Широкополосный регулятор частоты вращения ротора для трехфазных асинхронных машин малой мощности

КОРОЛЁВ Д.А., ТИТОВА А.А., АлтГТУ, г. Барнаул

Науч. рук. канд. техн. наук, доцент ЕРЕМОЧКИН С.Ю.

Трехфазные асинхронные электродвигатели малой мощности активно используются в производстве, сельском хозяйстве и других сферах. Однако далеко не везде используется трехфазная сеть переменного тока, и возникает проблема включения трехфазного двигателя в однофазную сеть. В настоящее время эта проблема в основном решается включением пускового конденсатора параллельно одной из обмоток электродвигателя. У вышеуказанного метода существует ряд недостатков, таких как: недостаточная надежность и большие габариты, вследствие использования бумажных конденсаторов большой емкости усложняется возможность осуществления реверса. Данный метод является простым в осуществлении, но малоэффективным.

Для решения данной проблемы разработан широкополосный регулятор частоты вращения ротора для трехфазных асинхронных машин малой мощности. Схема предлагаемого устройства представлена на рисунке.

Широкополосный регулятор частоты вращения ротора

для трехфазных асинхронных машин малой мощности

На рисунке изображены силовые транзисторы VT1–VT6, а также обмотки трехфазного асинхронного двигателя A, B, C.

С помощью данного регулятора появляется возможность использовать потенциал асинхронной машины практически целиком. Кроме того, возможно осуществление реверса и регулировки скорости вращения ротора в широком диапазоне. К достоинствам предлагаемого регулятора можно отнести простоту в изготовлении и, как следствие, невысокую стоимость.

Работа широкополосного регулятора частоты вращения ротора для трехфазных асинхронных машин малой мощности осуществляется следующим образом. Для обеспечения вращения магнитного поля статора в начальный момент времени открываются транзистор VT3 и транзистор VT6, ток пойдет по трем обмоткам: обмотке С, обмотке В, обмотке A. Напряжение на обмотке С равно фазному U сети, на обмотках A и B напряжение равно U сети, деленному на 2. Образуется первое положение вектора магнитного поля статора. Аналогичным образом, посредством последовательного открытия и закрытия транзисторов, образуются остальные положения векторов [3].

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о том, что предложенный широкополосный регулятор частоты вращения ротора для трехфазных асинхронных машин малой мощности имеет ряд преимуществ по сравнению с известными методами запуска и работы трехфазного асинхронного двигателя при питании от однофазной сети.

Литература

1. Еремочкин С.Ю. Рациональный выбор типа электропривода для фермерских хозяйств с однофазной линией электропередачи: [Электрон. ресурс] / C.Ю. Еремочкин, Т.М. Халина, М.И. Стальная // Энергосберегающие технологии: междунар. молодеж. конф. – [Россия]: [б. и.], 2011. – URL: http://conferences.tpu.ru/assets/files/energy-saving_ technologies/32ratsionalniy_vibor_tipa_elektroprivoda_dlya_fermer.pdf.

2. Торопцев Н.Д. Трехфазный асинхронный двигатель в схеме однофазного включения с конденсатором / Н.Д. Торопцев. – М.: Энергия, 1979. – 80 с. (Б-ка электромонтера, № 487).

3. Пат. РФ № 157686. Широкополосный частотный регулятор скорости для трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродви-гателя / М.И. Стальная, С.Ю. Еремочкин, Д.А. Королёв, А.А. Титова. – № 2015116577/07, 29.04.2015. – Бюл. № 34.

УДК 62-38

КОНТРОЛЬ И УПРАВЛЕНИЕ НЕФТЕДОБЫВАЮЩИМИ

СКВАЖИНАМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАННЫХ АНАЛИЗА

ПРОТОЧНЫМ АНАЛИЗАТОРОМ ЯДЕРНОГО

МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

КУБАНГО Б.Э.М., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. д-р техн. наук, профессор КАШАЕВ Р.С.

Цели исследования:

1. Разработка системы электроснабжения проточного пробоотбора, анализа и подготовки нефти с использованием автоматизированных электроприводов (АЭП) и аппаратуры для реализации методик экспресс-контроля нефти методом ЯМРР: газосодержания СКЖ и плотности компонентов СКЖ; концентрации воды в СКЖ и сырой нефти; расхода СКЖ на нефтедобывающих и нагнетательных скважинах и на групповых замерных установках (ГЗУ).

2. Разработка автоматизированной системы электроснабжения нефтедобывающих скважин с использованием управляющих сигналов от проточного анализатора ядерного магнитного резонанса (ЯМРА) по данным о дебите скважин, концентрации газа и воды в скважинной жидкости, плотности и солесодержании в воде.

Задачи исследования:

1) определение параметров сырой нефти (концентраций воды, пластовых солей и остаточной нефти, газонасыщенности);

2) регулирование параметров водоотделения от сырой нефти в установках обезвоживания с поддержанием ее параметров на заданном уровне;

3) определение параметров процесса (расхода закачиваемой в пласт воды);

4) сигнализация (оповещение, предупреждение) об отклонениях значений параметров и процесса в целом от допустимых пределов;

5) блокировка (запрещение) включения оборудования;

6) защита оборудования в аварийных ситуациях (выключение, перевод на безопасный режим).

Актуальность данной темы заключается в том, что на технологи-ческие процессы, связанные с нефтедобычей и повышением нефтеотдачи, оказывают влияние: скачкообразный характер изменения давления СКЖ, изменения плотности и вязкости жидкости, изменение газового фактора (газовая пробка), дискретный характер срабатывания противоаварийной защиты.

Практическая значимость исследования заключается в том, что эта работа поможет снизить потребление электроэнергии при рациональной работе насосов УЭЦН.

Решение поставленной проблемы достигалось в несколько этапов. Сначала были изучены результаты анализа многофазных потоков методом ядерного (протонного) магнитного резонанса для контроля параметров работы ЭП, затем была разработана прикладная программа измерений параметров СКЖ с применением программного пакета LabView. Далее были смоделированы в MatLab Simulink переходные процессы асинхронных двигателей погружных насосов.

В результате проведенного исследования можем сделать вывод: из-за обрыва фаз двигатели перестают запускаться или начинают забирать необходимый ток из других фаз, в такой ситуации обмотки двигателя подвергаются неравномерным нагрузкам, что может послужить причиной его повреждения; с помощью моделирования в MatLab были получены установленные значения напора, производительности и скорости вращения ротора в зависимости от времени.

УДК 621