В настоящее время многие задачи регулирования технологическими процессами решаются с использованием интеллектуальных устройств. Существует ряд «базовых» требований, которым должны соответствовать эти устройства:• точность в установке положения выходного звена арматуры;
• способность выдерживать большое количество пусков в час;
• развитые возможности по стыковке с системой управления по аналоговым, дискретным и цифровым линиям обмена.
Научно-производственное предприятие «Томская электронная компания» много лет является разработчиком и изготовителем различных типов электроприводов марки РэмТЭК. За 15 лет производства на объекты России и ближнего зарубежья поставлено около 30 000 единиц электроприводов с номинальными моментами от 60 до 10000 Нм. При этом основную часть поставок составляют электроприводы с интеллектуальными блоками управления, что позволяет этим изделиям успешно участвовать в программах импортозамещения ведущих нефтегазовых компаний России.
Одним из видов описываемых устройств являются электроприводы РэмТЭК с типом блока управления «V», выпускаемые компанией ООО НПП «Томская электронная компания».
Электропривод имеет встроенный транзисторный (IGBT) реверсивный преобразователь и обеспечивает плавный пуск, точный останов и регулирование скорости вращения электродвигателя. Регулировка скорости вращения и плавный пуск позволяют избежать ударных воздействий на арматуру, продлить её ресурс, обеспечить точный подход выходного звена в заданное положение.
Программирование скорости движения дает возможность при необходимости реализовать быстрый аварийный перевод арматуры в безопасное состояние и при этом не потерять в точности регулирования, работая в штатном режиме на малой скорости.
Электропривод «РэмТЭК» на объекте ОАО «НК «Роснефть»
Движение запирающего элемента арматуры происходит в соответствии с трёхзонной диаграммой. Путь между положениями полного закрытия и полного открытия разделён на три зоны: зону трогания, зону движения и зону уплотнения (рис. 2).
Рис. 1. Диаграмма движения запорного органа арматуры
В каждой зоне движения задаются индивидуальные настройки муфты ограничения крутящего момента и скорости движения.
Управление электродвигателем привода осуществляется по алгоритму трансвекторного управления. Алгоритм позволяет получить максимальный момент на выходном звене электропривода при токах в статоре электродвигателя, не превышающих значений 2*Iном, в том числе и при пусковых режимах. Для сравнения: электромеханический привод с магнитным пускателем допускает 7—8 кратную перегрузку по току в режиме пуска и, как следствие, испытывает сильную тепловую перегрузку при частых пусках.
Электропривод «РэмТЭК» на объекте «Томского нефтехимического комбината»
Применение трансвекторного алгоритма и транзисторного преобразователя в электроприводе РэмТЭК решило задачу чувствительности электропривода к просадкам питающей сети. Так, например, при просадке напряжения на 50 % электромеханический привод потеряет 75 % момента, а электропривод РэмТЭК сохранит максимальные значения момента и лишь снизит скорость движения пропорционально просадке напряжения. Устойчивость к просадке сети дает возможность закончить выполнение команды даже при обрыве одной из фаз питающей сети.
Работа на токах, не превышающих 2*Iном тока двигателя, и применение преобразователя с промежуточным контуром накопления энергии и значением cosɸ= 0,9—0,95 существенно снижает требования к питающей подстанции (трансформаторы, фильтры и др. оборудование) и к сечению подводящих кабелей. Всё это дает ощутимую экономию при реализации задачи управления.
Ещё одна особенность данных электроприводов в том, что для мощностей до 1,5 кВт они могут быть реализованы по схеме однофазного питания 220В. Система управления
Рис. 2. Зависимость потребляемой мощности электропривода РэмТЭК от скорости движения и момента выходного звена
электропривода выпрямляет однофазное напряжение питания и формирует трехфазное напряжение для электродвигателя. Это дает возможность применять стандартные трехфазные асинхронные электродвигатели для однофазного питания электропривода. Такое решение технически и экономически целесообразно, так как дает экономию по кабельной продукции.
При режимах регулирования с количеством пусков в час от 600 и выше преимущество применения электропривода с частотным управлением перед устройствами с магнитными пускателями становится еще больше. В режиме пуска устройства с магнитными пускателями потребляют максимальную мощность вследствие больших пусковых токов. Устройства с тиристорными реверсивными преобразователями и с функцией плавного пуска ограничивают пусковой ток до 4-5*Iном и показывают лучший результат, чем устройства с магнитными пускателями, однако они тоже не могут сравниться по эффективности с частотным электроприводом.
У частотного электропривода «РэмТЭК» с трансвекторным управлением пусковая мощность не превышает номинального значения даже при максимальном выходном моменте арматуры, что дает ощутимую экономию электроэнергии. Электропривод РэмТЭК допускает режим работы 1200 пусков в час (и более по отдельному заказу).
Электроприводы РэмТЭК модификации V имеют на порядок больший функционал по сравнению с электромеханическими электроприводами и приводами с тиристорными преобразователями и выделяются такими показателями, как высокая точность позиционирования и регулирования, быстрое подключение к системам управления технологическими процессами, возможность регулирования скорости и момента электропривода.
Основные характеристики электропривода «РэмТЭК»:
Дополнительная информация по электроприводам торговой марки РэмТЭК доступна на сайте компании www.npptec.ru.