- •Электрический привод
- •13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»
- •«Тюменский государственный нефтегазовый университет» а.Л. Портнягин, о.А. Лысова, г.А. Хмара электрический привод
- •13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»
- •Введение
- •1. Основные закономерности функционирования механической части электромеханической системы
- •1.1. Уравнение движения электропривода
- •1.2. Описание типов и величин статических моментов
- •1.3. Приведение характеристик механических звеньев электропривода к валу двигателя
- •2. Статические режимы работы электроприводов
- •2.1. Механические и скоростные характеристики электродвигателей
- •Механические и скоростные характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения
- •2.3. Преобразование и распределение энергии в электроприводе с машинами постоянного тока независимого возбуждения
- •Скоростные и механические характеристики двигателей последовательного и смешанного возбуждения
- •2.5. Скоростные и механические характеристики асинхронного двигателя
- •2.6. Энергетические показатели работы асинхронной машины
- •2.7. Характеристики синхронных электродвигателей
- •2.8. Регулирование скорости электроприводов
- •2.8.1. Общие положения
- •2.8.2. Основные показатели процесса регулирования скорости
- •2.8.3. Реостатное регулирование скорости
- •2.8.4. Регулирование скорости путем изменения числа пар полюсов
- •2.8.5. Регулирование скорости изменением магнитного потока
- •2.8.6. Регулирование скорости путем изменения напряжения питания
- •2.8.7. Частотное регулирование скорости электрических машин
- •2.9. Практическая реализация регулирования скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения путем изменения напряжения питания в системе «Генератор – двигатель» (г-д)
- •2.10.1. Общая характеристика и принцип работы тиристорных преобразователей напряжения
- •2.10.2. Механические характеристики электродвигателя в системе «Тиристорный преобразователь – двигатель постоянного тока»
- •2.10.3. Способы и схемы реализации реверсивной системы «Тиристорный преобразователь – двигатель постоянного тока»
- •2.10.4. Общая характеристика системы импульсно-фазового управления (сифу) тиристорного преобразователя
- •2.10.5. Общий обзор выпускаемых преобразователей напряжения
- •2.11. Практическая реализация частотного регулирования скорости двигателей переменного тока
- •2.11.1. Электромашинные преобразователи частоты
- •2.11.2. Общая характеристика полупроводниковых преобразователей частоты
- •2.11.3.Описание работы системы широтно-импульсной модуляции (сшим)
- •2.12. Описание и общая характеристика вентильного электродвигателя
- •2.13. Общий обзор выпускаемых преобразователей частоты
- •3. Выбор мощности электродвигателей
- •3.1. Общие положения
- •3.2. Основные положения теории нагрева электрических машин
- •3.3. Метод средних потерь
- •3.4. Методы эквивалентных тока, момента и мощности
- •3.5. Особенности проверки электродвигателя по нагреву при различных режимах его работы
- •3.6. Порядок выбора двигателя по мощности
- •Список литературы
- •Электрический привод
- •625000, Тюмень, ул. Володарского, 38.
- •625039, Тюмень, ул. Киевская, 52
2.13. Общий обзор выпускаемых преобразователей частоты
В связи многочисленностью преобразователей частоты, выпускаемых зарубежными и отечественными фирмами, достаточно сложно осуществить их подробный обзор.
На отечественном рынке прочное положение занял ряд зарубежных фирм.
Концерн ROCKWEL предлагает ПЧ мощностью от 300 до 7500 кВт серии 1557, выполненные по схеме с инвертором тока на GTO- тиристорах.
Фирма SIEMENS поставляет комплектные электроприводы с асинхронными и синхронными машинами, предназначенные для работы в нефте- и газодобывающей промышленности, при транспортировке нефти и газа, в химической промышленности. Преобразователи этой фирмы выполнены в основном с инверторами напряжения на IGBT–модулях. Диапазон мощностей – от 11 до 5000 кВт.
Фирма предлагает ПЧ четырех серий от 2 до 300 кВт, различающихся выходной мощностью и объемом программного обеспечения.
