двигателях, применяемых в дымососах ТашТЭС...

Программно-аппаратный комплекс для измерения угловой...

Разработка частотно-регулируемого асинхронного электропривода для бурового насоса. Математическая модель оптимизации режима горения природного газа в топке паровых котлов с помощью частотно-регулируемого асинхронного электропривода.

Моделирование взаимосвязанного электропривода...

Целью данной работы является овладение технологией сборки модели взаимосвязанного электропривода с электрическим валом на асинхронных двигателях с фазными роторами в пакете SimPowerSystems для использования в лабораторной работе по дисциплинам...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Разработка частотно-регулируемого асинхронного...

Разработка частотно-регулируемого асинхронного электропривода для бурового насоса.

Основные термины (генерируются автоматически): буровой насос, буровая установка, частотно-регулируемый асинхронный электропривод, асинхронный двигатель, глубокое...

Разработка частотно-регулируемого асинхронного...

Поскольку пассажирский лифт предназначен для транспортировки людей по этажам высотных жилых и административных зданий, соответственно к электроприводу будут предъявляться особые требования: двигатель должен иметь плавный пуск и плавное торможение...

Расчет ивыбор частотного преобразователя для асинхронного...

статорная обмотка, асинхронный электродвигатель, намагничивающая цепь, регулируемый электропривод, обмотка статора, индуктивное сопротивление, асинхронный двигатель, буровой насос, короткое замыкание...

Обзор алгоритмов управления асинхронными электроприводами

асинхронный двигатель, система управления, векторное управление, трансформация координат, инвертор напряжения, тяговый электропривод троллейбусов, статорный ток, позиция ротора, случай управления, стратегия...

Исследование системы векторного управления...

Современный частотно-регулируемый электропривод /Горбань Р. Н., Янукович А. Т. — под редакцией Гаврилова А. В. — С-Петербург, СПЭК. 2001. Дартау В. А., Рудаков В. В., Столяров И. М. Асинхронные электроприводы с векторным управлением -–Л.: Энергоатомиздат, Л.О., 1987.

Способ оптимизации режимов работы дымососов и энергетических...

Рассмотрены вопросы оптимизации процесса горения в топке с помощью применения частотно-регулируемого асинхронного электропривода в односкоростных асинхронных двигателях, применяемых в дымососах ТашТЭС...

Программно-аппаратный комплекс для измерения угловой...

Разработка частотно-регулируемого асинхронного электропривода для бурового насоса. Математическая модель оптимизации режима горения природного газа в топке паровых котлов с помощью частотно-регулируемого асинхронного электропривода.

Моделирование взаимосвязанного электропривода...

Целью данной работы является овладение технологией сборки модели взаимосвязанного электропривода с электрическим валом на асинхронных двигателях с фазными роторами в пакете SimPowerSystems для использования в лабораторной работе по дисциплинам...

Задать вопрос