Высоковольтным двигателем электрическая схема

Высоковольтным двигателем электрическая схема

Высоковольтные асинхронные двигатели, схема, устройство, преимущества

Преобразование электрической энергии переменного тока в механическую энергию происходит с использованием асинхронного двигателя, который делят на два вида: с фазным или короткозамкнутым ротором.

Асинхронный высоковольтный двигатель выполнен в прочном чугунном корпусе и состоит из двух частей – неподвижного статора и подвижного ротора. Конструктивно статор и ротор представляют собой сердечник и обмотку – включается в сеть обмотка статора, поэтому она называется первичной, обмотка ротора – вторична.

Подключение в сеть 380Вт образует в обмотке статора вращающееся магнитное поле, которое «пронизывает», соединяет обмотку статора и ротора и индуцирует электродвижущую силу. Фактически, вращение магнитного поля статора вступает во взаимодействие с индуцируемым током в обмотке ротора. Совокупность взаимодействия электромагнитных сил статора и ротора создает электромагнитный момент. Крутящий вал электродвигателя с определенной частотой называется асинхронной.

Охлаждение: двигатели мощностью не более 15 кВт обдуваются снаружи. Для охлаждения устанавливается центробежный вентилятор, который прикрывается защитным кожухом. Объем охлаждения увеличивается за счет поверхности из продольных ребер.

Модели с двигателями мощности выше 15 кВт помимо обдува внешней поверхности имеют внутреннюю вентиляцию – отверстия в подшипниковых щитах, через которые проходящий воздух обдувает внутреннюю полость мотора, обмотку и сердечник. Такое охлаждение значительно эффективнее. При необходимости возможно исполнение асинхронного двигателя с системой водяного охлаждения, когда требуется большое значение выходной мощности.

Преимущества высоковольтных асинхронных двигателей

В сравнении с газотурбинными двигателями аналогичной мощности асинхронный двигатель – это принципиально новое оборудование, легкое в обслуживании, оптимизированное под конкретную задачу.

В разы снижены потери мощности, тепла, возможность подключения сверхмощного оборудования напрямую в сеть без использования трансформатора и затрат, связанных с его обслуживанием – такие достоинства делают двигатели асинхронного типа востребованными для тяжелой и легкой промышленности.

Фактически это универсальный, мощный и сверхнадежный двигатель, работающий от сети переменного тока значением больше 1000 В. Среди достоинств отмечают высокую удельную мощность (выше 250 кВт), малый уровень шума, минимум эксплуатационных расходов и длительный срок эксплуатации.

На сегодняшний день это самые компактные двигатели на мировом рынке относительно своей мощности, с дополнительным покрытием корпуса из чугуна, антикоррозийной защитой.

Сферы применения асинхронного 3-хфазного двигателя

Подбор асинхронного двигателя осуществляется в зависимости от предполагаемых эксплуатационных нагрузок. Модификации – стандартное исполнение, морское и взрывозащищенный корпус. Для чего используются устройства – привести в движение транспортировочные механизмы – перекачка нефти, воды, различных жидкостей, для компрессорного оборудования, для механизмов с нагрузочной, так называемой, «вентиляторной» характеристикой.

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ И ИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

Построение электрической цепи вспомогательных машин зависит от значения напряжения и рода тока, выбранного для питания их привода, способов ограничения пусковых токов, способа обогрева кабин электровоза, характера защиты цепей от перегрузок и коротких замыканий. Электрические цепи привода вспомогательных машин на электровозах постоянного и пере­менного тока значительно различаются.

Электровозы постоянного тока

Рас­смотрим схему вспомогательных цепей одной секции электровоза постоянного тока ВЛ11 показанную на рис. 79. Вспомогательные цепи каждой секции включают в себя электромашинный преобразователь АМ-Г, электродвигатель компрессора МК, электродвигатель вентилятора MB и восемь электрических печей Пч1—Пч8 мощностью 1 кВт каждая. Это оборудование объединено в общую цепь, для защиты которой от перегрузок и коротких замыканий применены различного рода реле (в частности, дифференциальное ДР), воздействующие на быстродействующий выключатель БВ.

Рис. 79. Принципиальная схема высоковольтных
вспомогательных цепей секции электровоза ВЛ11

Электромашинный преобразователь, состоящий из двигателя и генератора, смонтированных на одном валу, служит для питания обмоток возбуждения тяговых двигателей в режиме рекуперации.
Электродвигатели вентиляторов могут работать в режимах высокой и низкой скорости. При работе в режиме высокой скорости к двигателям вентиляторов подводится полное напряжение контактной сети 3000 В. Когда вентиляторы работают в режиме низкой скорости на двухсекционном электровозе и двух двухсекционных электровозах, управляемых по системе многих единиц, соединяют последовательно два двигателя вентиляторов (напряжение 1500 В на каждом двигателе), а на трехсекционном — три (на каждом двигателе напряжение 1000 В). Переключение с одного режима на другой производится специальным дистанционным двухпозиционным переключателем вентиляторов ПкВ.
Переключатели вентиляторов ПкВ могут быть кулачкового или барабанного типа . Электровозы ВЛ8 и ВЛ10 имеют переключатели, подобные по устройству реверсору. Разница заключается только в ином расположении кулачков. На электровозе ВЛ11 установлен переключатель барабанного типа.
Так как генераторы управления приводятся во вращение двигателями вентиляторов, то при переходе с высокой частоты вращения на низкую соответственно уменьшается и напряжение генераторов. Если в режиме высокой частоты вращения напряжение каждого генератора равно 50 В, то при низкой оно будет примерно в 2 раза меньше, т. е. 25 В. Чтобы не нарушать нормальной работы цепи управления, генераторы управления тоже переключают с параллельного соединения на последовательное . Для этого используют переключатель вентиляторов, на котором предусмотрены дополнительные сегменты и пальцы.
Кабины машиниста отапливаются электрическими печами Пч1—Пч8; они включены в две параллельные группы по четыре последовательно в каждой. Для обогрева недействующей кабины машиниста соединяют последовательно восемь печей: для этого нож переключателя Рз2 нужно поставить в верхнее положение и включить соответствую­щую кнопку Электрические печи I группы (на рис. 79 контактор К52).
На электровозах ВЛ8 и ВЛ10 установлено по шесть электрических печей в кабине; они также разбиты на две параллельные группы. Локомотивная бригада может включить одну или две группы печей.
Кожуха печей надежно соединены с кузовом электровоза, т. е. заземлены. Это предохраняет обслуживающий пер­сонал от случайного попадания под высокое напряжение при повреждении изоляции печи.
Напряжение в контактном проводе колеблется иногда в очень больших пределах. В соответствии с этим частота вращения двигателей вентиляторов изменяется; изменяется и напряжение генераторов управления. Чтобы автоматически поддерживать напряжение генераторов постоянным, используют специальные регуляторы напряжения. В зависимости от частоты вращения двигателей эти регуляторы изменяют значение тока возбуждения, вводя в цепь возбуждения или выводя из нее резисторы или подключая их параллельно обмоткам возбуждения.
Автоматическое включение и выключение компрессоров осуществляется специальным регулятором давления. Регулятор выключает компрессор, когда давление в главных резервуарах достигает 0,9 МПа (и вновь включает, когда оно понизится до 0,75 МПа). Разность в давлении 0,15 МПа не сказывается на работе аппаратов, приводимых в действие сжатым воздухом (тем более, что ко всем аппаратам, за исключением устройств пескоподачи и звуковых сигналов, сжатый воздух подводится через понижающие редукторы), зато оказывается возможным реже включать и выключать компрессоры. Это снижает расход электрической энергии и уменьшает износ оборудования.
Для облегчения условий пуска в цепях электродвигателя вентилятора MB и преобразователя АМ-Г установлены электромагнитные контакторы К56 и К57, автоматически шунтирующие пусковые резисторы после запуска машин. Каждая из вспомогательных цепей, содержащая двигатели, имеет постоянно включенные демпферные резисторы для ограничения токов в двигателях.
Вспомогательные машины и электрические цепи включаются электромагнитными контакторами К51—К55, управляемыми кнопочными выключателями из кабины машиниста. (На рис. 79 во включенном положении находятся цепи мотор-вентилятора и мотор-компрессора.)

Читать еще:  В идеальном тепловом двигателе абсолютная температура нагревается в 3 раза выше

Электровозы переменного тока

Рассмотрим схему вспомогательных цепей восьмиосного электровоза переменного тока на примере секции электровоза ВЛ80р (рис. 80).

Рис. 80. Принципиальная схема высоковольтных
вспомогательных цепей секции электровоза ВЛ80р

Расщепитель фаз ФР присоединен параллельно к шинам XI Х2, ХЗ. Шины XI и Х2 подключены к обмотке собственных нужд транс­форматора, рассчитанной на 400 В.
Пуск расщепителя фаз, как уже бы­ло сказано, осуществляется с помощью пускового резистора R. Потребителями трехфазного тока являются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором: МВ1, МВ2 — вентиляторов охлаждения тяговых двигателей; МВЗ, МВ4 — спаренных вентиляторов охлаждения выпрямительно-инверторных преобразователей, сглаживающих реакторов, радиаторов тягового трансформатора; МВ5 — вентилятора охлаждения блока стабилизирующих резисторов и выпрямительной установки возбуждения; МК — компрессора;
МН — масляного насоса системы охлаждения трансформатора.
Перечисленные асинхронные двигатели включаются соответствующими контакторами; при этом включаются конденсаторы между линейной и генераторной фазами двигателя (кроме электродвигателя МН), что облегчает запуск и условия работы двигателей, так как улучшается симметрия трехфазной системы.
Электродвигатель вентилятора МВ5 включается только в режиме рекуперативного торможения.
Отметим, что на электровозах ВЛ80 других модификаций установлено по четыре двигателя для вентиляции силового оборудования каждой секции. Охлаждение оборудования, используемого в режиме торможения, осуществляется спаренными вентиляторами.
Все двигатели защищены от перегрузок и коротких замыканий тепловыми реле. От обмотки собственных нужд получают питание печи для обогрева кабины машиниста, обогреватели санузла, нагреватели калорифера обдува лобовых стекол кабины.
В исключительных случаях допускается снижение напряжения в контактной сети до 19 000 В. Для того чтобы по-прежнему к вспомогательным машинам подводилось напряжение 400 В, с помощью переключателя Я их подключают к выводу 0 обмотки собственных нужд трансформатора. Вольтметры, включенные во вспомогательные цепи (см. рис. 79 и 80), отградуированы по напряжению контактной сети.

Высоковольтным двигателем электрическая схема

Частотно-регулируемый привод на 6 кВ* предназначен для плавного управления скоростью средневольтных электродвигателей различных приводных механизмов. К таким механизмам относятся синхронные и асинхронные двигатели вентиляторов, высоковольтных насосов, компрессоров, миксеров, конвейеров, экструдеров и т.д рассчитанные на питание от промышленной сети 6 кВ. Привод напрямую подключается к электродвигателю, благодаря чему лишен многих проблем получаемых при соединении двигателя через трансформатор (например, в двухтрансформаторных схемах).

* Примечание: есть привода на 3 кВ, 10 и 11кВ.

Функциональная схема прямоточного подключения привода показана на рисунке ниже:

Читать еще:  Давление масла в двигателе гранд чероки

Привод можно подключать к двигателю и по более сложными схемам, например с резервным источником питания или так называемая схема управления синхронизированным байпасом на промышленную сеть:

Каскадное включение двух и более электродвигателей позволяет в максимальной степени реализовать преимущества частотно-регулируемого привода 6 кВ. Реализация таких достаточно сложных схем требует правильного и оптимального подбора оборудования, его технически грамотной настройки в соответствии с проектом и методиками предложенными производителем привода.

Привод 6кВ работает следующим образом: от внешнего источника питания переменное напряжение через входной многообмоточный фазосдвигающий трансформатор подается на однофазные инверторные ячейки, которые в фазе соединены последовательно, для создания требуемого трёхфазного напряжения для двигателя. 6кВ привод большинства известных производителей содержит в плече одной фазы по шесть последовательно соединенных ячеек (см. рис. ниже). Выходное переменное напряжение такой инверторной ячейки 640 В.

Японская компания TMEIC вывела на рынок новую 740В силовую инверторную ячейку на базе современных высоковольтных IGBT. Новинка позволила сократить количество ячеек в фазе и количество вторичных витков трансформатора, а следовательно и уменьшить размеры всего привода. Теперь привод на 6 кВ известный во всем мире под товарной маркой TMdrive-MVG2 обладает самыми компактными в своем классе весогабаритными характеристиками и самой большой наработкой на отказ — 100 000 часов. Такая модернизация сделала TMdrive-MVG2 на 6 кВ привлекательным для специалистов и заказчиков.

