Пусковое устройство трехфазного высоковольтного асинхронного двигателя. Асинхронный двигатель высоковольтный


„Реальные” высоковольтные двигатели уже работают

Высоковольтный двигатель «Моторформер» (на передним плане)подключается непосредственно к электрической сети в отличие от других стандартных высоковольтных двигателей, которым необходим промежуточный трансформатор

Представьте электродвигатели, работающие непосредственно от высоковольтной сети. Только подумайте об экономии энергии, о значительном уменьшении потерь тепла и мощности, об исключении дорогостоящего, требующего обслуживания трансформатора и связанной с ним коммутационной аппаратуры. Высокое напряжение также позволяет работать при более низком токе, обеспечивая такую же выходную мощность.

Далекая мечта, скажете вы? На самом деле, один из производителей уже изготовил такие двигатели и установил их в двух местах в достаточно сложных условиях эксплуатации. А это значит, что и другие производители двигателей также могут принимать во внимание предложения по работе с высоким напряжением.

Опираясь на свой предыдущий опыт, который привел к разработке и выпуску генераторов, вырабатывающих высокое напряжение для прямой передачи в сеть, компания ABB Automatation Technologies (Швеция) представила новый синхронный двигатель переменного тока „очень высокого напряжения“(ОВН). Этот двигатель способен работать при напряжении от 20 до 70 кВ.

ОВН „Моторформер“, торговая марка ABB, объединяет функции трансформатора и двигателя, исключая потребность в промежуточном трансформаторе. Конструкция применима как для четырех-, так и для шестиполюсных машин. Если скорость не регулируется, то четырехполюсный двигатель имеет синхронную частоту вращения 1500/1800 оборотов в минуту при частоте сети 50/60 Гц. (На сегодняшний день технология гене-рации ABB, называемая „Пауэрформер“ лицензирована компанией Alstom. Эта компания изготовила и установила несколько генераторных блоков).

Впервые Моторформер был применен для управления компрессором на установке по очистке воздуха на западном побережье Швеции. Синхронная машина с выходной активной мощностью 6.5 МВт подключена прямо к шине 42 кВ, что, по данным ABB, уменьшает потери энергии в установке примерно на 25%. С 2001 г. не было зарегистрировано никаких незапланированных перерывов, связанных с работой двигателя ОВН.

Запатентованная конструкция обмотки статора делает «Моторформер» уникальным. Показана обмотка статора двигателя ОВН, установленного в компрессоре завода по отделению воздуха в Stenungsund , Швеция

Второе применение Моторформера включает два блока на 40 МВт, установленных для работы с напряжением питания 56 кВ в модуле компрессора на норвежской платформе по добыче газа ‘Troll A’ компании Statoil в Северном море. Это приложение включает управление скоростью вращения двигателей. Проведение испытаний двигателей состоялось зимой 2004/2005 г., а запуск в производство в 2005 г.

ОВН двигатель компании ABB является уникальной разработкой и до сих пор не имеет аналогов на рынке. Обычные большие машины переменного тока (синхронные и индукционные) производятся несколькими изготовителями, включая и ABB, но они работают при напряжении до 15 кВ.

 

Синхронный вместо индукционного

Для разработки Моторформера был выбран синхронный тип двигателя вместо индукционного из-за более высоких величин мощности (более 100 МВт вместо 20 МВт), более высокой эффективности, более широкого воздушного зазора, который упрощает конструкцию, и способности регулировать реактивную мощность, объясняет Джохэйннс Ахлиндер, специалист по развитию бизнеса AC-Machines в ABB. „Индукционный двигатель всегда потребляет реактивную мощность“, – говорит он. Регулирование реактивной мощности – значительная проблема для стабилизации и защиты электрической сети, в которой во время работы крупных промышленных участков запускаются много больших двигателей.

Может быть неожиданным, что конструкция Моторформера основана на стандартной технологии синхронных двигателей. В нее включены много апробированных элементов, таких как ротор с идентичными выпуклыми полюсами и обычные опоры. По мнению Ахлиндера, такой подход основан на большом опыте работы и уверенности в продукте. Главным отличием является статор.

 

Конструкция обмотки-ключевой фактор

Компания ABB применила уникальную конструкцию обмоток и пазов статора Моторформера. Всесторонний анализ, моделирование и тестирование использовались при выборе конструкции проводников, включая конечно-элементный анализ электромагнитного поля, моделирование тепловых потоков и вычислительное моделирование гидро аэродинамики. Помимо этого, критерии, использовавшиеся для оценки плотности потока магнитной индукции внутри статора, идентичны критериям для обычного двигателя, что ограничивает неопределенность в разработке данного продукта.

Ахлиндер отмечает, что предельное напряжение типичной системы изоляции, применяемой в обычном двигателе, не превышает 15 кВ, доходя до 22-25 кВ при использовании специально разработанных технологий. „Выше этой точки невозможно создать статорную обмотку с помощью стандартных технологий, – продолжает oн. – Кабели для Моторформера имеют цилиндрическую намотку, которая создает электрическое поле с однородной напряженностью и позволяет увеличить уровни напряжения по сравнению со стандартной прямоугольной обмоткой“. Форма стандартных обмоток создает неоднородность электрических полей и приводит к концентрации поля на изгибах проводника, находящегося под высоким напряжением.

Ротор, опоры, бесщеточный возбудитель и станина относятся к числу проверенных компонентов конструкции ОВН Моторформер. Она базируется на технологии синхронных машин

Цилиндрический кабель включает твердый диэлектрический слой изоляции из „сшитого“ полиэтилена (XLPE), но не использует металлического экранирования. В настоящее время статор может работать при напряжении 70 кВ. Однако конструкция кабелей может выдержать напряжение до 150 кВ. „На самом деле, нижний предел напряжения с экономической точки зрения должен быть равен приблизительно 20 кВ, завися также и от нагрузки“, – утверждает Ахлиндер.

Физический размер Моторформера существенно изменяется в зависимости от его выходной мощности. Даже такой параметр, как высота вала электродвигателя, во многом зависит от приложения. В то время как сам двигатель больше стандартного с той же номинальной мощностью, полное пространство, занимаемое ОВН системой – двигателем и выключателем цепи – существенно меньше того, что занимается обычной системой с трансформатором и сопутствующим оборудованием.

 

Проблемы разработки

Запуск больших высоковольтных двигателей сопровождается потреблением большого количества энергии и может привести к временному нарушению работы сети и снабжения мощностью ближайших потребителей. Компания ABB разработала специальные методы запуска с задержкой, позволяющие избежать сбоя питания. Для этого использовали аппаратуру стабилизации, которая продлевала время запуска приблизительно до 20 секунд, и добавляли конденсаторы для повышения мощности сети во время запуска.

Способность работать с более высоким напряжением также означает, что температурный предел оболочки из „сшитого“ полиэтилена, используемого в обмотках статора, должен обеспечиваться воздушным охлаждением при низких уровнях мощности и водяным охлаждением – при более высоких. В конструкции статора Моторформера используются оба метода охлаждения.

Компания ABB не видит существенных ограничений для высоковольтных двигателей. „Всякие пределы связаны с разработкой обычной продукции, например с конструкцией ротора“, – говорит Ахлиндер. Тем не менее теплоемкость кабеля отмечена как ограничивающий фактор, особенно в риложениях с повышенной температурой, где водяное охлаждение может быть недоступно.

Один из двух блоков «Моторформер» мощностью 40 МВт показан во время загрузки в модуль компрессора для доставки на платформу „Troll A” компании Statoill в Северном море

Control Engineering провел опрос нескольких крупных производителей на предмет изучения ими высоковольтных двигателей. Часть из них не дала никакого отклика. Другие ответили, что они оценили технологию высоковольтных двигателей и решили, что она не оказалась „жизненно важным выбором для нашего бизнеса“. И только компании TECO Westinghouse и Emerson Motor Technologies обратили внимание на полезные перспективы, связанные с использованием высоковольтных двигателей.

 

Приложения сегодня и завтра

Наиболее заинтересованы в высоковольтных двигателях отрасли промышленности, связанные с прибрежными платформами, где существует тенденция замены газотурбинного оборудования электрическим приводом, объясняет Ахлиндер. Специфические приложения включают приводы компрессоров платформ, так же как и генераторы для плавучих систем хранения и перегрузки продукции (FPSO), другие суда, используемые как прибрежные электростанции. Эти суда могли бы снабжать несколько окружающих прибрежных платформ электроэнергией через соответствующую систему передачи.

По большому счету, „технология высоковольтных двигателей подошла бы для любого приложения, в котором сегодня применяются стандартные синхронные машины“, – замечает он. В качестве примеров можно указать двигатели насосов, двигатели для очистки продуктов в целлюлозно-бумажной промышленности, двигатели компрессоров для отделения воздуха, вентиляторы, экструдеры и паровые/газовые турбогенераторы.

Конечно, высоковольтные двигатели не могут решить всех задач, но перспективы их более широго применения очевидны. Продолжаются новые разработки по повышению температурного порога обмотки статора. „Эта технология показала свою способность создавать новые решения, подобные решению „Troll А“ компании Statoil, в которой двигатели ОВН управляются приводами с регулируемой скоростью“, – заключает Ахлиндер.

Компания ABB поступила правильно и предусмотрительно, взяв на себя инициативу по продвижению и отстаиванию этой новой захватывающей технологии. Скорее всего, не за горами применение этой техники в Северной Америке и поступление предложений от других производителей.

controlengrussia.com

Стоит ли приобретать высоковольтный привод?

В последние годы вопросы энергоэффективности и энергосбережения выходят на передний план при проектировании новых производств и реконструкции уже существующих. Электродвигатели – одни из основных потребителей электроэнергии в промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве.

Наиболее распространенный тип применяемых электродвигателей – асинхронный электродвигатель переменного тока, особенностью которого является частота вращения ротора, напрямую связанная с частотой переменного тока питающей сети. Но, как показывает практика, не всегда необходимо, чтобы электродвигатель работал на номинальных рабочих оборотах. При необходимости возможно снижение частоты вращения ротора электродвигателя, что приводит к существенной экономии электроэнергии. Для регулирования скорости вращения асинхронного электродвигателя применяются преобразователи частоты.

Преобразователь частоты, используя питающее трехфазное напряжение 380 В или 690 В переменного тока частотой 50 Гц, на выходе формирует переменное трехфазное напряжение с задаваемой пользователем частотой. Развитые управляющие схемы современных преобразователей частоты позволяют строить энергоэффективные алгоритмы управления технологическим процессом.

Например, работая по сигналу обратной связи от датчика, частотный преобразователь в зависимости от состояния технологического процесса понижает частоту вращения ротора электродвигателя насоса, вентилятора или компрессора, что приводит к сокращению потребления электроэнергии. Отсутствие больших токов при пуске электродвигателей также позволяет существенно экономить электроэнергию и рассчитывать питающие подстанции без большого запаса по мощности. Также преобразователь частоты увеличивает срок службы электродвигателя и самого механизма за счет плавного пуска, исключающего ударные нагрузки на механические элементы (подшипники, крыльчатки, валы и так далее).

Однако существует достаточное количество электродвигателей мощностью свыше 3 МВт на высокое напряжение, которые, по условиям технологического процесса, тоже нуждаются в регулировании скорости. Стандартным решением данной задачи является установка высоковольтного частотного преобразователя. Это единственный способ регулирования скорости вращения двигателя мощностью свыше 3 МВт.

Для приводов с меньшей номинальной мощностью существует несколько схем, позволяющих регулировать частоту двигателя без использования дорогостоящего высоковольтного преобразователя.

Одной из них является так называемая "двухтрансформаторная схема"(рис. 1). Принцип работы схемы заключается в следующем: преобразователь частоты, рассчитанный на напряжение 690 В, подключается к сети 6 или 10 кВ через понижающий трансформатор (Т1). Выходное напряжение с соответственно изменяемой частотой подводится к двигателю через повышающий трансформатор (Т2). На выходе системы получаем напряжение 6 или 10 кВ с изменяемой частотой переменного тока. Данное техническое решение полностью снимает вопрос регулирования частоты электроприводов большой мощности, однако имеет существенные недостатки. Так, наличие двух силовых трансформаторов увеличивает габариты системы, а использование дополнительного оборудования (например, синус-фильтров, дросселей и др.) значительно поднимает стоимость системы, усложняет монтаж и эксплуатацию. К тому же диапазон регулирования выходной частоты ограничен допустимыми рабочими частотами повышающего трансформатора.

Интенсивные темпы технического прогресса в конце прошлого века позволили создавать асинхронные электродвигатели мощностью до 3МВт на 690 В. В том числе и отечественные производители готовы предложить двигатели большой мощности, что дает возможность реализовать так называемую "однотрансформаторную схему" (рис. 2). Основное отличие заключается в замене высоковольтного электродвигателя на низковольтный.

Предлагаемое решение при поставке с российским электродвигателем является оптимальным по цене и обладает существенными преимуществами по сравнению с "двухтрансформаторной" схемой. В частности, отсутствие второго трансформатора и синус-фильтров позволяет существенно уменьшить габариты. При необходимости все оборудование может быть изготовлено в шкафном исполнении IP23 или IP54. В этом случае частотный преобразователь и трансформатор поставляются в виде единого шкафа аналогично высоковольтным преобразователям. Немаловажным плюсом является использование серийного оборудования в составе системы, что значительно сокращает срок поставки. Следует также отметить, что заказчик получает новый двигатель с полным моторесурсом.

Корректная и эффективная работа вышеприведенных схем напрямую зависит от грамотного выбора частотного преобразователя. Преобразователи частоты больших мощностей строятся на базе параллельно подключенных силовых модулей. Каждый модуль при этом является, по сути, отдельным преобразователем частоты с объединением по звену постоянного тока. Данная технология значительно снижает надежность системы, так как при выходе из строя хотя бы одного модуля весь преобразователь требует ремонта. Принципиально новая схема, реализованная шведской компанией Emotron в серии преобразователей частоты FDU 2.0 (насосное и вентиляторное применение) и VFX 2.0 (универсальное применение по технологии прямого управления моментом), позволяет осуществить управление асинхронным электродвигателем мощностью до 3000 кВт.

Данные преобразователи имеют очень компактную модульную конструкцию.

Каждый модуль включает в себя выпрямительный и инверторный блоки, дроссель постоянного тока, быстродействующие предохранители и систему управления. Принципиальное отличие данной технологии состоит в том, что модули не объединены между собой по звену постоянного тока. Это позволяет обеспечить непревзойденную надежность системы: при выходе из строя одного или нескольких модулей преобразователь частоты способен продолжать работу с потерей мощности. Выходные дроссели при необходимости могут быть установлены на каждый модуль, т. е. их номинальные значения не будут превышать 200А, что делает решение гораздо компактнее и дешевле. Отдельно стоит отметить, что неизменно высокое шведское качество подкреплено рядом технологических и функциональных преимуществ: встроенный полууправляемый выпрямитель (запатентованная технология HCB), фильтр ЭМС, дроссель в цепи постоянного тока, русифицированное меню в единицах процесса (бар, кг/м2 или др.), уникальный электронный мониторинг нагрузки позволяет отследить перегрузку (заклинивание ротора, работа на закрытую задвижку, засоренный фильтр или др.) и недогрузку (сухой ход, обрыв муфты и др.) во всем диапазоне скоростей (патент ЕР05109356) и многое другое.

Серьезная проблема на российских предприятиях, в том числе на РТС и водоканалах, – частые провалы напряжения питающей сети. Не стоит объяснять, что каждый такой случай наносит серьезный финансовый урон. При правильном подборе преобразователя частоты фирмы Emotron можно гарантировать бесперебойную работу исполнительного механизма при падении напряжения до 60% от номинального. На высокоинерционных нагрузках, например, вентиляторах или дымососах, за счет функции "Преодоление провалов напряжения" можно добиться бесперебойной работы даже при значительных провалах питающего напряжения вплоть до пропадания в течение нескольких секунд.

Чтобы определить, каким путем добиться нужных результатов в энергосбережении на Вашем предприятии, обратите внимание на уже реализованные проекты как в мире, так и в России. Компания Emotron осуществила множество комплектных поставок. Так, одной из самых крупных является поставка четырех преобразователей частоты мощностью 2 МВт с заменой электродвигателей на низковольтные для приводов вентиляторов и дымососов на электростанцию в г. Линген, Германия. Компания АДЛ реализовала комплексный проект модернизации оборудования с установкой электродвигателя на 690 В и преобразователя Emotron на ТЭЦ № 3 в г. Твери.

Фотография и материал предоставлены компанией АДЛ

konstruktor.net

Электродвигатели асинхронные серии ДА304 - РОСЭЛЕКТРО

Электродвигатели асинхронные трехфазные с короткозамкнутым ротором серии ДАЗ04 предназначены для привода механизмов, не требующих регулирования частоты вращения (насосы, вентиляторы, дымососы и др.) Двигатели предназначены для работы от сети переменного тока частотой 50 Гц напряжением 3000 В, 6000 В и 10000 В.

Двигатели напряжением 3000 В изготавливаются в габаритах двигателей напряжением 6000 В с сохранением мощности.

Ток статора двигателей напряжением 3000 В в два раза больше, чем у двигателей напряжением 6000 В.

Вид климатического исполнения двигателей напряжением 3000 В и 6000 В - У1, Т2.

Вид климатического исполнения двигателей напряжением 10000 В - У1. 

Номинальный режим работы - продолжительный S1. 

Конструктивное исполнение двигателей - IM1001.

Способ охлаждения двигателей - 1СА01А61.

Степень защиты - IP54, коробки выводов - IP55, наружного вентилятора - IP21.

Пуск двигателей прямой, обеспечивается как при номинальном напряжении сети, так и при снижении напряжения сети за время пуска до 0,8 U ном. Двигатели допускают два пуска подряд из холодного состояния или один пуск из горячего состояния. Интервал между последующими пусками не менее трех часов, количество пусков не более 10000 за период эксплуатации и не более 500 пусков в год.

Двигатели имеют подшипники качения с пластичной смазкой. Контроль температуры подшипников осуществляется термопреобразователями сопротивления. Соединение двигателей с приводным механизмом осуществляется посредством упругих муфт. Изоляционные материалы обмотки статора класса нагревостойкости не ниже «В». Изоляция обмотки статора термореактивная типа «Монолит-2». Обмотка статора имеет шесть выводных концов, закрепленных на четырех изоляторах в коробке выводов. Соединение фаз обмотки - звезда. Контроль температуры обмотки и сердечника статора осуществляется шестью термопреобразователями, заложенными в пазы статора. Двигатели допускают правое и левое направление вращения. Изменение направления вращения осуществляется только из состояния покоя.

Двигатели могут быть укомплектованы подшипниками SKF или FAG.

Вы можете посмотреть дополнительную информацию по другим сериям высоковольтных электродвигателей, в соответсвующем разделе нашего сайта.

Структура условного обозначения типа двигателей серии ДАЗ04 напряжением 6 кВ Структура условного обозначения типа двигателей серии ДАЗ04 напряжением 10 кВ

Основные характеристики двигателей серии ДАЗ04 напряжением 6 кВ

Тип двигателя Мощность,кВт Синхроннаячастотавращения,об/мин Напряжение, В КПД, % cosφ, о.е. Ток статора, А Mmax Mnom Ms Mnom Iki Inom Маховый момент, кгм2
ротора допустимыймеханизма
ДО304-400ХК-4МУ1 315 1500 6000 93,7 0,86 38 2,8 1,3 7 44 680
ДА304-400Х-4МУ1 400 1500 6000 94,2 0,87 47 2,8 1,3 7 48 920
ДА304-400У-4МУ1 500 1500 6000 94,8 0,87 58,5 2,8 1,5 7 56 1120
ДA304-450X-4МУ1 630 1500 6000 94,7 0,87 74 2,5 1,2 7 88 1200
ДA304-450У-4МУ1 800 1500 6000 95 0,88 92 2,6 1,3 7 104 1400
ДA304-400XK-6МУ1 250 1000 6000 93,2 0,83 31 2,5 1,3 6,5 64 1200
ДО304-400Х-6МУ1 315 1000 6000 93,9 0,85 38 2,5 1,3 6,5 76 1400
ДA304-400У-6МУ1 400 1000 6000 94,2 0,85 48 2,5 1,3 6,5 88 2400
ДA304-450X-6МУ1 500 1000 6000 94,4 0,85 60 2,4 1,3 6,5 132 3000
ДA304-450У-6МУ1 630 1000 6000 94,7 0,85 75 2,4 1,3 6,5 156 3600
ДА304-400Х-8МУ1 200 750 6000 92,5 0,77 27 2,3 1,2 6 80 2000
ДО304-400У-8МУ1 250 750 6000 93 0,79 32,5 2,4 1,2 6 92 2400
ДA304-450X-8МУ1 315 750 6000 93,4 0,8 40,5 2,4 1,2 6 148 3200
ДA304-450УK-8МУ1 400 750 6000 93,8 0,81 50,5 2,3 1,2 6 172 5200
ДA304-450У-8МУ1 500 750 6000 94,2 0,82 62 2,3 1,2 6 200 6000
ДАЗО4-400У-10МУ1 200 600 6000 92 0,74 28 2,3 1,3 6 92 3200
ДA304-450Х-10МУ1 250 600 6000 92,5 0,78 33 2,3 1,3 6 1 52 6000
ДA304-450У-10МУ1 315 600 6000 93 0,8 41 2,3 1,3 6 172 6000
ДA304-450Х-12МУ1 200 500 6000 91,7 0,75 28 2,3 1,3 5,5 164 7600
ДA304-450У-12МУ1 250 500 6000 92,2 0,75 35 2,3 1,3 5,5 1 84 10000
ДАЗ04-400ХК-4МТ2 250 1500 6000 93 0,87 30 2,7 1,1 7,1 44 500
ДАЗ04-400Х-4МТ2 315 1500 6000 93,6 0,89 36,5 2,6 1,1 6,6 48 680
ДАЗ04-400У-4МТ2 400 1500 6000 94,2 0,89 45,5 2,4 1,1 6,6 56 920
ДАЗ04-450Х-4МТ2 500 1500 6000 94 0,88 58 2,6 1,1 7 88 1000
ДАЗ04-450У-4МТ2 630 1500 6000 94,7 0,89 72 2,2 1 6,5 104 1200
ДАЗ04-400ХК-6МТ2 200 1000 6000 92,6 0,84 24,7 2,2 1,2 6,5 64 1400
ДАЗ04-400Х-6МТ2 250 1000 6000 93 0,86 30 2,4 1,2 6,5 76 1800
ДАЗ04-400У-6МТ2 315 1000 6000 93,6 0,84 38,6 2,2 1,2 6,5 88 2400
ДАЗ04-450Х-6МТ2 400 1000 6000 94,2 0,85 48 2,2 1,2 6,5 132 2800
ДАЗ04-450У-6МТ2 500 1000 6000 94,5 0,86 59,5 2,4 1,2 6,6 156 3400
ДАЗ04-400Х-8МТ2 160 750 6000 92 0,77 21,7 2,4 1,3 6,5 80 1800
ДАЗ04-400У-8МТ2 200 750 6000 92,6 0,79 26,3 2,2 1,3 6,5 92 2200
ДАЗ04-450Х-8МТ2 250 750 6000 93,3 0,81 32 2,4 1,2 6 148 2400
ДАЗ04-450УК-8МТ2 315 750 6000 93,4 0,83 39 2,2 1,1 5,6 172 5200
ДАЗ04-450У-8МТ2 400 750 6000 93,5 0,81 51 2,3 1,2 6 200 5600
ДАЗ04-450Х-10МТ2 200 600 6000 92 0,81 26 2,3 1,2 6 1 52 4000
ДАЗ04-450У-10МТ2 250 600 6000 92,5 0,8 32,5 2,3 1,3 6 172 6000

Габаритные, установочные, присоединительные размеры двигателей серии ДАЗ04 напряжением 6 кВ

Тип двигателя b10 b11 b30 b31 d I10 l11 I30 I31 I34 h h5 b31 h44 Масса, кг
ДАЗ04-400ХК-4М 800 940 1320 710 100 900 1140 1775 200 740 400 106 1270 100 2190
ДАЗ04-400Х-4М 800 940 1320 710 100 900 1140 1775 200 740 400 106 1270 100 2330
ДАЗ04-400У-4М 800 940 1320 710 100 1000 1240 1875 200 840 400 106 1270 100 2630
ДАЗ04-400ХК-6М 800 940 1320 710 100 900 1140 1775 200 740 400 106 1270 100 2220
ДАЗ04-400Х-6М 800 940 1320 710 100 900 1140 1775 200 740 400 106 1270 100 2380
ДАЗ04-400У-6М 800 940 1320 710 100 1000 1240 1875 200 840 400 106 1270 100 2650
ДАЗ04-400Х-8М 800 940 1320 710 100 900 1140 1775 200 740 400 106 1270 100 2340
ДАЗ04-400У-8М 800 940 1320 710 100 1000 1240 1875 200 840 400 106 1270 100 2610
ДАЗ04-400У-10М 800 940 1320 710 100 1000 1240 1875 200 840 400 106 1270 100 2590
ДАЗ04-450Х-4М 900 1040 1420 760 110 900 1190 1825 224 790 450 116 1475 205 2900
ДАЗ04-450У-4М 900 1040 1420 760 110 1000 1290 1925 224 890 450 116 1475 205 3300
ДАЗ04-450Х-6М 900 1040 1420 760 110 900 1190 1825 224 790 450 116 1475 205 2950
ДАЗ04-450У-6М 900 1040 1420 760 110 1000 1290 1925 224 890 450 116 1475 205 3350
ДАЗ04-450Х-8М 900 1040 1420 760 110 900 1190 1825 224 790 450 116 1475 205 2870
ДАЗ04-450УК-8М 900 1040 1420 760 110 1000 1290 1925 224 890 450 116 1475 205 3200
ДАЗ04-450У-8М 900 1040 1420 760 110 1000 1290 1925 224 890 450 116 1475 205 3470
ДАЗ04-450Х-10М 900 1040 1420 760 110 900 1190 1825 224 790 450 116 1475 205 2770
ДАЗ04-450У-10М 900 1040 1420 760 110 1000 1290 1925 224 890 450 116 1475 205 3100
ДАЗ04-450Х-12М 900 1040 1420 760 110 900 1190 1825 224 790 450 116 1475 205 2860
ДАЗ04-450У-12М 900 1040 1420 760 110 1000 1290 1925 224 890 450 116 1475 205 3120

Размеры в миллиметрах

Основные характеристики двигателей серии ДАЗ04 напряжением 10 кВ

Тип двигателя Мощность,кВт Синхроннаячастотавращения,об/мин Напряжение, В КПД, % cosφ, о.е. Ток статора, А Mmax Mnom Ms Mnom Iki Inom Маховый момент, кгм2
ротора допустимыймеханизма
ДАЗ04-85/37К-4У1 315 1500 10000 92,6 0,85 23 2 1,2 7 84 680
ДАЗ04-85/37-4У1 400 1500 10000 93 0,86 29 2 1 7 84 920
ДАЗ04-85/43-4У1 500 1500 10000 93,6 0,85 36 2,2 1,2 7 96 1120
ДАЗ04-85/49-4У1 630 1500 10000 94,1 0,86 45 2 1,2 7 107 1200
ДАЗ04-85/55-4У1 800 1500 10000 94,6 0,86 57 2 1,2 7 118 1400
ДАЗ04-85/40-6У1 315 1000 10000 93,3 0,8 24,4 2,3 1,3 6,2 140 2300
ДАЗ04-85/51-6У1 400 1000 10000 93,9 0,81 30,4 2,4 1,3 6,5 176 3000
ДАЗ04-85/54-6У1 500 1000 10000 94,2 0,83 37,0 2,3 1,2 5,8 188 3200
ДАЗ04-85/59-6У1 630 1000 10000 94,4 0,83 46,4 2,2 1,2 5,8 204 3450
ДАЗ04-85/51-8У1 315 750 10000 93,3 0,77 25,3 2,2 1,2 5,4 176 4900
ДАЗ04-85/62-8У1 400 750 10000 93,8 0,77 32 2,2 1,2 5,4 212 6000
Габаритные, установочные, присоединительные размеры и масса двигателей серии ДАЗ04 напряжением 10 кВ
Тип двигателя I10 I11 I30 I34 Масса, кг
ДАЗ04-85/37К-4У1 1000 1340 1975 870 2820
ДАЗ04-85/37-4У1 1000 1340 1975 870 2820
ДАЗ04-85/43-4У1 1000 1340 1975 870 3065
ДАЗ04-85/49-4У1 1120 1460 2095 990 3325
ДАЗ04-85/55-4У1 1120 1460 2095 990 3530
ДАЗ04-85/40-6У1 1000 1340 1975 870 2800
Тип двигателя I10 I11 I30 I34 Масса, кг
ДАЗ04-85/51-6У1 1120 1460 2095 990 3300
ДАЗ04-85/54-6У1 1120 1460 2095 990 3400
ДАЗ04-85/59-6У1 1120 1460 2095 990 3600
ДАЗ04-85/51-8У1 1000 1340 1975 870 2900
ДАЗ04-85/62-8У1 1120 1460 2075 990 3750

www.tvid.ru

Ремонт высоковольтных электродвигателей синхронных и асинхронных

Ремонт высоковольтных электродвигателей [синхронных и асинхронных.

Высоковольтный электродвигатель (синхронный и асинхронный) – это электрическая машина которая превращает электрическую энергию в механическую с побочным выделением тепла. Высоковольтные электродвигатели подключаются к промышленным электрическим сетям с напряжением 6000 V и 10000 V, редко используется напряжение в 3000 V.

Ремонт высоковольтных электродвигателей — статор высоковольтного синхронного электродвигателя для компрессора.

К нам на ремонт попадают самые разнообразные высоковольтные электродвигатели синхронные и асинхронные. Наиболее часто встречающиеся поломки высоковольтного электродвигателя это пробой обмотки статора на корпус, так же встречается межфазный пробой, витковое замыкание секций.

Пробой обмотки статора (фазного ротора) на корпус – причиной данной поломки высоковольтного электродвигателя является подвижка обмотки, вибрации, ослабление бандажей. При пробивании обмотки на корпус у высоковольтного электродвигателя срабатывает защита и его невозможно запустить. Данная поломка определяется нашими специалистами визуально и путем замеров (мегомметром) и испытаниями на высоковольтной установке. Если изоляция высоковольтного электродвигателя (не имеет видимых повреждений, показания мегомметра находятся в допустимых пределах, т.е. позволяет проводить испытания), то двигатель тестируют на высоковольтной установке путем подачи повышенного напряжения на обмотку при установленном или неустановленном роторе.

Межфазовый пробой высоковольтного электродвигателя – причиной данного вида неисправности является подвижка лобовых частей секций, подвижка схемы.

Ремонт высоковольтных электродвигателей — активная часть статора высоковольтного электродвигателя.

Витковое замыкание высоковольтного электродвигателя – причина поломки подвижка витков секций или перегрев (повышенная температура.

Механические поломки высоковольтных электродвигателей такие как, выход из строя подшипников качения, подшипников скольжения, повреждения корпуса, повреждения вентилятора, выход из строя изоляторов, дисбаланс ротора, встречаются реже (при условии своевременного проведения плановых предупредительных работ – ППР.

После правильного диагностирования причин поломки электротехнический персонал нашей фирмы начинает ремонт высоковольтного электродвигателя. В зависимости от вида поломки ремонт включает такие действия.

замена подшипников качения и скольжения.

замена изоляторов.

демонтаж обмотки статора.

удаление корпусной изоляции.

удаление витковой изоляции.

устранение механических поломок проводников.

изолировка витковой изоляции.

изолировка корпусной изоляции.

высоковольтные испытания секций.

укладка секций в статор.

высоковольтные испытания секций статора.

сборка схемы статора.

последнее высоковольтное испытание.

ремонт корпуса, вентилятора.

Ремонт высоковольтных электродвигателей — высоковольтный синхронный электродвигатель.

Иногда, в исключительных случаях, возможен «частичный ремонт» (на территории заказчика) обмотки статора и ротора с заменой и перемоткой только поврежденной части, это позволяет быстро запустить высоковольтный электродвигатель в производство, что бы избежать простоев.

Так как высоковольтный электродвигатель (синхронный и асинхронный) эксплуатируется при очень высоких напряжениях, это обязывает конструктора, производителей и ремонтников применять высококачественные изоляционные материалы, которые выдерживают высокие температуры, имеют повышенную механическую и электрическую прочность.

Для ремонта высоковольтных электродвигателей ЧП «Тесла-Империал» применяет только качественные материалы.

Изоляционные материалы российского производства ОАО «Завод ЭИМ «ЭЛИНАР» (ленты слюдинитовые ЛСК, ЛСЭП; ленты высокотемпературные, стеклотекстолиты СТЭФ-1, ленты лавсановые, шнур лавсановый.

Механические комплектующие – подшипники шведской фирмы SKF, а так же подшипники российского производства (Саратовский подшипниковый завод), подшипники белорусского производства (11-й Минский подшипниковый завод.

Для смазывания импортных подшипников применяется качественная немецкая смазка Hundert для отечественных – отечественные смазки, марка которых зависит от условия эксплуатации (количества оборотов двигателя, температуры, среда использования.

Все материалы и узлы, которые ЧП «Тесла-Империал» использует для ремонта и профилактики высоковольтных электродвигателей имеют сертификаты качества и сделаны по ГОСТам.

Как увеличить время работы высоковольтного электродвигателя и снизить к минимуму вероятность поломок.

Единственный и самый важный совет – ВОВРЕМЯ проводите ППР (Планово-предупредительный ремонт.

otvali.ru

Современные промышленные высоковольтные преобразователи частоты для регулирования асинхронных и синхронных двигателей

Гузеев Б.В., Хакимьянов М.И.

Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа

Аннотация. Авторы анализируют структуры и конструктивные особенности высоковольтных преобразователей частоты отечественных и зарубежных разработчиков. Приведен краткий анализ схем и элементов преобразователей частоты: многофазных трансформаторов, силовых ячеек, выполненных на запираемых тиристорах и биполярных транзисторах с изолированным затвором, фильтров. Производится сравнение форм выходных напряжений для преобразователей частоты различных типов. Сделан анализ перспектив развития высоковольтных преобразователей частоты.

Ключевые слова: высоковольтный преобразователь частоты, высоковольтный частотно-регулируемый электропривод, двухтрансформаторная схема, инвертор, многоуровневый преобразователь, многообмоточный трансформатор, силовая ячейка.

Современные технологии автоматизации технологических процессов базируются в значительной степени на частотно-регулируемом электроприводе. В последнее время заметно возрос интерес к внедрению частотного регулирования мощных высоковольтных асинхронных и синхронных электродвигателей. Такие электродвигатели широко используются при трубопроводном транспорте нефти и нефтепродуктов, для перекачки воды, в металлургической и нефтехимической промышленности. В данной статье авторы анализируют характеристики и конструкции высоковольтных частотных преобразователей (ВЧП) различных отечественных и импортных производителей, опираясь на литературные источники.

Во многих работах [1, 5] рассмотрены структурные схемы и топология ВЧП.

Так, можно выделить такие структуры ВЧП, как двухтрансформаторная схема с низковольтным инвертором (рис. 1) и многоуровневые преобразователи (рис. 2).

В настоящее время круг рациональных технических решений для различных схем и видов ВПЧ с автономными инверторами тока (АИТ) и напряжения (АИН) в целом определился, но процесс их совершенствования непрерывно продолжается в связи с появлением новых силовых полупроводниковых элементов. В литературных источниках анализируется продукция таких фирм, как ABB, Siemens, Allen-Bradley, Toshiba, Mitsubishi, Robicon, Ansaldo, Alstom, ESTEL, GE, Hyundai и других. Например, ЗАО «Автоматизированные Системы и Комплексы» завершают пусконаладочные работы на главных электроприводах 24 магистральных насосных агрегатов на первом участке нефтепровода «Восточная Сибирь Тихий океан». Электроприводы выполнены на основе преобразователей частоты

(ПЧ) АВВ АСS6000 (3,1 кВ/3,3 кА) и синхронных электродвигателей с бесщеточным возбуждением АВВ АМS900 (14,5 МВт).

Рис. 1. Преобразователь ПЧВН производства ЗАО «ЭЛЕКТРОТЕКС», выполненный по двухтрансформаторной схеме с низковольтным инвертором

Рис. 2. Высоковольтный многоуровневый преобразователь частоты ПЧВМ производства ЗАО «ЭЛЕКТРОТЕКС»

Топология и принципы управления инверторами в настоящее время определяются современными силовыми полупроводниковыми элементами нового типа (IGBT, GTO, IGCT, SGCT), а также различными видами ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Например, ШИМ со «слежением» (релейного типа), программная ШИМ с избирательным подавлением высших гармоник, многоуровневая ШИМ, ШИМ в комбинации с амплитудно-импульсной модуляцией и другие.

Стремление получать на выходе инверторов ток и напряжение для питания электродвигателя с меньшим количеством гармонических составляющих, определило, по мнению авторов, несколько подходов производителей к построению инверторов [1]. Например, известны инверторы с тремя уровнями напряжения (3-level) и коммутацией в «звезду» (с фиксированной нулевой точкой или фиксированной нейтралью (Neutral-Point Clamped – NPC)), либо с четырьмя уровнями напряжения (4-level). Следующим шагом в улучшении формы выходного напряжения инверторов является выполнение их многоуровневыми (multi–level). ВПЧ с такими инверторами в различных модификациях выпускают Robicon, Toshiba, Mitsubishi Electric, GE. В этом случае наиболее сложным элементом ВПЧ является входной трансформатор (рис. 3).

Рис. 3. Многообмоточный трансформатор

В работе [1] сформулированы направления работ, необходимых для создания надежных высоковольтных электроприводов с регулируемой выходной частотой. Это обеспечение электромагнитной совместимости автономного инвертора с асинхронным двигателем и системой электроснабжения; обеспечение соответствия показателей качества электроэнергии действующим стандартам; оптимизация параметров высоковольтных вентилей, состоящих из последовательно соединенных нескольких силовых полупроводниковых приборов нового поколения; диагностика вентильного оборудования преобразователя, обеспечивающая превентивный контроль силовой схемы; совершенствование функций микропроцессорного контроллера; совершенствование тест-контроля элементов оборудования и выходного контроля преобразователей частоты; стимулирование применения новых конструкционных материалов, оптоэлектроники, совершенствование системы охлаждения силовых полупроводниковых приборов.

АВС Холдинг сообщает о разработанных высоковольтных преобразователях частоты серии АВS−DRIVE для регулирования скорости асинхронных и синхронных электродвигателей, удовлетворяющих самым жестким требованиям стандарта IEEE 519 1992 относительно гармонического искажения тока и напряжения. Преобразователи частоты ABS-DRIVE рассчитаны на работу с синхронными и асинхронными электродвигателями мощностью до 5 000 кВт и наиболее эффективны при работе на низких скоростях.

Структурно частотные преобразователи состоят из интегрированного входного трансформатора, секций силовых ячеек и секций микроконтроллерного оборудования. На напряжения 6 и 6,6 кВ используются 15, 18 или 21 ячейка, соединенные последовательно по 5, 6 или 7 штук в каждой фазе. На напряжения 10 и 11 кВ используются 24 или 27 ячеек, соединенных последовательно по 8 или 9 штук в каждой фазе. Благодаря использованию многообмоточного входного трансформатора и "многоячеистой" структуре силовой схемы потребляемый преобразователем частоты ток имеет практически синусоидальную форму ([1], рис. 4), что отвечает требованиям ГОСТ 13109-97 к качеству сети и ГОСТ Р 51524-99 по электромагнитной совместимости, при этом коэффициент электрической мощности превышает 95 % во всем скоростном диапазоне без использования внешних конденсаторов. Кроме того, не происходит перегрузки по реактивной мощности питающих линий, выключателей и трансформаторов. Приводы ABS-DRIVE предотвращают "перекрестные искажения", возникающие в результате взаимодействия с другими преобразователями частоты, выпрямительными устройствами и так далее, подключенными к той же сети электроснабжения.

Высоковольтные многоуровневые преобразователи частоты (ПЧВМ) фирмы ЗАО «ЭЛЕКТРОТЕКС» предназначены для бесступенчатого регулирования скорости асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором различных приводных механизмов (рис. 2). В состав преобразователя частоты серии ПЧВМ входит входной сухой многообмоточный трансформатор, многоуровневый высоковольтный преобразователь частоты и шкаф управления и защиты. Управление двигателем скалярное – по характеристике U/f, задаваемой 8 точками. Регулирование прямое частотное или ПИД-регулирование. Заявлены следующие преимущества: подключение напрямую к сети 6000 В; высокий коэффициент мощности (0,95) во всем диапазоне скоростей; КПД не менее 0,98; синусоидальная форма входного и выходного тока и напряжения; исключена установка дополнительных дорогостоящих входных и выходных фильтров; реализуется функция «подхвата» при глубоких и длительных снижениях напряжения в сети электроснабжения.

Высоковольтные частотные преобразователи PowerFlex 7000 производит Rockwell Automation для управления высоковольтными асинхронными и синхронными двигателями напряжением 2,4…10,0 кВ в диапазоне мощностей 250…24000 кВт.

Рис. 4. Формы тока и напряжения многоуровневого АИН на асинхронный двигатель 1100 кВ·А, 4160 В. В силовой схеме, которая имеет относительно простую структуру, имеется минимальное количество силовых элементов и отсутствуют высоковольтные электролитические конденсаторы. Возможно использование совместно с ВЧП серийных (производства России или заводов бывшего СССР) электродвигателей без доработки, без согласующих элементов и фильтров.

Высоковольтные частотно-регулируемые приводы HYUNDAI серии N5000 предназначены для плавного пуска и регулирования скорости вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором мощностью 155…3930 кВт с номинальным напряжением 3, 6 и 10 кВ. Данные преобразователи оборудованы полным векторным контролем. Векторное регулирование позволяет управлять двигателем, когда нет четкой зависимости между моментом на валу и скоростью вращения. Этот метод управления позволяет получить расширенный диапазон регулирования частоты при номинальных моментах или даже при кратковременных перегрузках до 150-200 % от номинального момента. Следует отметить, что векторный метод работает оптимально, если введены правильно паспортные величины двигателя и успешно прошло его автотестирование. Векторный метод реализуется путем сложных расчетов, производимых микропроцессором с использованием информации о выходном токе, частоте и напряжении. В инверторе используются биполярные транзисторы с изолированным затвором (БТИЗ или IGBT) с многоуровневой ШИМ-модуляцией и минимальным коэффициентом гармоник (менее 4 %).

В работах [3, 4, 5] приводятся результаты исследований электромагнитных процессов при переключениях в высоковольтных тиристорных инверторах. Предлагаются способы защиты от перенапряжений при коммутациях.

Общие вопросы теории регулируемого электропривода различных механизмов рассмотрены в работах [1, 3, 4].

Опыт применения, как высоковольтных частотных преобразователей, так и преобразователей низкого напряжения рассмотрен в работах [2, 4]. В основном, в приведенных источниках рассматриваются вопросы энергосбережения. Отмечается, что современные преобразователи частоты позволяют анализировать пусковые и рабочие характеристики электродвигателя, отслеживать изменения в работе исполнительных механизмов в течение срока их эксплуатации, что значительно увеличивает ресурс работы электродвигателей и исполнительных механизмов в целом. В работе [4] изложены положительные результаты опытной эксплуатации преобразователя частоты МИР ПЧ-01 в МУП «Теплокоммунэнерго», г. Омск.

Обзор современного российского рынка преобразователей частоты для электропривода приведен в работах [3, 4]. В странах СНГ производителями высоковольтных преобразователей являются ОАО «Электровыпрямитель», «Триол», Estel Pluss AS.

ОАО «Электровыпрямитель» выпускает новую серию высоковольтных преобразователей частоты, выполненных по двухтрансформаторной схеме с использованием низковольтных ПЧ «Омега». Входной трансформатор преобразует входное напряжение (3 фазы, 6000 В) в пониженное выходное напряжение (3 фазы, 380 В). Силовая часть ПЧ реализована на современных IGBT и диодно-тиристорных модулях, выпускаемых ОАО «Электровыпрямитель». Серия частотно-регулируемых электроприводов РЭН2В на базе двухтрансформаторной схемы (мощность – 160…3200 кВт) предназначена для регулирования частоты вращения асинхронных и синхронных двигателей с напряжением питания 3, 6, 10 кВ. Преобразователи частоты комплектуются входным (сетевым) понижающим и выходным повышающим трансформаторами. Для наращивания мощности преобразователей РЭН2В использовано параллельное соединение группы низковольтных преобразователей. В преобразователях РЭН2В полностью решены специфические вопросы управления и защиты высоковольтной части, равномерного распределения нагрузки между группой низковольтных преобразователей, работы на трансформаторную нагрузку.

Электроприводы с использованием ПЧ Триол АТ09 предназначены для управления мощными производственными механизмами (400 - 2500 кВт), оснащенными высоковольтными асинхронными двигателями. Электроприводы Триол АТ09 выполнены по двухтрансформаторной схеме и в них реализованы оптимизированные алгоритмы высокочастотного ШИМ-управления.

Новое поколение ПЧ Estel Pluss AS для высоковольтного асинхронного и синхронного электропривода содержит три фазные секции, соединенные по схеме «звезда». В каждой секции последовательно включены силовые модули, образующие функциональные узлы выпрямителя и инвертора. Питание каждой секции осуществляется от вторичных обмоток трансформатора, первичным напряжением которого является питающая высоковольтная сеть. Входной выпрямитель работает в режиме ШИМ-преобразования. Инвертор работает в режиме ШИМ-синуса, формируя на выходе практически синусоидальный ток.

На основе анализа известных схем ПЧ авторы статьи [5] считают, что особый интерес представляет «двухтрансформаторная» схема, содержащая последовательно включенные элементы: понижающий трансформатор – низковольтный выпрямитель - инвертор - повышающий трансформатор - электродвигатель. Основным преимуществом подобного решения является возможность применять стандартное оборудование, серийно выпускаемое большим количеством отечественных предприятий. Однако диапазон регулирования двухтрансформаторных схем ограничен соотношением (1:2), поскольку обычные трансформаторы плохо работают на низкой частоте (данный диапазон достаточен для регулирования электроприводов насосов и вентиляторов).

Из отечественных разработок нужно выделить преобразователи ПЧСВ, ПЧСН и ПЧИТ инженерной компании «Технорос» (Санкт-Петербург). Высоковольтные тиристорные преобразователи частоты серии ПЧСВ (рис. 5) предназначены для регулирования частоты вращения механизмов с приводными синхронными двигателями напряжением 6 и 10 кВ и мощностью от 1 до 10 МВт. ПЧСВ построен по схеме вентильного двигателя и включает в себя высоковольтный выпрямитель, инвертор, ведомый сетью и сглаживающий дроссель (ДС) в звене постоянного тока.

Преобразователи частоты тиристорные серии ПЧИТ (рис. 6) предназначены для плавного пуска, торможения и регулирования частоты вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, управляющих механизмами в различных отраслях промышленности. Данный тип преобразователя частоты обеспечивает частотное управление скоростью двигателя, активное торможение двигателя с рекуперацией энергии в питающую сеть.

Рис. 5. Высоковольтный тиристорный преобразователь частоты серии ПЧСВ инженерной компании «Технорос»:

ВВ – высоковольтный выключатель ячейки КРУ; РТ – реактор токоограничивающий;

КВ1 - КВ3 – контакторы высоковольтные; ЩСП – щит силовой преобразовательный с системой управления и регулирования; ДС– дроссель сглаживающий;

ШЗП – шкаф защиты от перенапряжений; ШВК – шкаф высоковольтных контакторов;

ТВ – тиристорный возбудитель; Тр – трансформатор питания возбудителя;

СД – синхронный двигатель; ИМ – исполнительный механизм (вентилятор, насос)

Рис. 6. Преобразователь частоты тиристорный серии ПЧИТ инженерной компании «Технорос»:

В – управляемый трехфазный мостовой выпрямитель; АИ – трехфазный мостовой автономный инвертор тока с отсекающими диодами; ДН, ДТ – датчики напряжения и тока; Др – сглаживающий дроссель; РС – регулятор скорости; П1 – преобразователь (устройство) измерения векторов тока и потока двигателя; П2 – преобразователь (устройство) измерения амплитуды Ф и частоты вращения вектора потока; РТ – регулятор тока;

СУВ – система управления выпрямителем; СУИ – система управления инвертором

Анализируя приведенную литературу можно сделать следующие выводы:

1. Из приведенных публикаций следует, что в настоящее время большинство ВЧП имеют типовые структуры с инверторами тока или напряжения;

2. Приведенных публикаций следует, что структура ВЧП в основном определена как с инверторами тока, так и с инверторами напряжения.

3. Проблема электромагнитной совместимости ВЧП с двигателем и питающей сетью решается выбором такой структуры преобразователя и управления им с помощью разнообразных ШИМ, при которой добиваются практически синусоидальных входных и выходных токов и напряжений.

4. Существует довольно большое количество уже разработанных и поставляемых под заказ ВПЧ для управления асинхронными и синхронными двигателями. Чаще всего это продукция иностранных производителей. Сравнение ВЧП отечественных и импортных производителей показывает, что импортные преобразователи, в целом, являются более надежными. Вместе с тем, в большинстве случаев, они являются функционально избыточными, и имеют более высокую стоимость. Можно сказать, что отечественные ПЧ уступают импортным по качеству и надежности, выигрывая в стоимости.

5. Возросшее внимание отечественных разработчиков силовой электроники к проблемам конструирования ВЧП позволяет надеяться, что разрыв в качестве и надежности импортных и отечественных преобразователей будет неуклонно сокращаться. Например, московская компания «Л-Старт» занимается разработкой и производством ВЧП, которые по техническим и эксплуатационным параметрам не уступают аналогичным устройствам японских и европейских производителей, а по ряду характеристик превосходят их.

Литература

1. Лазарев Г.Б. Высоковольтные преобразователи для частотно-регулируемого электропривода. Построение различных систем // Новости электротехники.

2005. № 2 (32). C. 30-36. URL: http://www.news.elteh.ru/arh/2005/32/10.php

2. Народницкий А.Г. Частотно регулируемые приводы и энергораспределительные системы // Цемент и его применение. 2008. № 4. С. 38-41.

3. Шкердин Д.Г. Преобразователи частоты в энергосберегающем приводе насосов // Водоснабжение и санитарная техника. 2004. №7. С. 29-32.

4. Мухамадеев А.Р. Преобразователи частоты и устройства плавного пуска для электроприводов переменного тока // Энергетика Татарстана. 2010. № 17. С. 44-53.

5. Гринштейн Б.И., Колоколкин А.М., Тарасов А.Н. Опыт разработки и внедрения тиристорных преобразователей частоты для пуска и регулирования частоты вращения мощных синхронных машин // Электрические станции. 2005. № 8. С. 45-53.

Статья опубликована в электронном научном журнале «Нефтегазовое дело», 2011, № 3 http://www.ogbus.ru

www.chastotnik.pro

Пусковое устройство трехфазного высоковольтного асинхронного двигателя

 

Данное устройство относится к области электротехники, в частности к способам пуска и управления высоковольтными асинхронными электродвигателями. Технический результат - продление срока службы высоковольтного асинхронного двигателя и сопряженного с ним механизма, снижение значений момента и тока при пуске, компенсация реактивной мощности, которая генерируется самим двигателем. Задачей технического решения является эффективное использование питающей сети путем снижения уровня гармоник в питающей сети. Пусковое устройство трехфазного высоковольтного асинхронного двигателя, содержащее асинхронный двигатель, состоящий из статора со статорной обмоткой, трехфазный трансформатор с двумя обмотками, тирристорного коммутатора и вентилей, трансформатор выполнен трехобмоточным, вентили соединены по схеме треугольник, дополнительно введены батарея конденсаторов, соединенная с сетью, и фильтрокомпенсирующее устройство, содержащее отдельные пары LC цепочек, которые соединены с трехфазной третьей обмоткой трехфазного трехобмоточного трансформатора. Устройство снижает кратность значений момента и тока при пуске асинхронного двигателя благодаря введению дополнительных реактивных сопротивлений, в качестве которых выступают обмотки высоковольтного трехфазного трехобмоточного трансформатора, вследствие того, что трансформатор имеет еще две обмотки, то через них происходит управление значениями реактивных сопротивлений и компенсация третьей, пятой и седьмой гармоник. 1 н.п.ф. 1 илл.

Техническое решение относится к области электротехники, в частности к устройствам плавного пуска (УПП) и управления высоковольтными асинхронными электродвигателями.

Известен трехфазный токоограничивающий реактор для устройства плавного пуска электродвигателя, который содержит торцевые и боковые конструкционные элементы, образующие каркас. Фазные обмотки вертикально расположены с прокладками между рядами проводов, формирующими вентиляционные каналы. Опорные элементы содержат пластины и крестовины с амортизаторами, расположенные между изоляционными торцевыми элементами и фазными обмотками. Стягивающие элементы выполнены в виде планок со шпильками. На каждом из изоляционных цилиндров расположена соответствующая многогранная фазная обмотка, зафиксированная в торцевых зонах через амортизаторы стягивающими элементами. 4-лучевые опорные и торцевые элементы соединены крестообразно и зафиксированы между боковыми конструкционными элементами. (Патент РФ 2398301, МПК8 H01F 38/02, H01F 27/30, опубликован 27.08.2010 г.)

Недостатками известного устройства являются трудоемкость при изготовлении и невозможность регулирования реактивного сопротивления реактора, что необходимо для осуществления регулируемого пуска асинхронного двигателя.

Известно наиболее близкое техническое решение, представляющее пусковое устройство высоковольтного электродвигателя переменного тока, которое включает трехфазный трансформатор, имеющий первичную и вторичную обмотки, соединенный со статором электродвигателя так, что обмотка статора электродвигателя при соединена к первичной обмотке трансформатора, а фазы вторичной обмотки разъединены, и каждая из них присоединена к отдельной паре встречно соединенных вентилей тиристорного коммутатора. (Патент РФ 82963, МПК7 Н02Р 1/04 опубликован 10.05.2009 г.).

Указанное устройство осуществляет регулировку реактивного сопротивления, благодаря тому, что тиристорные коммутаторы позволяют управлять магнитной системой высоковольтной обмотки.

Недостатком этого устройства является наличие гармоник в питающей сети и низкий косинус для питающей сети, вследствие работы тиристорного коммутатора.

Задачей технического решения является эффективное использование питающей сети путем снижения уровня гармоник в питающей сети.

Пусковое устройство трехфазного высоковольтного асинхронного двигателя, содержащее асинхронный двигатель, состоящий из статора со статорной обмоткой, трехфазный трансформатор с двумя обмотками, тиристорный коммутатор и вводное устройство, трансформатор выполнен трехобмоточным, вводное устройство электрически соединено с двигателем, с питающей сетью и трехфазным трехобмоточным трансформатором через первую трехфазную обмотку, вторая трехфазная обмотка соединена с парами встречно включенных вентилей тиристорного коммутатора, при этом вентили соединены по схеме треугольник, дополнительно введены батарея конденсаторов, соединенная с сетью, и фильтрпокомпенсирующее устройство, содержащее отдельные пары LC цепочек, которые соединены с трехфазной третьей обмоткой трехфазного трехобмоточного трансформатора.

На фиг.1 изображена схема пускового устройства трехфазного высоковольтного асинхронного двигателя.

Пусковое устройство трехфазного высоковольтного асинхронного двигателя содержит батарею конденсаторов 1, которая связана с сетью и с асинхронным двигателем 2, состоящим из статора со статорными обмотками 3 и водного устройства 4, которое электрически соединено с двигателем 2 с питающей сетью и трехфазным трехобмоточным трансформатором 5 через первичные трехфазные обмотки 6. Вторичные трехфазные обмотки 7 трехфазного трехобмоточного трансформатора 5 соединены с отдельной парой встречно соединенных вентилей 8 тиристорного коммутатора 9. Третичные трехфазные обмотки 10 трехфазного трехобмоточного трансформатора 5 соединены с отдельными парами LC цепочки 11 фильтрокомпенсирующего устройства 12.

Пусковое устройство трехфазного высоковольтного асинхронного двигателя работает следующим образом. При подаче напряжения на батарею конденсаторов 1 и статорные обмотки двигателя 3, по ним начинает проходить электрический ток через статорные обмотки 3 и трехфазные обмотки трансформатора 5, вследствие этого в обмотках 7 и 10 наводится электродвижущая сила, далее управление парой встречно соединенных вентилей 8 тиристорного коммутатора 9 приводит к изменению реактивного сопротивления обмоток 6, что позволяет контролировать ток в статорных обмотках 3. При работе тиристорного коммутатора 9 возникают искажения питающей сети нечетными гармониками. Это устранют использованием свойства соединения «звезда-треугольник», и фильтрокомпенсирующего устройства 12, которое состоит из отдельных пар LC цепочек 11, настроенных на пятую и седьмую гармоники. Трехфазный трехобмоточный трансформатор 5 и асинхронный двигатель 2 с вводным устройством 4 генерируют при работе реактивную мощность, которую компенсируют батареи конденсаторов 1.

Данное устройство может быть использовано для устройств плавного пуска (УПП) и управления высоковольтными асинхронными электродвигателями. Устройство повышает эффективность использования питающей сети благодаря использованию фильтрокомпенсирующих устройств, а также позволяет использовать существующие трехобмоточные трансформаторы для управления асинхронным двигателем.

Пусковое устройство трехфазного высоковольтного асинхронного двигателя, содержащее асинхронный двигатель, состоящий из статора со статорной обмоткой, трехфазный трансформатор с двумя обмотками, тиристорный коммутатор и вводное устройство, отличающееся тем, что трансформатор выполнен трехобмоточным, вводное устройство электрически соединено с двигателем, с питающей сетью и трехфазным трехобмоточным трансформатором через первую трехфазную обмотку, вторая трехфазная обмотка соединена с парами встречно включенных вентилей тиристорного коммутатора, при этом вентили соединены по схеме треугольник, дополнительно введены батарея конденсаторов, соединенная с сетью, и фильтрокомпенсирующее устройство, содержащее отдельные пары LC цепочек, которые соединены с трехфазной третьей обмоткой трехфазного трехобмоточного трансформатора.

poleznayamodel.ru

Высоковольтные асинхронные трехфазные двигатели серии А5, Новая Каховка, Украина

Высоковольтные асинхронные двигатели серии А5 среднего размера, с короткозамкнутым ротором.

Степень защиты IP23Охлаждающий способ IC01Монтажное исполнение IM1001Класс изоляции электродвигателя - FРежим работы продолжительный (S1)Частота 50Гц

Напряжение 6 кВ (вольтаж также может быть изменен на 3 кВ или на 10 кВт в соответствии с запросом потребителя).Двигатели имеют секционную структуру, мощность и установочные размеры, соответствующие стандарту IEC. Они производятся по стандарту JB/T 7593-94.

 

Эта серия высоковольтных электродвигателей характеризуется:

  • высокой эффективностью,
  • низким шумом,
  • малой вибрацией,
  • небольшим весом,
  • надежностью,
  • простотой установки и т.д.

Такие электродвигатели широко используются на силовых станциях, водопроводах, в нефтехимических процессах, металлургии и горнодобывающей промышленности.

Технические характеристики

Высоковольтные асинхронные трехфазные двигатели серии А5 напряжением 6 кВ

 

Высоковольтные асинхронные трехфазные двигатели серии А5 напряжением 10 кВ

 

для двигателей А5 напряжением 6 кВ

emz-ua.com