Разработка и исследование пусковых устройств для высоковольтных электроприводов

• Автор: Анисимов, Дмитрий Михайлович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 122 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОДЕРНИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
1.1. Обзор структуры и состояния электроприводов переменного
тока на предприятиях металлургического производства
1.2. Проблемы при реализации классических способов пуска АД
1.2.1. Пуск двигателя непосредственным включением в сеть
1.2.2. Пуск при пониженном напряжении
1.3. Особенности реализации систем ТПН-АД
1.3.1. Бесконтактные пусковые устройства на основе тиристорных коммутаторов
1.3.2. Научные школы развития систем ТПН-АД
1.3.3. Силовые схемы ТПН и принципы регулирования напряжения
1.4. Задачи, решаемые пусковыми устройствами на основе тиристорных преобразователей напряжения
1.5. Пусковые устройства для высоковольтных электродвигателей
и задачи по созданию объектно-ориентированных устройств пуска
ВЫВОДЫ по главе
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНО-ТИРИСТОРНЫХ ПУСКОВЫХ УСТРОЙСТВ
2.1. Представление трансформатора, как преобразователя напряжения
с регулируемым сопротивлением
2.2. Разработка трансформаторно-тиристорного пускового устройства
для высоковольтного АД
2.3. Разработка и анализ направлений развития высоковольтных пусковых устройств на основе трансформаторно-тиристорных схем
2.4. Анализ возможности применения системы в роли неуправляемого
реактора
ВЫВОДЫ по главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ АД
С ТРАНСФОРМАТОРНО-ТИРИСТОРНЫМИ ПУСКОВЫМИ
УСТРОЙСТВАМИ
3 Л. Основные уравнения электромагнитного состояния АД
3.2. Математическое описание работы трансформатора
3.3. Исследование модели системы «трансформаторнотиристорный пускатель - асинхронный двигатель» и анализ
пусковых режимов
3.3.1. Обоснование способа реализации модели
3.3.2. Моделирование прямого пуска АД
3.3.3. Модель трансформаторно-тиристорного пускового устройства
3.3.4. Исследование пуска двигателя без нагрузки на валу при фиксированном угле управления
3.4. Исследование пуска двигателя при изменении угла управления
с целью снижения колебательности пускового момента
ВЫВОДЫ по главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ ТТПУ-АД И РАЗРАБОТКА ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА
3.1. Исследования, связанные с реализуемостью пускового
процесса в системе ТТПУ-АД
4.2. Вопросы разработки простейших конструкций пусковых трансформаторов
4.3. Разработка трансформаторно-тиристорного пускового устройства
и его экспериментальные испытания
4.4. Технико-экономическое обоснование развития данного направления 109 ВЫВОДЫ по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ
Библиографический список
Приложения

Введение
В современных условиях большинство электроприводов переменного тока, введенных в эксплуатацию с момента основания предприятий в прошлом веке, начиная с 30- г.г. и до 90- х продолжают оставаться нерегулируемыми. Известно, что до 50% потребления электроэнергии в стране приходится на массовый нерегулируемый электропривод на базе асинхронного короткозамкнутого электродвигателя [1,2]. Механизмы с вентиляторной нагрузкой занимают особое положение по потреблению электроэнергии. На их долю приходится около 20~:-25% всей вырабатываемой электроэнергии. Наиболее затратным по электропотреблению является металлургическое производство, где сосредоточено большое многообразие электроприводов. На крупных металлургических предприятиях с полным производственным циклом, электроприводы переменного тока являются преобладающими как по количеству, так и по совокупной установленной мощности. В этой отрасли производства особое внимание необходимо обратить на состояние электроприводов агрегатов в сфере горно-обогатительного производства, где проблемы состояния электроприводов проявляются наиболее остро. Отсутствие регулирования в асинхронных электроприводах не позволяет обеспечить высокую надежность эксплуатации электрического и механического оборудования технологических агрегатов горно-обогатительного и в целом металлургического производства. Одной из главных причин снижения надежности эксплуатации асинхронных электроприводов является то, что по мере снижения эксплуатационного ресурса электродвигателей все чаще возникают отказы, которые проявляются в самых тяжелых для АД режимах, а именно в пусковых. Высокая кратность значений момента и тока в этом режиме приводит к ускоренному износу оборудования, оказывает негативное влияние на работу системы электроснабжения и является основной причиной возникновения аварийных отказов агрегатов и производственных участков

Существуют и другие схемные решения пусковых устройств как, например, с применением трехфазного диодного моста и управляющего тиристора с искусственной коммутацией (рис. 1.17).
Рис. 1.17. Схема пускового устройства на основе трехфазного диодного моста
Следует отметить, что в схемах современных преобразователей для параметрического управления статорными и роторными цепями асинхронных двигателей применяются [8] различные полупроводниковые элементы (приборы с полной и неполной управляемостью) и способы управления. Причем управляемые вентили включаются в цепи как переменного, так и выпрямленного тока. На рис. 1.18. показаны основные варианты реализации современных преобразователей напряжения для одной фазы.
Х7 7 s' ; 7 7 3 I 2 KJ S 3 Z 2 ~r S 3 5 3 i h
— J— W A- Д 2 'Л 3 Z 2 z € ) 3Z
а) б) в) с) д)
Рис. 1.18. Варианты исполнения фазы преобразователя напряжения