Т. 329, № 7

О проблеме перегрева обмотки ротора асинхронных двигателей в пусковых режимах высокоинерционных электроприводов нефтегазовой и горной промышленности

Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения надежности и снижения аварийности асинхронных электроприводов высокоинерционных механизмов нефтегазовой отрасли и горной промышленности, таких как насосы магистральных нефтепроводов, вентиляторные установки горнорудных предприятий и другие. При прямом пуске таких электроприводов, а также при пуске с использованием тиристорных преобразователей напряжения происходит значительный нагрев роторной обмотки, что приводит к негативным последствиям воздействия термомеханических эффектов с выходом электродвигателя из строя. Цель исследования: выявить закономерности, связывающие параметры асинхронных двигателей с уровнем нагрева обмотки ротора и режимами запуска, а также выявить возможности влияния на нагрев ротора времени запуска, определяемого уставкой ограничения тока статора при пуске с использованием тиристорного преобразователя напряжения. Объекты: электроприводы высокоинерционных механизмов нефтегазовой отрасли и горной промышленности с асинхронным двигателем, запускаемые при постоянной скорости вращения магнитного поля статора. Методы: аналитические методы, а также моделирование с использованием термодинамических моделей асинхронного двигателя на основе тепловых схем с сосредоточенными параметрами. Результаты. Аналитическим путем, а также с помощью компьютерного моделирования показано, что при увеличении габаритов электродвигателя (при прочих равных условиях) проблема перегрева роторной обмотки приобретает все большую актуальность. При увеличении числа полюсов двигателя (при одинаковой номинальной мощности, в случае, когда имеется возможность использовать передаточное число редуктора, соответствующее номинальной скорости двигателя и требуемой скорости механизма) нагрев роторной обмотки уменьшается. Также показано, что увеличением продолжительности пуска асинхронного двигателя за счет использования тиристорных преобразователей напряжения решить проблему перегрева обмотки ротора можно только при запуске на холостом ходу. В иных случаях увеличение продолжительности пуска либо не позволяет существенно снизить нагрев, либо ведет к увеличению нагрева. В этой ситуации использование тиристорных преобразователей напряжения имеет смысл только, если это предопределяется ограничениями, связанными с просадкой напряжения сети при пуске, а радикальным решением проблемы перегрева является использование преобразователя частоты.

Ключевые слова:

насосные агрегаты, магистральные нефтепроводы, шахтные вентиляторы, асинхронные двигатели, обмотка ротора, термодинамические модели, тепловые схемы, сосредоточенные параметры, нефтегазовая промышленность, газовая промышленность, электроприводы асинхронные, аналитические методы, моделирование, термодинамическое моделирование, тиристорные преобразователи, преобразователи напряжения, преобразователи частоты, электронный ресурс,

Авторы:

Зюзев Анатолий Михайлович

Метельков Владимир Павлович

Скачать PDF