Привод TMdrive-MVG2 на 6 КВ имеет следующие характеристики:

  • Низкое влияние на питающую сеть и двигатель (не требуются компенсаторы реактивной мощности и дополнительных фильтров гармоник).
  • Привод 6кВ обслуживается только с одной (лицевой) стороны.
  • Высокий КПД ( более 97%) и коэффициент мощности.
  • Экономия электроэнергии и средств на внедрение и обслуживание.
  • Небольшая стоимость и короткие сроки поставки, быстрое и удобное подключение и обслуживание.
  • впечатляющее количество опций: векторное управление с энкодером, управление синхронизированным байпасом на промышленную сеть, поддержка большинства наиболее известных сетей (Profibus-DP, DeviceNet™, Modbus RTU), русифицированный дисплей и др.
  • Самые низкие в своем классе весогабаритные характеристики см. таблицу ниже:

Из таблицы видно, что привод 6 кВ / 1090 кВА умещается в шкаф размерами: 4000х2690х900 мм. Внешний вид такого TMdrive-MVG2 представлен на рисунке ниже:

Настраивается ЧРП TMdrive-MVG2 при помощи программы Drive Navigator. Программа управляет параметрами привода, отображает текущие значения параметров и ошибок, ведёт запись аварий и архив ошибок, помогает оператору быстро определить причины аварий и последовательность их устранения. Внешний вид программы Drive Navigator показан на рисунке ниже.

Наша компания имеет опыт внедрения приводов 6 кВ на отечественых промышленных предприятиях. В перечень услуг входят:

  • Обследование объекта.
  • Разработка и выпуск проектной документации.
  • Поставка, сборка и пуско-наладка 6 кВ привода TMdrive-MVG2.
  • Обучение персонала и семинары.
  • Гарантийное и сервисное обслуживание.

Дополнительная техническая информация по TMdrive-MVG2:

ВГТ — элегазовые выключатели — Схемы электрические управления приводом

Содержание материала

6. СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ППрК
Перечень элементов электрических схем

Тип, выполняемая функция

Выключатель (полюс) управляемый

Устройство, коммутирующее для внешних вспомогательных цепей, контролирующих положение контактов QF

Контакт блокировочный в цепях отключения выключателя

Контакты блокировочные в цепи включения, контролирующие: положение контактов выключателя QF положение кулака завода пружин состояние включающих пружин

Переключатель режимов работы электродвигателя (АВТ, РУЧ)

Переключатель режимов работы электромагнитов управления (Д, М)

Кнопка пуска двигателя при ручном заводе пружин

Кнопка остановки двигателя

Кнопка включения ЭВ при местном управлении ЭУ

Кнопка включения ЭО при местном управлении ЭУ

Выключатель автоматический питания электродвигателя

Блок вспомогательных контактов

Термостат — 20/30 °C для автоматического управления 1-ой ступенью основного обогрева

t°замык = 0°С ±1°С
t°разм = 8°С ±2°С

Термостат — 20/30 °C для автоматического управления 2-ой ступенью основного обогрева

t °замык = -20 °С ±2°С
°3м = -12°С ±2°С

Контакт блокировки включения электродвигателя при ручном заводе пружин (выключатель конечный)

Контакт, отключающий электродвигатель (после обеспечения готовности привода к включению)

Контакт, включающий электродвигатель завода пружин в начале процесса включения выключателя

Контакт, отключающий счетчик

Выключатель автоматический питания подогрева обогревателей

Читать еще:  Ховер плохо работает двигатель

Для приводов с универсальным двигателем

Резисторы Резистор 12 кОм

Для сети Uн=220 В

Для приводов с универсальным двигателем

Ш=110В или ин=220В

Для приводов с универсальным двигателем

SH1 SH2 SH3 SH4 SH5 SH6 SH7

Контакты сигнальных цепей
«He включен выключатель SF»
«Неисправность в системе завода пружин»
«He включена автоматика управления электродвигателем»
«He взведены пружины»
«Опасное снижение температуры в шкафу привода» «Отсутствие питания в цепи обогрева» «Включено дистанционное управление ЭУ»


Рисунок 1. Электрическая схема управления приводом с трехфазным двигателем.



