35. Сравнительный анализ асинхронных и синхронных электроприводов буровых установок

Преимущества СД:

1. Возможность регулирования значения и изменения знака реактивной мощности. Если генерирование реактивной мощности не требуется, то СД может работать с коэффициентом мощности равный 1.

2. КПД СД на 1-3% выше чем у АД той же мощности. Потери в стали СД меньше чем у АД. Электрические потери в статоре также меньше у СД из-за лучшего коэффициента мощности.

3. Наличие большого воздушного зазора (в 2-4 раза больше чем у АД) повышает надёжность эксплуатации в условиях возможных перегрузок ДВ.

4. Постоянная частота вращения СД на 2-5% выше чем у АД, что обеспечивает более высокую производительность механизма.

5. Напряжение сети влияет на max.М СД (М пропорционален U_с) меньше чем на max.М АД (М пропорционален ). Уменьшение max.М СД при уменьшении напряжения может быть компенсировано форсировкой его I_в.

6. СД могут быть изготовлены на низкую номинальную частоту вращения, и отпадает необходимость в механической передаче.

7. Стоимость и масса СД без учёта системы возбуждения на 15-20% превосходит показатели АД. Если учесть стоимость конденсаторных батарей, то массово-стоимостные показатели СД оказываются меньше чем у АД.

Преимущества АД:

1. Простота конструкции и процедуры пуска.

2. Лучшая управляемость в аварийных режимах связанных с провалами напряжения из-за возмущений в системе. Эл.маг. процессы в АД затухают быстрее чем в СД и не требуют мероприятий и средств для обеспечения гашения поля. СД подпитывая в течение более длительного времени чем АД место к.з оказывает вредное влияние на элементы системы эл.снабжения. Системы АПВ и самозапуска АД проще чем у СД.

3. Приспособленность для работы во взрывоопасных и сырых помещениях.

4. Менее квалифицированное обслуживание.

5. Преимущества АД проявляются в ЭП малой и средней мощности. В ЭП большой мощности АД наиболее эффективны в пром. комплексах со сложными непрерывными технологиями (ГПЗ), работающих в условиях частых возмущений в системе эл.снабжения.

6. Преимущества СД проявляются при больших мощностях ЭП.

36. Назначение и конструкция электромагнитных муфт. Область их применения в

электроприводах отрасли.

В буровых установках электромагнитные муфты применяются в следующих случаях:

1. в приводе лебедки

2. в качестве электромагнитного тормоза лебедки

3. для ограничения момента передаваемого на ротор при роторном бурении и плавного регулирования частоты вращения ротора

4. для оперативного соединения бурового насоса с приводом для изменения подачи насоса.

Эл магнитные муфты делятся на три вида: 1- эл. магнитные муфты скольжения, 2- индукционные эл. магнитные муфты скольжения, 3- эл. порошковые муфты скольжения.

Наибольшее применение нашли 1 и 2, которые передают момент вращения от ведущего вала к ведомому с помощью эл. магнитного поля.

Муфта скольжения.

Муфта скольжения состоит из двух частей разделенных воздушным зазором, одна из которых жестко связана с валом двигателя , а другая с валом рабочего механизма. Муфта состоит из ведущего вала 1, якоря 2, обмотки возбуждения 3, индуктора 4, ведомого вала 5, контактных колец 6, и щеток 7.

Магнитное поле создается при протекании –I возбуждения по обмотке возбуждения. Якорь представляет собой магнитопровод, выполненный из эл. технической стали с размещенной на нем короткозамкнутой обмоткой. Принцип работы муфты аналогичен принципу действия АД. При вращении ведущей части обмотка якоря вращается относительно постоянного магнитного поля возбуждения, в ней наводится sin-ая ЭДС. По к. з. обмотке якоря протекает I и на каждый проводник действует сила создающая вращающей момент. Скорость вращения ведомой части n2 всегда меньше скорости вращения ведущей части n1, то - есть имеет место скольжение которое изменяется в пределах от 0 до 1. Из за наличия скольжения их называют муфтами скольжения. Регулируя ток возбуждения, можно изменять передаваемый момент вращения, при этом механическая характеристика будет смещаться вправо.

Индукционная эл. магнитная муфта.

Является разновидностью муфты скольжения и отличается конструкцией якоря, который не имеет обмотки возбуждения и выполнен из массивного стального сердечника в котором при вращении наводится большие вихревые токи, взаимодействие этих токов с полем индуктора создается вращающий момент. Они проще и надежнее , но имеют более низкий КПД из за потерь на вихревые токи(нагрев якоря). Муфты скольжения и индукционные муфты могут исполняться в качестве тормоза. При этом механическая энергия превращается в тепловую, поэтому якорь следует охлаждать.

Электропорошковые муфты.

Отличие от муфт скольжения и индукционных муфт:

1. в воздушном зазоре находится ферромагнитный порошок. Смешанный с сухим или жидким наполнителем (тальк, графит, трансформаторное масло)

2. сердечник индуктора 4 с обмоткой возбуждения 5 неподвижен и не связан ведущим валом

3. на ведущих и ведомых частях нет обмоток, что повышает надежность муфты.

При протекании по обмотке возбуждения тока возникает поле которое заставляет повернуться ферромагнитные зерна по направлению силовых линий. Вязкость среды между ведущей и ведомой частями увеличивается и на ведомом валу появляется момент вращения. При некотором токе возбуждения порошок и наполнитель затвердевают и n2=n1. Если момент сопротивления на ведомом валу превысит максимальный момент, то начнется проскальзывание ведомой части относительно ведущей что приведет к нагреву порошка и может привести к заклиниванию муфты, так как объем порошка резко увеличится. Такие муфты необходимо интенсивно охлаждать.