Среди отечественных производителей ведущими являются следующие:
ОАО «Электровыпрямитель» (г. Саранск) освоил производство высоковольтных бестрансформаторных преобразователей частоты ПЧ-ТТП-ВН для плавного пуска и регулирования частоты вращения синхронных электродвигателей на напряжения 6, 10, 15, 75 кВ мощностью от 1000 до 21500 кВт. Данная разработка является импортозамещающей и заменяет преобразователи серии ПЧВС (завод «ХЭМЗ», Украина), так как в ней используются отечественные тиристоры и комплектующие;
консорциум «Энергосбережение», выпускающий преобразователи серии РЭН мощностью от 1 до 300 кВт, выполненные с инвертором тока на IGBT- транзисторах;
ПКФ «Веспер», выпускающий преобразователи серии EI мощностью до 300 кВт с различными типами систем управления;
ООО « АББ Реле - Чебоксары» использует разработки фирмы АВВ и выпускает преобразователи АСS мощностью от 300 до 5000 кВт, выполненные с инвертором тока на базе IGBT-транзисторов и IGCT- тиристоров. Необходимо отметить, что в настоящее время большинство серийно выпускаемых ПЧ включают в себя устройства, позволяющие поддерживать коэффициент мощности системы в пределах 0,94 – 0,96.
Контрольные вопросы
Приведите пример механизма, где статический момент является переменной величиной или функцией какого-либо изменяющегося параметра.
У каких электродвигателей жесткость механических характеристик:
- равна ∞;
- положительна;
- отрицательна.
Каково условие устойчивого статического режима разомкнутой системы электропривода?
Каковы причины редкого применения электродвигателей постоянного тока в электроприводах механизмов нефтегазодобывающей промышленности?
Какой из генераторных режимов электрической машины является:
- наиболее экономичным,
- наименее экономичным.
Какие преимущества имеет асинхронная машина перед машиной постоянного тока?
Почему, с физической точки зрения, критический момент асинхронной машины в рекуперативном режиме больше, чем в двигательном?
В каком установившемся режиме, с точки зрения распределения энергии, будет работать асинхронная машина после изменения порядка чередования фаз:
- при реактивном статическом моменте,
- при активном статическом моменте?
Перечислите преимущества синхронной машины по сравнению с асинхронной.
Каково основное достоинство асинхронной машины по сравнению с синхронной?
Перечислите основные показатели процесса регулирования угловой скорости электродвигателей.
В электроприводах каких механизмов нефтегазодобывающей отрасли применялось или применяется реостатное регулирование угловой скорости электродвигателей?
В электроприводах каких механизмов нефтегазодобывающей отрасли применяется регулирование угловой скорости электродвигателей путем ослабления магнитного потока?
Что является основным препятствием для применения способа регулирования угловой скорости асинхронного электродвигателя путем изменения напряжения питания?
Почему регулирование угловой скорости электродвигателя постоянного тока путем регулирования напряжения питания считается энергосберегающим?
В электроприводах каких механизмов нефтегазодобывающей отрасли применяется двухзонное регулирование угловой скорости электродвигателей постоянного тока?
В электроприводах каких механизмов нефтегазодобывающей отрасли применяется система ТП-ДПТ?
Почему для питания якоря электродвигателя в системе ТП-ДПТ применяется преимущественно мостовая схема соединения тиристоров?
Приведите сравнительную характеристику способов согласования углов зажигания реверсивных групп вентилей.
Почему на вход СИФУ ТП нежелательно подавать скачкообразно изменяющееся напряжение задания?
В каких случаях в преобразователях частоты применяется не управляемый выпрямитель, а в каких управляемый?
В электроприводе каких механизмов целесообразно применять ПЧ с непосредственной связью?
Какое ограничение накладывается на величину задающего сигнала на входе системы ШИМ ПЧ?
Изменением каких параметров сигнала управления на входе ШИМ ПЧ достигается изменение частоты и величины выходного напряжения ПЧ?
Какие функции выполняются инвертором в вентильном электродвигателе?