Рисунок 2. Электрическая схема управления приводом с универсальным двигателем.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Высоковольтный синхронный двигатель

Высоковольтный синхронный двигатель СД имеет выводы валов в обе стороны и вращает два главных генератора постоянного тока; от генератора Г-1 питается обмотка / статора ванны, от генератора Г-2 — обмотки / / и / / / статора ванны. Обмотка возбуждения приводного двигателя СД питается от возбудителя ВД. Последние приводятся во вращение от общего асинхронного двигателя АД и образуют возбудительный агрегат. Обмотки А усилителей являются входными. На них подается синусоидальное напряжение требуемой частоты от реостатного преобразователя РП, имеющего две пары щеток, сдвинутые на 90 по отношению друг к другу, так что напряжение на обмотке А правого усилителя всегда сдвинуто по фазе на 90 по отношению к напряжению на обмотке А левого усилителя. В зависимости от положения контактов В и Я контакторов, управляемых кнопкой КУ ( Право или Лево -) этот сдвиг может быть опережающим или отстающим. Соответственно изменяется сдвиг фаз напряжений главных генераторов, а следовательно, и направление вращения металла в ванне. Кольцевой реостат преобразователя РП вращается через редуктор Р от приводного двигателя Д; на валу преобразователя установлен тахогенеранор ТГ, питающий частотомер f, служащий для контроля частоты задающего напряжения. Элементы РП, Р, Д я ТГ образуют подвозбуди-тельный агрегат. Питание кольцевого реостата реостатного преобразователя РЯ, а также питание двигателя Д и цепей управления подвозбудительного агрегата осуществляются от генератора постоянного тока ГПЦ, установленного на выводе вала одного из главных генераторов. Напряжение генератора ГПН либо регулируется вручную с помощью реостата РВ, либо стабилизируется с помощью угольного регулятора напряжения РУН. Переход от ручной регулировки к автоматической осуществляется с помощью пакетного выключателя ПВ. [1]

Пуск в ход высоковольтных синхронных двигателей осуществляется обычно через автотрансформатор, при помощи которого понижают подводимое к двигателю напряжение на время пуска, чтобы уменьшить пусковой ток. [2]

Ниже рассматривается способ прямого пуска высоковольтных синхронных двигателей , который благодаря своей простоте получает все большее распространение. Электрические сети в настоящее время настолько мощны, что часто допускают прямой пуск синхронных двигателей мощностью больше 1000 кет, имеющих пусковой ток в пределах ( 4 — — 5 5) / я. В рассматриваемом примере прямого пуска синхронный двигатель также имеет значительную мощность. [3]

На рис. 11.15 показана схема прямого пуска высоковольтного синхронного двигателя . [5]

На рис. 9 — 14 показана схема прямого пуска высоковольтного синхронного двигателя . При его подключении к сети в начальный момент пуска ( асинхронный пуск) в цепи статора проходит ток, в несколько раз превышающий номинальный, в результате чего сработает токовое реле РПТ, присоединяемое через трансформатор тока. [7]

На рис. 6.1, а приведена схема управления и защиты высоковольтного синхронного двигателя привода трубной мельницы . [8]

Индукторные однофазные генераторы обычно применяются большой мощности, имеющие привод от высоковольтных синхронных двигателей . Поскольку при высоких частотах тока происходит усиленный нагрев железа статора и ротора, индукторные генераторы имеют обычно принудительное охлаждение: статор — воздушное, а ротор — водяное с подводом воды через полый вал. [9]

Ваттметры устанавливают для измерения активной мощности генераторов, мощных трансформаторов, синхронных компенсаторов, высоковольтных синхронных двигателей , а также линий, где необходимо контролировать перетоки мощности при двойном питании потребителей: от собственной электроэнергии и энергетической системы. Варметры применяют для измерения реактивной мощности. [10]

Ваттметры устанавливают для измерения активной мощности генераторов, мощных трансформаторов, синхронных компенсаторов, высоковольтных синхронных двигателей , а также линий, где необходимо контролировать перетоки мощности при двойном питании потребителей: от собственной электроэнергии и энергетической системы. [11]

Тиристорные электроприводы по схеме вентильного двигателя серии ПЧВС предназначены для обеспечения пуска и регулирования частоты вращения мощных высоковольтных синхронных двигателей . [13]

В качестве генератора использована машина П151 — 8К ( 460 в, 600 кет, 1 000 об / мин) с высоковольтным синхронным двигателем . [14]

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector