CC BY
29
Список литературы
1. Грейсух М.В., Зытнер Д.Я., Писарский Я.Л. Электрооборудование и автоматизация обогатительных и агломерационных фабрик. М.: Металлургия, 1971.
2. Федоровский Н.В., Шанидзе Д.И. Агломерация железных руд. Киев: Техника,1991.
A. Eryomin, O. Fedorov, Yu. Shevyrev
Modernization of electric drive of sintering machine
Basic results are in-process resulted designs of process of the determined starting, confirmative realizability of him in a chart with a transformatorno-tiristornym starting device.
Keywords: process of deterministic startup, transformator-tiristor trigger.
Получено 06.07.10
УДК 62-83:621/.69
П.А. Захаров, канд. техн. наук, (4932) 30-60-95, [email protected] (Россия, Иваново ,ИГЭУ), М.А. Захаров, асп, (4932) 30-60-95, Mazoid [email protected] (Россия, Нижний Новгород, НГТУ)
ОБ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДНЫХ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ
Предложен инженерный метод оценки надежности электроприводного газоперекачивающего агрегата с синхронным приводным двигателем, основанный на линеаризованных в рабочем диапазоне скоростей уравнениях синхронного двигателя и механической характеристики ЭГПА.
Ключевые слова: оценка надежности, синхронный приводной двигатель, линеаризация в рабочем диапазоне.
Стабильное и эффективное функционирование объектов транспорта газа ОАО «Газпром» является наиболее актуальной задачей. В этой связи большое внимание уделяется надежной работе газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций.
В процессе транспортирования газа изменяется его напор и, как следствие, нагрузка на валу нагнетателя, что вызывает резонансные явления, нарушающие работу агрегата. Проведение натурных экспериментов на электроприводных газоперекачивающих агрегатах (ЭГПА) вызывает затруднения. С этой целью целесообразна разработка математической модели ЭГПА [1].
Указанную модель построим с учетом уравнений синхронного двигателя в системе осей d-q, а также момента на выходном валу редуктора и уравнения механической характеристики турбомеханизма.
Уравнения синхронного двигателя в системе d-q имеет вид [2]
uf = Rf • if + *f;
usd = isd ' Rs + s sdsd ;
u
sq 0
lsq ' Rs + ssq
sq
= i(1) lrd
0 = &
Rd + s
Щ (i). T rd^
R(2) + s ^(2)-rf rd >
(i)
0 = irq 0 = i(2)
(i)
<+* !?;
. £>(2) + * (2). щ Щ '
М - Мст = *. 3-ю.
где и8а, Ц^и - напряжения контуров статора по продольной и поперечной осям и на обмотке возбуждения; В; Я8, - активное сопротивле-
ние фазы, статорной обмотки, роторной обмотки по оси а, роторной обмотки q, Ом; ^а, 18ф 1гё, - фазный ток, а также проекции вектора тока статора и ротора на оси ё и q, А; - потокосцепление фа-
зы, проекции вектора потокосцепления статора и ротора соответственно на оси ё и q; М - момент на валу двигателя, Нм; б - оператор Лапласа.
Момент на выходном валу редуктора [3]
А, 1 - '
мд =-,
п
(2)
где п - передаточное отношение, КПД редуктора.
Уравнение механической характеристики турбомеханизма при работе на сеть в рабочей зоне частот вращения имеет следующий вид [4]:
M д = M
д 0
\2
Ю
Ю00
+
(Mh
M
Ю
д0
Ю д 0
H 0
Ю
Ю д 0
- H
CT
RQH + H 0 - Hh
(3)
где Мро, МН - соответственно моменты на валу турбомеханизма, соответствующий Q=0 (закрытой задвижке) и номинальный, Н-м; юр0 - частота вращения турбомеханизма, соответствующая Q=0 (закрытой задвижке), рад/с; Нст, Нн, Н0-статический , номинальный и соответствующий Q=0 на-
2 5
поры, м; Я - коэффициент сопротивления сети, с /м ; Qн - номинальный расход, м3/с.
Представляет практический интерес оценка устойчивости и колебаний в системе ЭГПА, существенно влияющие на показатели его надежно-
2
сти. Указанный анализ с учетом исходных уравнений (1) электродвигателя и турбомеханизма (3) представляет определенную трудность, обусловленную их нелинейностью.
В этой связи выполним анализ работы ЭГПА «в малом».
Линеаризацию механической характеристики нагнетателя выполним в точке рабочего режима.
В рабочем режиме поддерживается постоянство скорости ю~сопб1 и Нст изменяется в небольших пределах.
Тогда линеаризованная механическая характеристика турбомеханизма в рабочей зоне скоростей может быть представлена следующим соотношением [5]:
Мб = к^ + к2Ипд , (4)
где к1, к2 - коэффициенты, рассчитываемые по характеристикам М=Я(НСТ) [5].
Для исследования влияния этих параметров на надежность ЭГПА исследована система с линеаризованной моделью синхронного двигателя [6].
Уравнение эквивалентного двигателя с неявновыраженными полюсами представлено следующим выражением:
А0 = --^-(кз ДО + ¿4Аи - АМ), (5)
Л2 1 + Tзs 1 + Tзs
где к1, к2, Т1, Т2, Т3 коэффициенты, рассчитываемые по данным двигателя [5].
По линеаризованным уравнениям синхронного двигателя. нагнетателя и уравнению редуктора разработана математическая линеаризованная модель ЭГПА.
Математическая модель ЭГПА представлена на рисунке
Математическая модель ЭГПА
Для исследуемой линеаризованной математической модели передаточная функция Н(ю(в)/Нсх(в)) имеет следующий вид:
н (,) =-3--_-. (6)
ц/Т3 ^ 3 + (ц/ + К 3Т3> 2 + (цКТ + К 3/2) ^ + цК1
Из условия устойчивости системы электропривода
П2К/ + п2К1К3Т3 > п2К\Т\/Т3 производится расчет изменения параметров двигателя, при которых системы выходит из устойчивого режима работы и требуется произвести корректирующее воздействие.
Список литературы
1. Глазунов В.Ф., Захаров П.А., Захаров М.А. К выбору системы электропривода газоперекачивающего агрегата //XII Международная конференция «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты. МКЭЭЭ-2008». 2008. С.200
2. Горев А. А. Переходные процессы синхронной машины. М: Гос-энергоиздат, 1950.
3. Фираго Б.И., Павлячик, Л.Б. Теория электропривода. Минск: Техноперспектива, 2007, 585 с.
4. Онищенко Г.Б., Юньков М.Г. Электропривод турбомеханизмов. М.: Энергия, 1972.
5. Петелин Д.П. Динамика синхронного привода поршневых компрессорных установок. М.: Машиностроение, 1976, 159 с.
6. Глазунов В.Ф., Захаров П.А., Захаров М.А. Математическое моделирование электромеханических процессов в электроприводных газоперекачивающих агрегатах // Изв. вузов Проблемы энергетики. 2009. С. 99-105
P. Zaharov, M. Zaharov
A few words about stability of electric drive gas-pumping units of compressor plants
A method of assessing reliability of elektrodriver gas pumping units with synchronous motor driven, based on the linearized the operating range of engine speeds simultaneous equations and the mechanical characteristics of EGPA is proposed.
Keywords: reliability assessment, synchronous driving motor, linearization in the operating range.
Получено 06.07.10
