Электроника и наноэлектроника

ВВЕДЕНИЕ 10
ГЛАВА 1 ВЫЯВЛЕНИЕ ПРИЧИН ВЫХОДА ИЗ СТРОЯ ТИРИСТОРНОГО БЛОКА РЕГУЛЯТОРА ВОЗБУЖДЕНИЯ 13
ГЛАВА 2 УСТРОЙСТВА ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЕМСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 23
2.1 Патентный обзор на изобретение автоматического регулятора возбуждения двигателя. 24
2.2 Система импульсно-фазового управления 32
ГЛАВА 3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С УЧЕТОМ ДЕМПФЕРНЫХ КОНТУРОВ 39
3.1 Расчёт параметров синхронного двигателя 44
3.2 Математическое моделирование синхронного двигателя СТД-2500/2/10 48
3.3 Моделирование полученной модели в системе «MATLAB» – Simulink 56
3.4 Выводы к третей главе 61
ГЛАВА 4 МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 63
4.1 Модель автоматического регулятора возбуждения по параметру ?? 64
4.2 Моделирование статичной тиристорной системы возбуждения 69
4.3 Модель автоматического регулятора возбуждения 73
4.4 Разработка модели регулирования скачков тока возбуждения 78
4.5 Выводы к четвертой главе 82
ГЛАВА 5 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИ МОДЕРНИЗАЦИИ РЕГУЛЯТОРА ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 84
5.1 Расчет капитальных вложений 84
5.2 Расчёт дополнительных эксплуатационных затрат 86
5.3 Расчёт фонда заработной платы обслуживающего персонала 88
5.4 Определение показателей коммерческой эффективности проекта 89
5.5 Выводы по пятой главе 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 95
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 97

Весь текст будет доступен после покупки

В электроприводе синхронных двигателей сталкиваются с проблемой, связанной с выходом из строя тиристорных выпрямителей в схеме обмотки возбуждения синхронной машины. В связи с этим нарушается нормальный режим работы нефтеперекачивающей станции, на обмотку возбуждения пере-стает подаваться выпрямленный постоянный ток и машина выходит из син-хронизма. Для этого приходиться применять дополнительный регулятор воз-буждения синхронного двигателя, который резервируется при поломке ос-новного. Причины и способы решения этого вопроса могут быть самыми раз-ными. Неисправность может быть связана, как с изменением нагрузки на валу двигателя, так и с регулированием коэффициента мощности, путем увеличе-ния тока возбуждения.
На нефтеперекачивающих станциях в промышленных сетях стараются вырабатывать коэффициент мощности приблизительно равный единице, это позволяет наиболее рационально использовать электрическую энергию. Син-хронные машины позволяют регулировать коэффициент мощности сети с по-мощью регулирования тока возбуждения. Если ток возбуждения больше но-минального, такой режим называют режимом перевозбуждения, и двигатель представляет собой активно-емкостную нагрузку и отдает в сеть отрицатель-ную реактивную мощность, которая компенсирует индуктивную мощность сети. Для этого применяют цифровые регуляторы возбуждения синхронных двигателей на тиристроных преобразователях. В основном поломка в таких приборах приходится на силовые тиристоры в схеме выпрямителя. В связи с этим имеет смысл провести исследования причин таких неисправностей и пу-ти их решения. Эту задачу можно рассмотреть на примере цифровых регуля-торов возбуждения.

Регуляторы возбуждения различных производителей широко исполь-зуются для электрических приводов переменного и постоянного тока. В ос-новном принцип действий таких приборов однотипен, и заключается в кон-тролировании среднего значения выпрямленного напряжения, в зависимости от заданных параметров.
При решении задач связанных с повреждением тиристорных преобразо-вателей сократиться количество аварийных ситуаций, уменьшатся или исчез-нут затраты на ремонт и замену выпрямителей, улучшится надежность систе-мы и появится возможность для поддержания требуемого коэффициента мощности без определенных рисков.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1 ВЫЯВЛЕНИЕ ПРИЧИН ВЫХОДА ИЗ СТРОЯ ТИРИСТОР-НОГО БЛОКА РЕГУЛЯТОРА ВОЗБУЖДЕНИЯ

На нефтеперекачивающих станциях для привода насосных станций применяют синхронный двигатели типа СТД мощностью до 13 МВт. В син-хронном режиме двигатель имеет одну рабочую скорость.
Для регулирования тока возбуждения применяют цифровые регулято-ры возбуждения ВТЕ-320, ЦРВД-Т. Возбудитель обеспечивает устойчивую работу синхронных двигателей с заданным значением реактивной мощности, реализует алгоритмы прямого и плавного пуска, регулирует работу СД в ава-рийных режимах. Номинальные токи возбуждения 50 – 320 А и напряжение возбуждения 20 – 230 В.
Основные характеристики ЦРВД-Т:
• автоматическое регулирование тока возбуждения СД по выбранному закону (по умолчанию - регулирование по отклонению напряжения плюс ре-гулирование по сos?);
• силовая часть - управляемый трехфазный тиристорный выпрямитель, схема которого предусматривает возможность работы как в мостовой, так и в нулевой схемах выпрямления. Переключение между режимами работы про-изводится автоматически в зависимости от требуемых токов возбуждения и режимов работы двигателя;
• автоматическая подача тока возбуждения с кратковременной форси-ровкой в функции скольжения ротора и в функции тока статора;
• автоматический и ручной режимы управления током возбуждения в диапазоне 0,2 – 1,4 номинального тока возбуждения двигателя;
• при отказе основного регулятора возбуждения - автоматический пе-реход на резервный регулятор и обратно с заданным током возбуждения.
Регулирование тока возбуждения двигателя при работе в синхронном режиме осуществляется, как правило, системой автоматического регулирова-ния (САР) возбуж¬дения. САР возбуждения выполняет две основные функции. Пер¬вая - обеспечение устойчивой работы в синхронном режиме. При набро-сах нагрузки или при снижении величины питающего на¬пряжения САР воз-буждения форсирует (увеличивает) ток возбу¬ждения, благодаря чему увели-чивается максимальный момент двигателя в синхронном режиме. Вторая - осуще¬ствление автоматического регулирования величины реактивной мощно-сти, циркулирующей в статорной цепи двигателя.
Для регулирования, в обмотку возбуждения двигателя с помощью ти-ристорного преобразователя расположенного в ЦРВД-Т подается выпрямлен-ный постоянный ток. Регулятор возбуждения задает необходимое напряжение на зажимах обмотки.
Важным достоинством синхронных двигателей является возможность регулирования величины реактивной мощности, циркулирующей в цепи ста-тора, в том числе возможность, рабо¬тая двигателем, т.е. потребляя активную мощность, одновремен¬но генерировать реактивную мощность, т.е. работать компенса¬тором реактивной мощности, потребляемой другими параллельно работающими приемниками электрической энергии, прежде все¬го асинхрон-ными двигателями.
Существует два способа регулирования тока возбуждения с помощью тиристорного преобразователя в трехфазных схемах, такие как трехфазный управляемый выпрямитель с нулевой точкой (рисунок 1.1, а) и трехфазный мостовой управляемый выпрямитель (рисунок 1.1, б).
В трехфазном управляемом выпрямителе с нулевой точкой, обмотка возбуждения синхронного двигателя подключается между средней точкой вторичной обмотки трехфазного трансформатора и катодами тиристоров
Т1-Т3.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Абрамович, Б. Н Электромеханические комплексы с синхронными двигателями. Возбуждение, регулирование, устойчивость / Б. Н. Абрамович, А. А. Круглый, Д. А. Устинов. – СПб, Palamarium Academic Publishing, 2012. – 380с.
2. Абрамович Б. Н., Моделирование электромеханических комплексов с синхронными двигателями в системе проведения математических расчётов Mathlab, пакет Simulink / Б. Н. Абрамович, А. А. Круглый, Д. А. Устинов, Ю. Л. Жуковский / учебное пособие / под ред. д-ра техн. наук, проф. Б.Н. Абрамовича СПБ, Изд-во Нестор, 2007. – 59 с.
3. Ключев, В. И. Теория электропривода: учеб. пособие / В. И. Ключев. – 2-е изд. – М. : Энергоатомиздат, 1998. – 396 с.
4. Меркурев, Г. В. Устойчивость энергосистем. Расчеты / Г. В. Меркурев. – СПб.: НОУ, 2008. – 348.
5. Гольдберг, О. Д. Проектирование электрических машин.: учеб. для вузов / О. Д. Гольдберг, Я. С. Гурин, И. С. Свириденко. – М.: Высшая школа, 2001. – 430 с.
6. Веников, В. А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах В. А. Веников. – М.: Высшая школа. 1987. – 415 с.
7. Черных, И. В. SIMULINK: среда создания инженерных приложений / И. В. Черных. – М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003. 160 с.

Весь текст будет доступен после покупки