Pikap24.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В чем преимущество синхронного двигателя

МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СТАНКОМ-КАЧАЛКОЙ НА ОСНОВЕ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С БЕЗДАТЧИКОВЫМ МЕТОДОМ

  • Аннотация
  • Об авторах
  • Список литературы
  • Cited By

Аннотация

Станки-качалки нефти (СКН) являются основными элементами в российской нефтедобывающей отрасли в сфере малодебитных скважин. И повышение энергоэффективности данных станков является одной из перспективных задач в интересах нефтегазовой отрасли России.

Применение интеллектуальных энергосберегающих станций управления станком-качалкой нефти на базе синхронных двигателей позволяет оптимизировать добычу нефти, за счет увеличения объема продукции и экономии энергоресурсов. Главным недостатком данных станций является высокая стоимость, что является сдерживающим фактором для широкого применения.

Одним из вариантов решения данной проблемы является применение метода, не использующего датчик положения ротора, так называемый «бездатчиковый метод». Однако большинство работ, связанные с использованием «бездатчикового метода» относятся к системам управления асинхронными двигателями.

В данной работе представлены преимущества систем управления станком-качалкой на базе синхронных двигателей перед асинхронными, рассмотрены варианты управления двигателем и исполнения «бездатчикового метода». Представлены математические модели всех элементов станции управления: станок-качалка, синхронный двигатель, система векторного управления.

Ключевые слова

Об авторах

Петров Тимур Игоревич – аспирант кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» (ЭПП)

Сафин Альфред Робертович – канд. техн. наук, доцент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» (ЭПП)

Ившин Игорь Владимирович – доктор техн. наук, профессор кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» (ЭПП)

Цветков Алексей Николаевич – канд. техн. наук, доцент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» (ЭПП)

Корнилов Владимир Юрьевич – доктор техн. наук, профессор кафедры «Приборостроение и мехатроника» (ПМ)

Список литературы

1. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года.

2. Вейнгер А.М. Регулируемые электроприводы переменного тока. М., 2009. 102 с.

3. Калачев Ю.Н. Наблюдатели состояния в векторном электроприводе. М. , 2013. 63 с.

Читать еще:  Гольф 4 двигатель bca схема

4. Панкратов В.В., Зима Е.А. Энергооптимальное векторное управление асинхронными электроприводами. Новосибирск: Издательство НГТУ, 2005. 120 с.

5. Vas. P. Sensorless Vector and Direct Torque Control. Oxford: Oxford University Press, 1998. P. 376.

6. Калачев Ю.Н. Векторное регулирование (заметки практика). ЭФО: 2013. 63 с.

7. Trzynadlowski A.M., Kirlin R.L., Legowski S.F. Space vector PWM technique with minimum switching losses and a variable pulse rate, IEEE Transactions on Industrioal Electronics. 1997. P. 44.

8. Абд Эль Вхаб А.Р., Каракулов А.С., Дементьев Ю.Н., Кладиев С.Н. Сравнительный анализ векторного управления и прямого управления моментом синхронного электродвигателя с постоянными магнитами // Известия Томского политехнического университета. 2011. № 4. С. 93–99.

9. Ryvkin Sergey. Sliding mode for synchronouselectric drive. Eduardo Palomar Lever–CRC Press. 2011. P. 208.

10. Завьялов В.М, Абд Эль Вхаб А.Р. Дифференциальное управление моментом синхронного двигателя с постоянными магнитами. // Современный электропривод. 2012. № 1. С. 8.

Для цитирования:

Петров Т.И., Сафин А.Р., Ившин И.В., Цветков А.Н., Корнилов В.Ю. МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СТАНКОМ-КАЧАЛКОЙ НА ОСНОВЕ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С БЕЗДАТЧИКОВЫМ МЕТОДОМ. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2018;20(7-8):107-116. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2018-20-7-8-107-116

For citation:

Petrov T.I., Safin A.R., Ivshin I.V., Tsvetkov A.N., Kornilov V.Yu. MODEL OF THE CONTROL SYSTEM ROCKING MACHINES OF OIL THE BASIC OF A SYNCHRONOUS ENGINES WITH THE SENSORLESS METHOD. Power engineering: research, equipment, technology. 2018;20(7-8):107-116. (In Russ.) https://doi.org/10.30724/1998-9903-2018-20-7-8-107-116


Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Синхронный двигатель

Этот тип двигателя способен работать одновременно и в качестве генератора, и как, собственно, двигатель. Его устройство сродни синхронному генератору. Характерной особенностью двигателя является неизменяемая частота роторного вращения от нагрузки.

Читать еще:  Что такое отсечка оборотов двигателя

Эти виды двигателей широко применяются во многих сферах, например, для электрических проводов, которым необходима постоянная скорость.

Описание конструкций линейного синхронного двигателя с постоянными магнитами

На рис.1. в качестве иллюстрации приведен общий вид базового модуля линейного двигателя с постоянными магнитами на тяговое усилие 1000 Н. Подвижная часть состоит из пакета пластин из электротехнической стали и обмотки, а неподвижная из стальной рейки с наклеенными высокоэнергетическими магнитами из сплава.

Двигатели с постоянными магнитами на неподвижной стальной рейке имеют высокие динамические характеристики и не требуют высокой точности изготовления и сборки. Однако для данного типа двигателей существует ограничение на величину тягового усилия из-за технологических ограничений на размеры постоянных магнитов и их высокой стоимости. Кроме того цена высокоэнергетических магнитов нестабильна и постоянно растет из-за открытия все новых областей применения. Диапазон номинальных усилий для двигателей данного типа 10 – 5000 Н. Диапазон скоростей до 5 м/с. Исполнения по способу охлаждения: естественное воздушное, принудительное воздушное (вентилятор), водяное; Конструктивные исполнения: одно и двухстороннее; Конструкция опор: линейные механические и аэростатические;
Конструкция обмотки: трех и двухфазная, под стандартные системы управления синхронными двигателями.

Реактивные синхронные двигатели

Синхронные реактивные электродвигатели всегда работают только в паре с преобразователем частоты и используют тот же тип управления потоком статора, что и обычный АД. Роторы данных машин изготавливают из тонколистной электротехнической стали с пробитыми пазами таким образом, что бы они намагничивались с одной стороны меньше, чем с другой. Стремление магнитного поля ротора «соединится» с вращающимся магнитным потоком статора и создает вращающий момент.

Основным плюсом реактивных синхронных электродвигателей являются незначительные потери в роторе. Таким образом, хорошо спроектированная и работающая с правильно подобранным алгоритмом управления синхронная реактивная машина вполне способна соответствовать европейским стандартам премиум класса IE4 и NEMA, не используя при этом постоянных магнитов. Снижения тепловых потерь в роторе повышает крутящий момент и увеличивает плотность мощности, по сравнению с асинхронными машинами. Эти двигатели имеют низкий уровень шума благодаря низкому уровню пульсаций момента и вибраций.

Читать еще:  Двигатель авс расход топлива

Основным недостатком является низкий коэффициент мощности по сравнению с асинхронной машиной, что приводит к большей потребляемой мощности из сети. Это увеличивает затраты и ставит перед инженером сложную задачу, стоит ли применять реактивную машину или нет для конкретной системы?

Сложность в изготовлении ротора и его хрупкость делает невозможным применение реактивных электродвигателей для высокоскоростных операций.

Синхронные реактивные машины хорошо подходят для широкого спектра промышленных применений, которые не требуют больших перегрузок или высоких скоростей вращения, а также все чаще применяются для частотно-регулируемых насосов из-за повышенной их эффективности.

Синхронный компенсатор

Упрощенная конструкция для холостого хода называется компенсатором.


Потребление электричества, помимо активной мощности, нуждается в реактивной мощности. Генератор вырабатывает реактивную мощность с минимальными затратами. Переход реактивной мощности генератора связан с потерями на линии передач. Поэтому применение компенсаторов является обоснованным экономически. При возбуждении синхронные двигатели не используют напряжение сети, а при перевозбуждении отдают реактивную мощность.

Синхронный электродвигатель применяется в сети переменного и постоянного тока, обеспечивая высокую надежность работы. Этот двигатель улучшит коэффициент мощности предприятия.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector