Электропривод газоперекачивающего агрегата

Авторы патента:

H02P27/04 - Управление или регулирование электрических двигателей, генераторов, электромашинных преобразователей; управление трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками (конструкции пусковых аппаратов, тормозов или других управляющих устройств см. в соответствующих подклассах, например механические тормоза F16D, механические регуляторы скорости G05D; переменные резисторы H01C; пусковые переключатели H01H; системы для регулирования электрических или магнитных переменных величин с использованием трансформаторов, реакторов или дроссельных катушек G05F; устройства, конструктивно связанные с электрическими двигателями, генераторами, электромашинными преобразователями, трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками, см. в соответствующих подклассах, например H01F,H02K; соединение или управление

H02P25/02 - Управление или регулирование электрических двигателей, генераторов, электромашинных преобразователей; управление трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками (конструкции пусковых аппаратов, тормозов или других управляющих устройств см. в соответствующих подклассах, например механические тормоза F16D, механические регуляторы скорости G05D; переменные резисторы H01C; пусковые переключатели H01H; системы для регулирования электрических или магнитных переменных величин с использованием трансформаторов, реакторов или дроссельных катушек G05F; устройства, конструктивно связанные с электрическими двигателями, генераторами, электромашинными преобразователями, трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками, см. в соответствующих подклассах, например H01F,H02K; соединение или управление

Полезная модель «Электропривод газоперекачивающего агрегата» относится к электротехнике и может быть использована на промышленных предприятиях, где для повышения давления (компримирования) газообразных продуктов используются газоперекачивающие агрегаты с турбокомпрессорами, например, на компрессорных станциях магистрального транспорта газа и в подземных хранилищах газа, а также в компрессорных цехах заводов. Система включает в себя электропривод по схеме преобразователь частоты - двигатель, систему управления ПЧ и систему датчиков. Система автоматического управления реализует частотное регулирование электропривода ГПА по возмущению, вычисляя необходимую для компенсации внешних возмущений величину сигнала управления, и по отклонению, вводя коррекцию давления по сигналу обратной связи. Технический эффект состоит в автоматической стабилизации скорости вращения электропривода ГПА в динамических режимах с помощью замкнутого контура регулирования скорости вращения в условиях возмущающих воздействий, контроле процесса компримирования газа и стабилизации его давления на требуемом уровне, что приводит к строгому соблюдению условий технологического процесса и позволяет повысить производительность и качество продукции. 1 ил.

При компримировании газа с помощью газоперекачивающих агрегатов на величину давления газа на выходе компрессорных станций большое влияние оказывают технологические и метеорологические факторы (температура и влажность воздуха, атмосферное давление, наличие ветра, осадков и др.), которые носят случайный характер. В связи с этим величина давления компримированного газа значительно меняется, ухудшая уровень надежности трубопроводов и производительность магистрального транспорта газа.

Известна полезная модель по патенту РФ 107427 (опубликовано 10.08.2011, МКИ H02P 27/04, H02P 25/02, Бюл. 22), которая является прототипом данной полезной модели, и где описывается система инвариантного управления электроприводом ГПА. В системе содержится газоперекачивающий агрегат, электропривод по системе преобразователь частоты - синхронный двигатель, ПИ-регулятор, сумматор, датчик выходного давления газа, датчики измерения внешних воздействий (температуры и влажности воздуха, подачи и температуры газа), блок расчета необходимой скорости вращения нагнетателя, при этом выходы датчиков измерения внешних воздействий соединены с входами блока расчета необходимой скорости вращения нагнетателя, его выход с первым входом сумматора, выход которого соединен с входом ПИ-регулятора скорости вращения двигателя, выход которого соединен с входом электроприводом, выход которого соединен с входом газоперекачивающего агрегата.

Однако данная система не обеспечивает устойчивую и надежную работу в динамических режимах при колебаниях внутренних параметров, например, питающего напряжения, особенно в нагруженном состоянии нагнетателя.

Решаемая задача - повышение устойчивости и стабильности работы электропривода ГПА. Технический результат - автоматическая стабилизация скорости вращения электропривода ГПА в динамических режимах с помощью замкнутого контура регулирования скорости вращения в условиях возмущающих воздействий.

Этот технический результат достигается тем, что в системе управления электроприводом ГПА, содержащей газоперекачивающий агрегат, электропривод по системе преобразователь частоты - двигатель, ПИ-регулятор, сумматор, датчик выходного давления газа, датчики измерения внешних воздействий (температуры и влажности воздуха, подачи и температуры газа), блок расчета необходимой скорости вращения нагнетателя, при этом выходы датчиков измерения внешних воздействий соединены с входами блока расчета необходимой скорости вращения нагнетателя, его выход с первым входом сумматора, выход которого соединен с входом ПИ-регулятора скорости вращения двигателя, выход которого соединен с входом электроприводом, выход которого соединен с входом газоперекачивающего агрегата, введен датчик скорости вращения, вход которого соединен с выходом электропривода ПЧ-Д, выход датчика скорости вращения соединен со вторым входом сумматора, выход датчика давления соединен с входом блока расчета необходимой скорости нагнетателя.

Система электропривода газоперекачивающего агрегата приведена на чертеже. Она содержит следующие блоки: совокупность внешних воздействий 1 (температуры и влажности воздуха, подачи и температуры газа); датчики измерения внешних воздействий 2; блок 3 расчета необходимой скорости вращения ГПА 4 в соответствии с заданным давлением газа 5; датчик скорости вращения 6; ПИ-регулятор 7 фактической скорости вращения электропривода 8; электропривод 9 ГПА по системе преобразователь частоты - двигатель (синхронный или асинхронный) (ПЧ-Д) с законом управления U/f²=const (U - питающее напряжение статорных обмоток Д, f - частота питающего напряжения); газоперекачивающий агрегат 10 с турбокомпрессором; датчик 11 давления газа на выходе 12; сумматор 13. Выходы датчиков внешних воздействий 2 соединены с входами блока 3 расчета необходимой скорости вращения ГПА 4, его выход - с первым входом сумматора 13, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости вращения, вход которого соединен с выходом электропривода ПЧ-Д, второй вход блока 3 расчета необходимой скорости вращения соединен с выходом датчика давления 11, вход которого соединен с выходом газоперекачивающего агрегата 10, вход которого соединен с выходом электропривода 9, который, в свою очередь, соединен с выходом сумматора 13 через ПИ-регулятор 7 скорости вращения.

Электропривод газоперекачивающего агрегата работает следующим образом.

Объектом управления для электропривода 9 является газоперекачивающий агрегат 10, на вход которого подводится газ. Повышение давления (компримирование) газа происходит за счет политропной работы компрессоров ГПА. Вращение газоперекачивающего агрегата 10 обеспечивает двигатель 9 с устройством изменения его частоты вращения (ПЧ) с законом управления U/f² =const. На вход блока 3 расчета необходимой скорости вращения поступают сигналы о величине возмущающих воздействий с датчиков 2 измерения внешних воздействий 1 и сигнал задания давления 5, который корректируется с датчика давления 11. Динамические колебания скорости вращения электропривода ГПА 9 поступают на датчик скорости вращения 6 и далее на второй вход сумматора 13. Сигнал 4 с выхода блока 3 расчета необходимой скорости вращения электропривода ГПА поступает на сумматор 13, где корректируется сигналом с датчика скорости 6. Сигнал с сумматора 13 поступает на ПИ-регулятор 7, на выходе которого формируется сигнал 8, пропорциональный требуемой скорости вращения электропривода 9. Газоперекачивающий агрегат 10, вращаемый электроприводом 9, создает требуемое давление газа на выходе компрессорной станции 12.

Электропривод газоперекачивающего агрегата, содержащий газоперекачивающий агрегат, электропривод по системе преобразователь частоты - двигатель, ПИ-регулятор, сумматор, датчик выходного давления газа, датчики измерения внешних воздействий (температуры и влажности воздуха, подачи и температуры газа), блок расчета необходимой скорости вращения нагнетателя, при этом выходы датчиков измерения внешних воздействий соединены с входами блока расчета необходимой скорости вращения нагнетателя, его выход с первым входом сумматора, выход которого соединен с входом ПИ-регулятора скорости вращения двигателя, выход которого соединен с входом электроприводом, выход которого соединен с входом газоперекачивающего агрегата, отличающийся тем, что введен датчик скорости вращения, вход которого соединен с выходом электропривода ПЧ-Д, выход датчика скорости вращения соединен со вторым входом сумматора, выход датчика давления соединен с входом блока расчета необходимой скорости нагнетателя.

РИСУНКИ

Преобразователь частоты с широтно-импульсной модуляцией относится к частотно регулируемым электроприводам, в частности к преобразователям частоты со звеном постоянного тока и инвертором напряжения с широтно-импульсной модуляцией и может быть использована в электроприводах ответственных механизмов тепловых объектов, например, котлоагрегатов, технологические режимы которых не допускают внеплановых остановок при кратковременных нарушениях электроснабжения.

Однофазный полумостовой инвертор для электродвигателя переменного тока // 128410

Устройство управления двигателями переменного тока (частотно регулируемый электропривод) // 132279

Устройство управления двигателями переменного тока относится к частотно регулируемым электроприводам, в частности, к преобразователям частоты со звеном постоянного тока и инвертором напряжения с широтно-импульсной модуляцией.

Схема трехфазного инвертора-преобразователя переменного и постоянного тока и напряжения // 132280

Схема трехфазного инвертора-преобразователя переменного и постоянного тока и напряжения относится к электротехнике и к импульсной силовой электронике и предназначена для использования в качестве преобразователя постоянного, в частности - выпрямленного напряжения, в трехфазное синусоидальное в системах электроснабжения перспективных самолетов с полностью электрифицированным оборудованием (так называемых «полностью электрических самолетов»), а так же других транспортных средств.

Асинхронный электропривод электродвигателя с фазным ротором // 132281

Асинхронный электропривод электродвигателя с фазным ротором относится к электротехнике и может быть использован в электроприводах общепромышленных механизмов, например насосов, транспортеров, вентиляторов и др.

Схема станции управления и защиты (су) погружным электродвигателем глубинного скважинного насоса // 132646

Схема станции управления и защиты (су) относится к области машиностроения и может быть использована в системах управления погружными электродвигателями глубинных скважинных насосов, применяемыми при нефтедобыче, а также в других областях народного хозяйства.

Система электромагнитных приводов линейного перемещения для координатно-измерительных машин // 132648

Система электромагнитных приводов линейного перемещения относится к измерительной технике и может быть использована в приводных координатных системах координатно-измерительных машин.

Система управления асинхронным двигателем // 136262

Частотно регулируемый трехфазный асинхронный электропривод со свойством живучести // 136652

Электропривод с асинхронным двигателем содержит m-трехфазных мостовых инверторов, силовые входы которых подключены к положительному и отрицательному выводам источника питания постоянного тока, при этом выходы каждой из трех фаз инверторов объединены и подключены через соответствующий датчик тока к соответствующей обмотке статора асинхронного двигателя.

Шкаф блока управления синхронным частотно-регулируемым электроприводом задвижки центробежных магистральных насосов // 136939

Прибор применяется для управления электроприводом магистральных насосов, установления необходимой скорости вращения и других заданных параметров, для увеличения качества и КПД работы.

Преобразователь частоты с широтно-импульсной модуляцией // 125789