close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Разработка и исследование пусковых устройств для высоковольтных электроприводов

код для вставкиСкачать
ФИО соискателя: Анисимов Дмитрий Михайлович Шифр научной специальности: 05.09.03 - электротехнические комплексы и системы Шифр диссертационного совета: Д 212.111.04 Название организации: Магнитогорский государственный технический университет им.Г.И.
На правах рукописи
АНИСИМОВ Дмитрий Михайлович
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПУСКОВЫХ УСТРОЙСТВ
ДЛЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
Специальность 05.09.03
Электротехнические системы и комплексы
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Магнитогорск
2012
2
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
Научный руководитель - доктор технических наук, профессор
САРВАРОВ Анвар Сабулханович
Официальные оппоненты - МИКИТЧЕНКО Анатолий Яковлевич
доктор технических наук, профессор,
ОАО «Рудоавтоматика»
г. Железногорск, директор по науке
- МУГАЛИМОВ Риф Гарифович
кандидат технических наук, доцент
ФГБОУ ВПО «Магнитогорский
государственный технический университет,
г.Магнитогорск
доцент кафедры ЭиЭС
Ведущая организация
ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский
государственный университет
(национально-исследовательский университет)»
г. Челябинск
Защита состоится «23» марта 2012 г. в 15 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д. 212.111.04 при Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И. Носова по адресу: 455000, Челябинская обл., г.
Магнитогорск, пр. Ленина, 38, ауд. 227.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова.
Автореферат разослан « 22 » февраля 2012 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
К.Э. Одинцов
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. В современных условиях большинство электроприводов переменного тока, введенных в эксплуатацию с момента основания
предприятий в прошлом веке, начиная с 30- г.г. и до 90- х продолжают оставаться нерегулируемыми. Наиболее затратным по электропотреблению является металлургическое производство, где сосредоточено большое многообразие электроприводов. На крупных металлургических предприятиях с полным производственным циклом, электроприводы переменного тока являются преобладающими как по количеству, так и по совокупной установленной мощности. В этой
отрасли производства особое внимание необходимо обратить на состояние электроприводов агрегатов в сфере горно-обогатительного производства, где проблемы состояния электроприводов проявляются наиболее остро.
Отсутствие регулирования в асинхронных электроприводах не позволяет
обеспечить высокую надежность эксплуатации электрического и механического
оборудования технологических агрегатов горно-обогатительного и в целом металлургического производства. Одной из главных причин снижения надежности
эксплуатации асинхронных электроприводов является то, что по мере снижения
эксплуатационного ресурса электродвигателей все чаще возникают отказы, которые проявляются в самых тяжелых для АД режимах, а именно в пусковых.
Высокая кратность значений момента и тока в этом режиме приводит к ускоренному износу оборудования, оказывает негативное влияние на работу системы
электроснабжения и является основной причиной возникновения аварийных
отказов агрегатов и выхода из работы производственных участков. В этой связи
количество допустимых прямых пусков мощных электродвигателей лимитировано и по этой же причине часто многие электроприводы переменного тока
большой мощности не отключают, оставляя их в режиме холостого хода при
снятии технологических нагрузок.
Особого внимания требует высоковольтный электропривод, проблемы пуска которого в настоящее время решаются только для единичных устройств.
Стоимостные показатели серийных высоковольтных полупроводниковых устройств пуска в настоящее время продолжают оставаться высокими и срок их
окупаемости многократно превышает нормативное время. Все это препятствует
массовому применению известных технических устройств, поставляемых на
электротехнический рынок.
В этой связи актуальными являются задачи, связанные с разработкой
альтернативных способов пуска мощных электроприводов переменного тока и
объектно-ориентированных устройств.
4
Данная работа выполнялась в рамках мероприятий, обозначенных в федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы, по мероприятию 1.2.1 «Проведение
научных исследований научными группами под руководством докторов наук»,
по конкурсу № НК-66П «Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению «Создание энергосберегающих систем транспортировки,
распределения и потребления тепла и электроэнергии», по проблеме «Создание
и внедрение энергосберегающих систем управления электроприводами переменного тока оборудования металлургических агрегатов на ОАО «ММК».
Цель работы. Повышение технико-экономических показателей эксплуатации высоковольтных электроприводов переменного тока на основе разработки
ресурсосберегающих объектно-ориентированных пусковых устройств.
Достижение поставленной цели потребовало решения следующих основных
задач:
1. Анализ состояния электроприводов переменного тока (на примере ГОП
ОАО «ММК»), способов и устройств реализации пуска в промышленности
2. Разработка и развитие концепции создания объектно-ориентированных
пусковых устройств для высоковольтных электроприводов переменного тока
3. Обоснование теоретических и технических основ создания трансформаторно-тиристорных пусковых устройств и уточнение алгоритмов управления тиристорами ТПН.
4. Разработка математической модели системы «асинхронный двигатель –
трансформаторно-тиристорное пусковое устройство» и исследование пускового процесса на модели.
5. Проведение экспериментальных исследований процессов пуска на физической модели и определение перспектив реализации данного устройства
для высоковольтных электроприводов переменного тока.
Методы исследований. Для решения поставленных задач использовались основные положения теории электромеханического преобразования энергии в электрических машинах, процессов в трансформаторах, а также особенностей, вносимых тиристорными преобразователями напряжения.
Моделирование системы велось в среде MatLab с использованием встроенных функций аппроксимации и интерполяции данных. Исследование возможностей пускового устройства проводилось в расширении SimPowerSistems среды MatLab с применением стандартных библиотечных блоков и встроенных
средств визуализации данных. Экспериментальные исследования проводились
на физической модели, в которой реализована система асинхронного электропривода с трансформаторно-тиристорным пусковым устройством.
5
К защите представляются следующие основные положения:
1. Результаты анализа состояния электроприводов переменного тока (на
примере ГОП ОАО «ММК»), способов и устройств реализации пуска и
обоснование концепция создания объектно-ориентированных пусковых
устройств для высоковольтных электроприводов переменного тока.
2. Обоснование силовой схемы трансформаторно-тиристорного высоковольтного пускового устройства и алгоритмов управления тиристорами.
3. Математическая модель асинхронного электропривода по системе «трансформаторно-тиристорное пусковое устройство АД», реализующая пусковые режимы двигателя.
4. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, полученные на математической и физической моделях, позволяющие определить
основные характеристики пускового режима электропривода с трансформаторно-тиристорным пусковым устройством.
Научная новизна: В процессе решения поставленных задач были получены следующие новые научные результаты:
1. Обоснована концепция создания объектно-ориентированных пусковых
устройств для высоковольтных электроприводов переменного тока.
2. Разработана новая силовая схема трансформаторно-тиристорного высоковольтного пускового устройства и математическая модель электропривода, реализующая пусковые режимы в системе «пусковое устройство-АД».
3. В результате теоретических исследований на математической модели и
экспериментальных на физической модели определены основные характеристики пускового режима электропривода с трансформаторнотиристорным пусковым устройством.
4. Обоснована возможность реализации объектно-ориентированных пусковых устройств для высоковольтных асинхронных электроприводов с
трансформаторами на основе магнитопроводов упрощенных конструкций.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются тем, что в основе модели системы «Трансформаторно-тиристорное пусковое устройство – асинхронный двигатель», с помощью
которой проводилось исследование режима каскадного пуска асинхронных двигателей, лежит математическое описание, базирующееся на строгом учете физических процессов в асинхронных электродвигателях с использованием известного в теории электромагнитного и электромеханического преобразования энергии
математического аппарата. Моделирование типовых процессов в электроприводе с помощью вновь созданного математического аппарата дало результаты,
сходные как по характеру, так и количественно с данными, полученными при
использовании проверенных на практике методик математического моделирова-
6
ния. Экспериментальные исследования, проведенные на физической модели
подтвердили основные результаты, полученные на модели.
Практическая ценность работы заключается в том, что предложенная
концепция создания объектно-ориентированных пусковых устройств для высоковольтных асинхронных электроприводов способствует созданию более простых по конструкции и соответственно дешевых по стоимости установок. Предложенное пусковое устройство способствует решению задач энерго,- и ресурсосбережения в промышленных устройствах с высоковольтными электроприводами. При этом экономия электроэнергии достигается за счет улучшений условий пуска, что позволяет осуществлять своевременное отключение мощных
электроприводов при снятии технологических нагрузок. Ресурсосбережение
достигается за счет снижения и практически полного устранения колебаний пускового момента, а также решения задач ограничения пусковых токов, что позволяет увеличить межремонтный период эксплуатации и соответственно эксплуатационные расходы. Полученные результаты могут быть использованы при подготовке бакалавров и магистров направления подготовки 140000 «Энергетика,
энергетическое машиностроение и электротехника»
Апробация работы.
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на VI международной (XVII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2010 (г. Тула); международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании» г. Одесса (Украина)2009г.; третьем международном промышленном форуме «Реконструкция
промышленных предприятий - прорывные технологии в металлургии и машиностроении», Челябинск, 2010г., 66-69-й научно-технических конференциях по
итогам научно-исследовательских работ (МГТУ) и научно-технических семинарах по проблемам электроприводов переменного тока.
Диссертационная работа рекомендована к защите на расширенном заседании кафедры электроники и микроэлектроники института энергетики и автоматики ФГБОУ ВПО «МГТУ» (январь 2012 г.)
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 10 печатных трудах, в том числе 3 статьях, изданных в рецензируемых
источниках, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех
глав, заключения, списка литературы из 67 наименований и приложений. Работа
изложена на 131 страницах, содержит 63 рисунков и 5 таблиц.
7
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность, сформулированы цель и основные
задачи работы.
В первой главе проведен краткий обзор структуры и состояния электроприводов переменного тока предприятиях металлургического производства.
Приведены диаграммы распределения двигателей по мощности, отдельно выделены группа высоковольтных электродвигателей, диапазон мощности которых
находится в пределах от 250-500 кВт - до 5000 кВт и более в целом по ОАО
«ММК». Такая же диаграмма приведена для двигателей ГОП ОАО «ММК». При
этом по комбинату находится в эксплуатации свыше около 2 тыс. ед. высоковольтных электродвигателей переменного тока и по горно-обогатительному
производству около 400 ед. В настоящее время пусковыми устройствами оснащены не более 10% электроприводов. Проблемы массового асинхронного электропривода также продолжают оставаться не решенными. При этом эксплуатационный персонал отмечает, что большинство электроприводов переменного
тока, введенных в эксплуатацию с момента основания предприятий в прошлом
веке, начиная с 30- г.г. и до 90- х продолжают оставаться нерегулируемыми.
Анализ распределения асинхронных электродвигателей видам механизмов,
показывает наличие в данной сфере производства большого их многообразия. В
целом по условиям пуска их можно разделить на три группы по видам типовых
характеристик. Одновременно с этим проведен анализ проблем, имеющих место
при реализации классических способов пуска, рассмотрены схемы пуска и приведена их оценка. Данный анализ сопровождается типовыми расчетными осциллограммами пусковых процессов при различных условиях их осуществления.
Отдельно рассмотрены условия позволяющие реализовать пуск двигателя в системе ТПН-АД с существенным ограничением амплитуд ударного пускового момента. Данные результаты приведены для обоснования концепции создания объектно-ориентированных пусковых устройств для высоковольтных электроприводов переменного тока. В основу этой концепции заложены в первую очередь
вопросы ресурсосбережения в электромеханических системах, за счет снятия
механических перегрузок при асинхронных электродвигателей. На основе анализа исследований в области систем ТПН-АД, предлагается создание объектноориентированных пусковых устройств кратковременного действия. При этом
для отдельных случаев предложено принять во внимание, что формирование
пусковых воздействий длительностью в несколько периодов (до 0,1 с) позволяет
практически полностью снять динамические перегрузки обусловленные колебательностью электромагнитного пускового момента. Отмечено, что многие научные школы и особенно таких крупнейших ранее в СССР вузов, как Московский
энергетический институт (ТУ), Одесский политехнический институт, Уральский
политехнический институт (УПИ-УГТУ) внесли основной вклад в развитие теории и практики систем АД-ТПН. Именно в трудах ученых этих вузов были ре-
8
шены многие теоретические вопросы и нашли обобщение результаты исследований ученых других научных коллективов.
Анализ современного состояния решений в данной области показывает необходимость более подробного рассмотрения вопросов, связанных с созданием
устройств пуска для высоковольтных электродвигателей. В данной главе достаточно подробно рассмотрены вопросы, связанные с применением различных
вариантов реализации тиристорных преобразователей напряжения (ТПН) и в том
числе основные конструкции пусковых устройств для высоковольтных электродвигателей. На рис.1 приведены трансформаторные варианты, когда в качестве
управляющего звена используется надежный преобразователь низковольтного
исполнения (ТПН или ПЧ), но при этом в данной системе применяют 2 трансформатора: понижающий и повышающий. Ведущими фирмы – производители
предлагают различные варианты исполнения преобразователей без трансформаторов. Существуют и другие варианты исполнения преобразователей, реализованные на высоковольтных полупроводниковых блоках.
Рис.1. Двухтрансформаторные варианты пусковых устройств для
высоковольтных электроприводов
Анализ стоимостных показателей, проведенных в работах данного направления показывают, что высоковольтные пусковые устройства с применением
только для пусковых целей имеют время окупаемости заметно превышающий
нормативные сроки. В этой связи в данной главе дано обоснование к созданию
более простых объектно-ориентированных трансформаторно-тиристорных пусковых устройств и сформулированы задачи, решаемые в данной диссертационной работе.
9
Во второй главе дано представление трансформатора как преобразователя напряжения с регулируемы сопротивлением. Для специалистов электротехнического направления вполне понятны такие два крайних состояния трансформатора, как опыты в режимах холостого хода и короткого замыкания. Не
приводя для них соответствующие схемы замещения, с позиции электротехники
дана обобщенная оценка относительного изменения входного сопротивления
трансформатора. При этом в качестве базовой принята величина входного сопротивления трансформатора при номинальном режиме его работы Zнр- При
проведении простейшей оценки принято, что ток холостого хода находится в
пределах до 5% от номинального значения, а напряжение короткого замыкания
не превышает 8% от номинального напряжения. При этом отношение сопротивления трансформатора в режиме холостого хода к величине сопротивления короткого замыкания определится из выражения Z хх,/ Zкз=(20 Zн) / (0,08 Zн) =250.
Приближенная оценка позволяет представить трансформатор, как активноиндуктивное сопротивление с возможностью плавного изменения его сопротивления в широких пределах.
Приводятся примеры из практики применения трансформаторов в составе
пусковых устройств в сочетании с диодными структурами типа «трехфазный
мост с короткозамыкателями». Эти структуры представлены как прототипы к
предлагаемому трансформаторно-тиристорному пусковому устройству (ТТПУ).
Рассмотрен также вариант применения дросселя насыщения с самоподмагничиванием. На рис. 2. приведены силовые схемы предлагаемых в данной работе
вариантов ТТПУ.
а)
б)
Рис. 2. Варианты реализации трансформаторно-тиристорного пускового
устройства
Схема, приведенная на рис. 2,б) обладает более широкими возможностями в плане реализации различных алгоритмов управления. На её основе
10
получен патент РФ на полезную модель. На рис. 3. Представлена однолинейная
силовая и схема замещения системы ТТПУ- АД, откуда видно, что регулирующим элементом в каждой фазе АД является группа из 2-х встречно-паралельно
включенных тиристоров.
а)
б)
Рис. 3. Силовая схема и схема замещения системы ТТПУ-АД
С учетом особенностей работы ТПН, подключенного к вторичной обмотке трансформатора проанализирована возможность использования серийного
преобразователя и уточнены алгоритмы управления вентилями. Рассмотрены
также варианты, связанные с использованием трансформаторов в качестве пусковых устройств с различной степенью загрузки ТПН. Показано, что наиболее
рациональным является вариант построения ТТПУ с трансформатором, напряжение которого в 2-3 раза меньше напряжения питающей сети. В этом случае,
даже при разомкнутой вторичной обмотке (в случае отказа ТПН), первичная обмотка как реактор в состоянии насыщения трансформатора обеспечит «мягкий
пуск».
Третья глава посвящена разработке математической модели системы
ТТПУ-АД, в которой реализованы алгоритмы управления вентилями ТПН с
учетом того, что они подключены в цепь вторичной обмотки трансформатора. В
основе модели лежат дифференциальные уравнения электромагнитного и электромеханического состояния АД, упрощение которых достигается использованием метода пространственного вектора, позволяющего осуществить переход из
неподвижной системы координат к вращающейся и наоборот. Известная математическая модель двигателя дополнена такими элементами как трансформатор
и тиристорный преобразователь напряжения. На рис.4 представлена физическая
схема замещения трансформатора принятая к разработке математической модели
11
Рис. 4. Физическая схема замещения трансформатора
При известной зависимости
Lm i
состояние трансформатора в мате-
матической модели предложено воспользоваться системой ниже приведенных
уравнений.
di
u1
R1 i1 L1 1
e1
di
dt
0 ia Ra Lm i
(1)
dt
di2
u 2 e2
R2 i2 L2
di
dt
e1 Lm i
dt
i
i1 i ia 2
n
Данная система позволяет описать состояние трансформатора, как в переходных, так и в установившихся режимах. На её основе составлена модель в
пакете Simulink.
Разработана также модель непосредственно пускового устройства
(рис.5)
a
1
phashe_a AD
b
2
g
phashe_b AD
k
c
Ra
a
3
phashe_c AD
A
Zigzag
Phase-Shifting Transformer
g
k
a
A+
a3
B
B+
C
C+
g
k
b3
6000 V
a
Rb
Ag
B-
k
c3
a
C-
Control_tir
180*exp(1*(-u))
alf a deg
120
S1
g_a
a
g
k
Rc
a
g_b
b
c
g
g_c
k
a
Рис. 5. Модель пускового устройства с использованием стандартных
элементов Simulink
12
Особое внимание уделено также разработке тестирующей модели, позволяющей оценить корректность полученных результатов на модели пускового
устройства. Непосредственно полная структура модели «ТТПУ-АД» рамках
ограниченного объема автореферерата не приводится.
При проведении исследований на модели особое внимание было уделено
вопросам снятия или ограничения ударного электромагнитного момента и соответственно ограничению динамических нагрузок в электромеханической системе. В рамках данной проблемы были проведены исследования влияния законов
изменения угла управления вентилями на снижение колебаний момента. Исследования проводились на модели высоковольтного АД мощностью 800 кВт. Тип
и данные двигателя приведены в диссертации. На рис. 6 приведены фрагменты
результатов исследований проведенных на модели для высоковольтного АД. За
время t=1с угол управления от начального значения снижался до нуля.
Рис. 6. Фрагменты результатов моделирования пускового процесса
(расчетные кривые электромагнитного момента за время t=1 с при
длительности пускового процесса t= 7 c)
Анализ процессов позволяет сделать вывод, о том, что управляющие
воздействия в системе «ТТПУ-АД» продолжительностью менее одной секунды
позволяют для высоковольтного электропривода устранить колебательность момента. При этом достигается главная цель – повышение надежности электропривода за счет снижения динамических нагрузок.
13
В четвертой главе рассматриваются вопросы, связанные с реализуемостью пусковых в системе ТТПУ-АД, проведена их оценка и обоснована возможность построения объектно-ориентированных пусковых устройств для высоковольтных асинхронных электроприводов с трансформаторами на основе магнитопроводов упрощенных конструкций.
Реализуемость данной системы обоснована применением ее на низковольтной экспериментальной установке. Работы в данном направлении проводились на кафедре электроники и микроэлектроники ранее. В частности, в качестве
подтверждения предлагаются к рассмотрению осциллограммы пуска с применением трансформаторно-тиристорного пускового устройства для пуска асинхронного двигателе АО2-42-4 (P2н=5,5 кВт, I1н=11,3 А, U1н=380 В). При проведении
данных исследований использовался трансформатор с рабочим напряжением
равным напряжению сети и мощностью соизмеримой с мощностью двигателя.
Рис.7. Экспериментальные осциллограммы пуска
двигателя АО2-42-4 с использованием ТТПУ
Приведенные осциллограммы были получены при плавном изменении
(вручную) угла управления
тиристорного преобразователя напряжения промышленного изготовления. Приведенные осциллограммы подтверждают принципиальную возможность реализации трансформаторно-тиристорного пускового
устройства и его применения в дальнейшем для пуска высоковольтных асинхронных двигателей.
Проведены исследования, связанные с выбором пускового трансформатора. При этом на основании экспериментальных исследований рассмотрена
возможность применения отдельных типов трансформатора для определенного
ряда мощности электродвигателей.
14
Эксперименты промышленного масштаба проводились в рамках испытаний системы ТТПУ-АД непосредственно в условиях эксплуатации промышленных электроприводов.
Для этих целей был создан опытно-промышленный образец системы
ТТПУ – АД. В данной системе был применении образец микропроцессорного
устройства (электронный блок управления), реализованного на современной
элементной базе с использованием специализированных интеллектуальных модулей на основе программируемых логических матриц. На рис. 8. представлена
функциональная структура, реализованная в качестве управляющего модуля
системы управления тиристорами ТПН.
Рис. 8. Функциональная структура системы управления ТПН
В рамках развития систем ТТПУ рассмотрена также возможность реализации ТТПУ-АД с трансформаторами на основе магнитопроводов упрощенных конструкций. При этом принято во внимание, что пусковые устройства для
высоковольтных АД являются устройствами кратковременного воздействия –
это единицы секунд и в целом не более минуты. Одновременно принято во внимание, что высоковольтные электроприводы работают в большей степени в
длительном режиме и их пуск осуществляется не так часто, как пуск многих АД
массового применения с напряжением 0,4 кВт. Все это позволило принять обоснованные решения для создания объектно-ориентированных пусковых устройств кратковременного действия. Были также проведены исследования, связанные с созданием трансформаторного устройства простейшего типа, реализованного на магнитопроводе простейшего типа в виде развитых конструкций,
имеющих применение в пусковых устройствах АД с фазным ротором. Многие
специалисты электротехнического направления деятельности имеют представ-
15
ление об индукционных реостатах, используемых в качестве базового пускового
устройства для двигателей с фазным ротором в крановых электроприводах. Реостаты подобного типа предложено использовать в качестве конструктивного
прототипа для создания объектно-ориентированных трансформаторов пусковых
устройств ориентированных для кратковременного применения в высоковольтных электроприводах переменного тока. В плане создания такого устройства
проведены расчеты параметров магнитопровода пускового трансформатора. При
этом на основе анализа известных методов расчета была взята за основу методика расчета, связанная с использованием цилиндрического сердечника. В её основе использован математический аппарат с применением функций Бесселя.
Исследования с использованием трансформатора реализованного на цилиндрическом сердечнике типа «труба» показали возможность создания простейших объектно-ориентированных трансформаторов для применения их в
составе пусковых устройств. Проведены расчеты стоимостных показателей, позволяющие сделать выводы об экономической целесообразности развития данного направления.
В процессе ввода электронного блока в эксплуатацию были отлажены
две программы управления для различных пусковых режимов. На рис. 9 приведены временные диаграммы обобщенных векторов пускового тока, полученных
в результате экспериментальных исследований в промышленных условиях.
Рис. 9. Временные диаграммы обобщенных векторов пускового тока двигателя
при использовании трансформатора с сердечником типа «труба»
Переходные процессы пуска были сняты с помощью анализатора качества
энергии HIOKI 3197. Обработка результатов осуществлена специализированной
программой. Результаты обработки представлены в виде временных диаграмм
обобщенных векторов пускового тока двигателя. Полученные результаты позволяют в целом сделать вывод о целесообразности развития данного направления
работ по созданию высоковольтных трансформаторно-тиристорных пусковых
устройств высоковольтных электроприводов переменного тока.
16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ
В диссертационной работе решена актуальная научно-техническая задача,
связанная с повышением технико-экономических показателей эксплуатации высоковольтных электроприводов переменного тока на основе разработки ресурсосберегающих объектно-ориентированных пусковых устройств.
Выполненные теоретические и экспериментальные исследования позволили получить следующие результаты и выводы:
1. В результате анализа состояния электроприводов переменного тока (на
примере ГОП ОАО «ММК»), способов и устройств реализации пуска
асинхронных электродвигателей обоснована концепция создания объектно-ориентированных пусковых устройств для высоковольтных электроприводов.
2. Разработана новая силовая схема трансформаторно-тиристорного высоковольтного пускового устройства, в основе которой трансформатор используется как регулируемый реактор с тиристорным преобразователем
напряжения, подключенным к обмотке низкого напряжения.
3. Разработана математическая модель системы «трансформаторнотиристорное устройство – асинхронный двигатель», в которой реализованы алгоритмы управления вентилями ТПН.
4. В результате теоретических исследований на математической модели и
экспериментальных на физической модели определены основные характеристики пускового режима электропривода с трансформаторнотиристорным пусковым устройством.
5. Разработан и изготовлен экспериментальный образец асинхронного электропривода с трансфрматорно-тиристорным пусковым устройством и
проведены испытания в промышленных условиях.
6. Обоснована возможность реализации объектно-ориентированных пусковых устройств для высоковольтных асинхронных электроприводов с
трансформаторами на основе магнитопроводов упрощенных конструкций.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих
работах:
Научные статьи, опубликованные в изданиях по списку ВАК:
1.
Сравнительная характеристика способов пуска машины центробежного литья валков /А.С. Сарваров, М.Ю. Петушков, Д.М. Анисимов и др. // Известия Тульского государственного университета. Технические науки Вып.3,
Часть 3. Тула, 2010.-С.162-173.
17
2.
3.
Моделирование процесса детерминированного пуска АД на базе трансформаторно-тиристорного пускового устройства /А.С. Сарваров, М.Ю. Петушков, Д.М. Анисимов и др. //Известия Тульского государственного университета. Технические науки Вып.3, Часть 3. Тула, 2010.-С.122-127.
Анализ состояния электроприводов агрегатов ГОП ОАО «ММК» и пути модернизации/ А.С.Сарваров, М.Ю. Петушков, Д.М. Анисимов, и др.
//Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. №3(35), 2011- С.8-11.
Публикации в других изданиях:
Сравнительная характеристика способов пуска асинхронных двигателей /
А.С. Сарваров, М.Ю. Петушков, Д.М. Анисимов и др. //Приводная техника
№6, 2010.-С.26-33
5. Разработка
математической
модели
системы
«Трансформаторнотиристорный пускатель-асинхронный двигатель» / Д.М. Анисимов, М.В. Вечеркин, И.А. Сарваров и др. //Электротехнические системы и комплексы:
Межвузовский сб. науч. Тр. Вып.15 .- Магнитогорск, 2008.-С.191-195
6. Исследование типовых процессов пуска на модели системы «Трансформаторно-тиристорный пускатель-асинхронный двигатель»/ Д.М. Анисимов,
М.В. Вечеркин, И.А. Сарваров и др. //Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сб. науч. Тр. Вып.15 .- Магнитогорск, 2008.- С.177181
7. Методологические аспекты модернизации металлургических электроприводов / Д.М. Анисимов, В.Б.Славгородский, А.С. Сарваров и др.// Электроэнергетика и Автоматизация в металлургии и машиностроении: Международная конференция.- Магнитогорск 2008.-С. 100-112
8. Пути совершенствования энергосбережения средствами электропривода на
металлургических предприятиях/ Д.М. Анисимов, М.Ю. Петушков, А.С.
Сарваров и др. //Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании: сборник научных трудов международной научно-практической конференции. Том 3. Одесса 2009. –С.62-68
9. Электропривод машины центробежного литья валков/ А.С.Сарваров, М.Ю.
Петушков, Д.М. Анисимов и др. //«Реконструкция промышленных предприятий - прорывные технологии в металлургии и машиностроении» Третий международный промышленный форум. Сборник докладов конференции. Челябинск, 2010.-С.94-98
10. Пусковое устройство трехфазного высоковольтного электродвигателя переменного тока - Патент РФ на полезную модель №82963 H02P1/04 (2006.01)
Опубл.10.05.09 Анисимов Д.М., Сарваров А.С., Петушков М.Ю., Сарваров
И.А.
4.
18
Документ
Категория
Технические науки
Просмотров
69
Размер файла
303 Кб
Теги
кандидатская
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа