По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.313

Исследование энергетических показателей высоковольтного электропривода при эксплуатации с промежуточными трансформаторами

Лицин К. В. канд. техн. наук, доцент, Новотроицкий филиал Национального исследовательского технологического университета «Московский государственный институт стали и сплавов», г. Новотроицк
Утямишев Д. М. студент, Новотроицкий филиал Национального исследовательского технологического университета «Московский государственный институт стали и сплавов», г. Новотроицк

В статье был проведен анализ влияния промежуточных трансформаторов на технико-экономические показатели электропривода, основанного на высоковольтном асинхронном электродвигателе. Проведен анализ систем пуска высоковольтных электродвигателей переменного тока. Представлены достоинства и недостатки двухтрансформаторной схемы пуска высоковольтного электропривода. Разработана модель системы высоковольтного электропривода в программе Matlab Simulink. Разработанная система включает в себя: источник, дроссель, выпрямитель, сглаживающий входной фильтр, инвертор, синус-фильтр, асинхронный двигатель. Управление IGNT-транзисторами, являющимися составной частью инвертора, осуществляется с помощью блока векторного управления.

Литература:

1. Сивак Б.А. Актуальные направления и задачи развития металлургического машиностроения России / Б.А. Сивак, А.В. Наливайко // Вестник ЮНИДО в России. – 2014. – № 13. – С. 33–36.

2. Анисимов Д.М., Сарваров А.С., Сарваров И.А., Петушков М.Ю. Трехфазное устройство пуска высоковольтного электродвигателя. Свидетельство РФ на полезную модель № 82963, опубл. в БИМП. – 2009. – № 3.

3. Sawa T. Sensorless rotor position estimation of an interior permanent-magnet motor from initial states // IEEE Trans. Industry Applications. – 2003. – N 39. – Р. 761–767.

4. Лицин К.В. Разработка частотного электропривода с активной составляющей тока статора устройства подачи смеси // Известия Тул. гос. ун-та. Технические науки. – Тула: Тульский государственный университет, 2019. – № 9. – С. 602–611.

5. Компания Univolts. Высоковольтные двухтрансформаторные преобразователи частоты [Электронный ресурс]. – URL: http://univolts.ru/trademap/electric/invertors/ highvoltage/2trans

6. Петушков М.Ю. Повышение ресурсоэффективности эксплуатации высоковольтных асинхронных электроприводов: дис.док.техн. наук: 05.09.03 / Петушков Михаил Юрьевич. – Магнитогорск, 2015. – 226 с.

7. Каталог силовых трансформаторов 6(10)/0,4 кВ [Электронный ресурс]. – URL: http://leg.co.ua/knigi/oborudovanie/ elektrifikaciya-blochno-komplektnyh-ustanovokneftyanoy-promyshlennosti-15.html

8. Пантель О.В. Методика расчета параметров асинхронного двигателя для моделирования режимов его работы в среде Matlab Simulink // ACADEMY. – Иваново: Олимп, 2015. – № 2. – С. 7–11.

9. Лицин К.В., Макаров Я.В., Царуш К.А. Влияние несинусоидального сигнала на величину потерь в системе с промежуточными трансформаторами // Наука и производство Урала. Новотроицк: Новотроицкий филиал Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"», 2018. – № 14. – С. 61–63.

10. Басков С.Н., Лицин К.В., Радионов А.А. Определение углового положения ротора синхронного двигателя в режиме векторно-импульсного пуска // Вести вузов Черноземья. – 2014. – № 4. – С. 3–8.

11. Лицин К.В., Басков С.Н. Система векторно-импульсного пуска высоковольтного синхронного двигателя с ограничением пусковых токов // Вестник МЭИ. – М.: Национальный исследовательский университет «МЭИ». – 2019. – № 3. – С. 62–69.

12. Иванов В.В. Цены и сроки окупаемости высоковольтных частотно-регулируемых электроприводов тягодутьевых машин (дымососов и вентиляторов) [Электронный ресурс]. – URL: http://www.erasib.ru/staty/priceROI-cement-fan/

Парк двигателей переменного тока в различных отраслях весьма велик, при этом большинство из них до сих пор включаются в работу путем прямого подключения к сети. Известно, что метод пуска асинхронных или синхронных электродвигателей прямым подключением к сети имеет три серьезных недостатка – влияние на сам двигатель, на сеть и на технологический процесс.

Влияние на сам двигатель сопровождается пиковыми бросками тока в переходном процессе пуска (6-7-кратные по отношению к номинальному). Они приводят к значительным усилиям на проводники, расположенные в лобовых частях обмотки электродвигателя, и, как следствие, – к ослаблению бандажирования обмотки, постепенному нарушению (перетиранию) изоляции и преждевременному выходу двигателя из строя по причине короткого замыкания витков обмотки [1].

Влияние на питающую сеть сказывается при питании от автономных генераторов. Особенно в конце линии электропередачи, падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника питания и этой линии при протекании больших пусковых токов приводит к просадке напряжения в сети. Это отрицательно сказывается на работе другого подключенного к ней оборудования (компьютеры, связь, терминалы релейной защиты и др.), а сам двигатель может не запуститься из-за снижения его момента пропорционально квадрату просадки напряжения.

Влияние на технологический процесс проявляется при пиковых моментах переменного знака, развиваемых двигателем при пуске (4-5-кратные по отношению к номинальному). Это приводит к постепенному увеличению зазоров в механических соединениях между двигателем и механизмом. В ряде случаев вредно сказываются на технологическом процессе, где такие механические нагрузки недопустимы (например, магистральные конвейеры, когда происходит вытягивание приводного ремня, вентиляторы и смесители в случае опасности деформирования лопастей, системы транспортировки развешанных, уложенных или хрупких материалов при возможности их раскачивания, падения или рассыпания и т. д.) [2–4].

Для Цитирования:
Лицин К. В., Утямишев Д. М., Исследование энергетических показателей высоковольтного электропривода при эксплуатации с промежуточными трансформаторами. Электроцех. 2023;5.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: