Ecoparcovka.ru

ЭкоПарковка СТО
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое рекуперация двигателя постоянного тока

РЕЗЕРВЫ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ЛОКОМОТИВОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

  • Аннотация
  • Об авторах
  • Список литературы
  • Cited By

Аннотация

Системой рекуперации оборудованы все электровозы, предназначенные для вождения грузовых поездов. Наметилась также тенденция ее применения в сочетании с реостатным тормозом на пассажирских электровозах и электропоездах. Приведена методика энергетического расчета при движении электровоза под уклон, проанализированы отдельные составляющие энергобаланса, указаны возможности повышения коэффициента полезного действия локомотива в режиме рекуперации. Выполнен аналитический обзор функций регулирования и защиты электрооборудования, который показывает, что в режиме рекуперации набор этих функций значительно шире, чем в тяге.

Ключевые слова

Об авторах

доктор технических наук, профессор

кандидат технических наук, машинист

Список литературы

1. Гапанович В. А. Энергосбережение на железнодорожном транспорте: Учебник. – М.: ИД МИСиС, 2012. – 620 с. Gapanovich, V. A. Energy savings for rail transport. Textbook [Energosberezhenie na zheleznodorozhnom transporte: Uchebnik]. Moscow, ID MISiS publ., 2012, 620 p.

2. Кантор И. И. Продольный профиль пути и тяга поездов. – М.: Транспорт, 1984. – 207 с. Kantor, I. I. Physical profile of a track and traction of trains [Prodol’nyj profil’ puti i tjaga poezdov]. Moscow, Transport publ., 1984, 207 p.

3. Осипов С. И., Осипов С. С., Феоктистов В. П.. Теория электрической тяги. – М.: Маршрут, 2006. – 436 с. Osipov, S.I., Osipov, S.S., Feoktistov, V. P. Theory of electric traction [Teorija jelektricheskoj tjagi]. Moscow, Marshrut publ., 2006, 436 p.

4. Трахтман Л. М. Электрическое торможение электроподвижного состава. – М.: Транспорт, 1985. – 204 с. Trakhtman, L. M. Electrical braking of electric rolling stock [Elektricheskoe tormozhenie elektropodvizhnogo sostava]. Moscow, Transport publ., 1985, 204 p.

5. Иньков Ю. М., Фельдман Ю. И. Электроподвижной состав с электрическим торможением: Учеб. пособие. – М.: УМЦЖДТ, 2008. – 412 с. Inkov, Yu.M., Feldman, Yu.I. Electric rolling stock with electrical braking. Educational guide [Elektropodvizhnoj sostav s elektricheskim tormozheniem: ucheb. posobie]. Moscow, UMCZhDT publ., 2008, 412 p.

6. Захарченко Д. Д. Тяговые электрические аппараты. – М.: Транспорт, 1991. – 247 с. Zakharchenko, D. D. Traction electric equipment [Tjagovye jelektricheskie apparaty]. Moscow, Transport publ., 1991, 247 p.

7. Иньков Ю. М., Литовченко В. В., Назаров Д. В., Феоктистов В. П. Выбор параметров двухсистемного грузового электровоза // Мир транспорта. – 2014. – № 6. – 34–46 с. Inkov, Yu.M., Litovchenko, V. V., Nazarov, D.V., Feoktistov, V. P. Selection of Parameters for Dual-System Freight Electric Locomotive. World of Transport and Transportation, 2014, Vol.12, Iss. 6, pp. 34–46.

Для цитирования:

Феоктистов В.П., Третинников О.В., Борисенков С.С. РЕЗЕРВЫ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ЛОКОМОТИВОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА. Мир транспорта. 2015;13(1 (56)):86-92.

For citation:

Feoktistov V.P., Tretinnikov O.V., Borisenkov S.S. OPPORTUNITIES TO ENHANCE EFFECTS OF REGENERATIVE BRAKING OF DC ELECTRIC LOCOMOTIVES. World of Transport and Transportation. 2015;13(1 (56)):86-92.


Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Что такое рекуперация двигателя постоянного тока

Ваш браузер устарел. Обновите браузер или установите Google Chrome Frame для лучшего отображения этого сайта.

Для применений в агрессивной среде, 100% влажности и высокой температуре до 150°C

Надежное решение для Вашего производства

Векторный частотный преобразователь для работы в жестких условиях

Идеальное решение широкого круга задач:

Электродвигатели для дымоудаления серий 1 LA 7, 1 LA 5, 1 LA 6, 1 LG 6, 1 PP 7, 1 PP 5, 1 PP 6 производства Siemens

Низковольтные электродвигатели с короткозамкнутым ротором для автоматических установок удаления дыма и устройств теплоотвода предназначены главным образом для привода дымососных вентиляторов

В· Классификация по температуре/времени согласно EN 12101-3:

200 соответствует 200 В°C для 120 минут

F300 соответствует 300 °C для 60 минут

F400 соответствует 400 °C для 120 минут

· Двигатели выпускаются в алюминиевом или чугунном корпусе

· Возможность работы в качестве В«двухфункциональных двигателейВ» — обычном и аварийном режимах

Специально спроектированы для работы от преобразователя частоты

Современное цифровое управление электродвигателями постоянного тока

Взрывозащищенные асинхронные двигатели производства SIEMENS представлены в следующих типах защиты:

В«Повышенная безопасностьВ» EExe II.

«Взрывозащищённые двигатели» EExde IIC/EExd IIC.

«Искробезопасные» Ex nA II/EEx nA II.

«Двигатели с защитой от воспламенения горючей пыли Зоны 21 и 22».

Инжиниринговая компания «Приводные Системы» основана в 2007 году и специализируется на внедрении передовых технологий автоматизации производства и энергосбережения на промышленных предприятиях в основных направлениях:

  • Модернизация электропривода технологического оборудования промышленных предприятий путем переоснащения современными частотными преобразователями, сервоприводами, электродвигателями или мотор-редукторами для улучшения технологических возможностей оборудования, повышения энергоэффективности и надежности. Интеграция нового электропривода в существующую систему управления, либо модернизация АСУТП.
  • Поставка комплектных приводов производителям подъемно-транспортного, компрессорного, вентиляционного и насосного оборудования.
    Подбор компонентов привода, наиболее соответствующих требованиям производителя по надежности, функциональности и цене.
  • Участие в новых проектах, где электропривод выполняет основную функцию – нагрузочные и испытательные стенды. Решение прикладных задач намотки-размотки, синхронизации приводов по скорости и моменту, точного позиционирования, построение схем рекуперации энергии, применение приводов и двигателей постоянного тока, синхронных или асинхронных электродвигателей.
  • Поставка комплектующих электропривода на замену вышедших из строя и в резерв большинства зарубежных производителей, если возможность замены на аналогичное оборудование отсутствует или это обусловлено задачей. Размещение заказов на производство электродвигателей специального исполнения с аналогичными параметрами.
Читать еще:  Что происходит при холодном запуске двигателя

Большой выбор типов электродвигателей, частотных преобразователей, сервоприводов и электроприводов постоянного тока позволяет решать широкий спектр задач повышения энергоэффективности и надежности с оптимальным соотношением цены и качества.

Основу программы поставок составляет продукция известных и давно зарекомендовавших себя производителей, с которыми ООО «Приводные Системы» имеет дистрибьюторские или партнерские отношения и может предложить конкурентоспособные цены.

Leroy-Somer – французская компания, входящая в состав Emerson Group, основана в 1919 г. В первую очередь известна своими системами генерации электроэнергии и занимает около 50% мирового рынка синхронных генераторов мощностью до 1,5 МВт. Электродвигатели и частотные преобразователи Leroy-Somer используют производители оборудования для автомобильной, химической, нефтегазовой, сахарной, текстильной промышленности, производители кранов, лифтов, компрессоров, насосов во всем мире.

Имея богатейший опыт в производстве электродвигателей, Leroy-Somer предлагает надежные инновационные решения для широкого спектра применений во всех видах промышленности. Компанией постоянно разрабатываются и совершенствуются технологии охлаждения электрических машин, электромагнитной совместимости, снижения шума и вибраций, покрытий изоляционных обмоток, что обеспечивает продукции Leroy-Somer непревзойденное качество.

Control Techniques — международная компания с основным производством в Великобритании и производственными и опытно-конструкторскими предприятиями в Европе, США и Азии. Основана в 1973 г., с 1995 г. входит в состав Emerson Group. Control Techniques известна как производитель высокоинтеллектуальных преобразователей частоты переменного тока, приводов постоянного тока и сервоприводов.

Марка Control Techniques является синонимом качества, надежности и инноваций в области электропривода. Продукция Control Techniques широко используется производителями оборудования для различных отраслей промышленности, т.к. компания предлагает готовые решения для конкретных применений и все серийные продукты спроектированы как для работы в качестве простых децентрализованных приводов, так и в качестве компонентов сложнейших систем управления.

Bauer Gear Motor – компания основана в 1927 в Германии. Заводы расположены в Германии и Чехии. Мотор-редукторы, производимые компанией являются образцом немецкого качества и надежности. Обеспечивают долговременную и безупречную работу в агрессивных и загрязненных средах, под водой, в условиях крайнего севера и в металлургических цехах, в пищевой промышленности и фармацевтике. Широкий модельный ряд и богатое оснащение опциями делают мотор-редукторы Bauer оптимальным выбором для любых применений.

Siemens. Продукция компании представлена во всех сегментах промышленности. Компания является одним из лидеров в производстве приводных систем. Постоянное внедрение передовых технологий, высокое качество, наличие на складах и относительно невысокие цены на стандартные изделия обеспечивают продукции Siemens заслуженную популярность.

По мере развития компании, «Приводные Системы», стали выходить на производственные сегменты: в 2009 году на рынок вышли осевые реверсивные высокотемпературные вентиляторы собственного производства серии DSF, для камер сушки древесины. Алюминиевые крыльчатки самого успешного производителя рабочих колес Multi Wing (Дания), высокотемпературные электродвигатели Lerоy Somer для работы при температурах 85, 135 и 150 °С обеспечили постоянный высокий спрос и популярность как у производителей сушильных камер, так и у предприятий по деревообработке.

Встроенный интеллект и возможности системной интеграции Mentor MP

Электроприводы со встроенным интеллектом дают возможности для построения более компактной, надежной и производительной системы. Control Techniques является лидером в области разработки и производства интеллектуальных электроприводов.

Возможности Sypt Lite и встроенного микро-ПЛК

Mentor MP имеет встроенный микро-ПЛК, который программируется с помощью лестничных диаграмм и функциональных блоков. Дает возможность отказаться от внешних реле и микро-ПЛК.

SyptPro — визуализированная среда для программирования

SyptPro — это полностью визуализированная среда программирования, которая идеально подходит для решения самых сложных задач как одноприводных, так и многоприводных систем. SyptPro полностью соответствует современным стандартам программирования и поддерживает функциональные блоки, лестничные диаграммы и паскалеподобный язык. Задачи управления движением легко решаются с использованием PLC Open, поддерживающим решения для нескольких осей. CT Net — высокоскоростной помехоустойчивый протокол связи, встроенный в SM-Application, позволит Вам объединить в своей системе электроприводы, SCADa систему и удаленные входы/выходы, которые вы можете настраивать и управлять с помощью SyptPro.

Mentor MP идеален для модернизации. Он может быть легко интегрирован в силовую схему, систему управления и процесс. Mentor MP даст вашему оборудованию дополнительную производительность и возможности.

Рекуперацией тепла

Лаконичный и современный дизайн Широкий модельный ряд производительностью от 8 до 48 л.с. с шагом 2 л.с.
Суммарная производительность подключаемых внутренних блоков – до 150%


22.4кВт (8л.с.)
AJYA72GALH


28.0кВт (10л.с.)
AJYA90GALH


33.5кВт (12л.с.)
AJY108GALH


40.0кВт (14л.с.)
AJY126GALH


45.0кВт (16л.с.)
AJY144GALH

Решения по использованию

Электрический привод

По данным Конференции ООН по торговле и развитию, на судах перевозится около 80 процентов мировых товаров. В ближайшие годы транспорт через океаны будет продолжать расти – на 3,8 процента в год до 2022 года. Суда, однако, производят огромное количество выхлопных газов, таких как оксиды серы, оксиды азота, частицы сажи и мелкая пыль, а также диоксид углерода (CO2). Большинство контейнерных и круизных судов, нефтяных танкеров и грузовых судов работают на тяжелом дизельном топливе. И они потребляют его в огромных количествах: 90 000 судов по всему миру сжигают 370 миллионов тонн топлива в год и производят 20 миллионов тонн оксида серы. Следовательно, для удаления этих тяжелых загрязнителей из судоходной отрасли необходима электрификация.

Читать еще:  Бензиновый двигатель внутреннего сгорания принцип работы реферат

Три основных направления электрификации судов:

  • Дизель-электрический привод: Дизель-генераторы вырабатывают электроэнергию. Электричество приводит в движение электродвигатель, приводящий в движение гребной винт корабля.
  • Гибридный привод: помимо двигателя внутреннего сгорания на борту есть аккумуляторные батареи. С одной стороны, они также могут быть кратковременно включены, когда требуется пиковая мощность. С другой стороны, они могут накапливать избыточную энергию, например, от дизельного генератора. Корабль мог бы работать только на электричестве.
  • Полностью электрический привод: на борту нет двигателя внутреннего сгорания, вся энергия поступает от батарей.
Преимущества EA:
  • Выходное напряжение до 2000 В
  • Выходная мощность до 30 кВт
  • Параллельное объединение до 2 мВт
  • Высокая удельная мощность

Катодная защита от коррозии

Катодная защита от коррозии на военных кораблях также обеспечивается программируемыми источниками питания постоянного тока для предотвращения разрушения стального корпуса корабля. Катодная защита на судах часто реализуется с использованием гальванических анодов на корпусе и ICCP для больших судов. Поскольку суда регулярно выводятся из воды для осмотра и технического обслуживания, замена гальванических анодов является простой задачей. Гальванические аноды обычно имеют такую ​​форму, чтобы уменьшить сопротивление в воде, и расположены заподлицо с корпусом, чтобы минимизировать сопротивление.

Небольшие корабли с неметаллическими корпусами, такие как яхты оснащены гальваническими анодами для защиты таких участков, как подвесные моторы. Как и любая гальваническая катодная защита, это применение основано на постоянном электрическом соединении между анодом и защищаемым объектом. Для ICCP на кораблях аноды обычно изготавливаются из относительно инертного материала, такого как титан с платиновым покрытием. Внутри корабля предусмотрен источник постоянного тока, а аноды смонтированы снаружи корпуса.

Анодные кабели вводятся в корабль через обжимной фитинг и подводятся к источнику постоянного тока. Отрицательный кабель источника питания просто присоединяется к фюзеляжу, чтобы замкнуть цепь. Морские аноды ICCP устанавливаются заподлицо, чтобы минимизировать влияние сопротивления на судно, и расположены не менее чем на 5 футов ниже линии легкой нагрузки во избежание механических повреждений. Плотность тока, необходимая для защиты, является функцией скорости и принимается во внимание при выборе текущей мощности и положения анодного устройства на корпусе корабля.

Некоторые корабли могут потребовать особого обращения, например в случае алюминиевых корпусов со стальными креплениями создается электрохимическая ячейка, в которой алюминиевый корпус действует как гальванический анод, и коррозия увеличивается. В таких случаях можно использовать гальванические аноды из алюминия или цинка для выравнивания разности потенциалов между алюминиевым корпусом и стальной арматурой. Если стальные опоры большие, может потребоваться несколько гальванических анодов или даже небольшая система ICCP.

Рекуперация

Установки, в состав которых включены электрические двигатели: подъёмные механизмы, насосы, приводы и тому подобные, при торможении могут переключаться в режим генератора и отдавать ток обратно в сеть. Если такие установки запитаны от источника бесперебойного питания (ИБП), поток обратной энергии может привести к отключению ИБП по аварии или выходу его из строя. Чтобы избежать этого, необходимо принимать соответствующие меры.

Проблему можно решить с помощью ИБП компании Kehua Tech серии FR-UK 33 при использовании опциональных резистивных блоков. Они подключаются к цепи постоянного тока ИБП и поглощают избыточную электрическую энергию, возникающую из-за протекания обратных (рекуперативных) токов от нагрузки к ИБП, переводя ее в тепло. Для ИБП мощностью 40 до 160кВА доступны блоки 16кВт /32А, для 100-400 кВА -32кВт/72А.

Блоки балластной нагрузки имеют явные преимущества по сравнению с ИБП других вендоров, у которых рекуперативная энергия отдается обратно в сеть:

  • Рассеивание рекуперативных токов может происходить даже при отсутствии входной сети и работе на батареях, что невозможно для ИБП ряда других производителей, которые возвращают мощность в сеть только в режиме он-лайн (двойного преобразования).
  • Доля потока энергии, отдаваемой ИБП обратно в сеть, составляет всего 10-15% от номинального тока ИБП и этой величины может быть недостаточно. При использовании ИБП серии FR-UK 33 с балластной нагрузкой происходит полное поглощение рекуперативных токов, благодаря достаточно большой мощности блоков и возможности из параллельного подключения к ИБП.

ИБП Kehua Tech серии FR-UK33

Пример подбора оборудования

Табл. 1.

Необходима консультация вендора, индивидуальный заказ

АЛГОРИТМ:

Для подбора подходящего блока поглощения рекуперативного тока (БПРТ) нам в первую очередь необходимо определить:
А) мощность, подключаемую к ИБП (с учетом пусковых режимов) и выбрать мощность и модель ИБП;
Б) уточнить DC напряжение на шине постоянного тока ИБП;
В) по данным заказчика определить мощность, рекуперируемую нагрузкой в сеть;
Г) соответствии с результатами п. В) выбрать мощность БПРТ
Д) проверить согласованность DC напряжений на шине постоянного тока ИБП и БПТР. В зависимости от результата – либо использовать стандартное оборудование (ИБП и БПТР), либо обратиться на завод для проверки возможности согласования их напряжений.

Читать еще:  Что проверяют при то инжекторного двигателя

ПРИМЕР ВЫБОРА

У станка имеется рекуперативное торможение шпинделя и потребляемый ток 99А, пусковой ток не превышает номинального. На момент торможения главного шпинделя станка рекуперативный ток составляет 75А. К-т мощности при рекуперации неизвестен, принимаем равным 0,8
А) Мы выбираем ИБП согласно потребляемому току по формуле
∙ 3 ∙ 0,23=
Из этого расчета получаем 68,4 кВА, самый близкий по значению, наибольший ИБП из мощностного ряда FR-UK33 – 80 кВА.
Б) Напряжение на шине постоянного тока для данного ИБП 348В=
В) Рекуперативный ток составляет 72 А. Рассчитываем мощность (активную), которая выделяется при рекуперативном торможении в трёхфазной системе:
∙ 3 фазы ∙ ∙ =
то есть, в данном случае: 72А ∙ 3 фазы ∙ 0,23кВ ∙ 0,8 = 39,7 кВт,
Количество требуемых БПРТ: 39,7 кВт / 16 кВт = 2,5
Г) Необходимо 3 БПРТ по 16 кВт.
Д) Входное напряжение БПТР — 348 В=
Напряжение шины постоянного тока ИБП 348В=
Напряжения согласованы, возможно применение стандартного оборудования Kehua.

Цифровой привод постоянного тока Mentor 2

Ментор 2 — цифровой привод постоянного тока, предназначен для использования в самых требовательных применениях с двигателями постоянного тока, имеющими номинальный ток обмотки якоря до 7400 А.

Данная модель имеет два исполнения — для 2-х и 4-х квадрантного управления двигателем.

Настройка привода привода постоянного тока Mentor осуществляется посредством встроенной панели управления с цифровым дисплеем, или с помощью программного обеспечения MentorSoft, что делает удобным поиск и изменение необходимого параметра.

Mentor имеет выходы для подключения и регулирования тока возбуждения двигателя до 20 А (опционально до 90 А), так же существует возможность принимать сигналы обратной связи с различных датчиков.

За счет компактных размеров, большого количества программируемых аналоговых и дискретных входоввыходов, поддержке сетевых протоколов Profibus, DeviceNet, Inrerbus-S, CT-Net, цифровой привод постоянного тока Mentor достаточно просто интегрируется в любую систему управления, а за счет опции MD29 (PLC контроллер) может являться и ее основой.

Продолжением этой, хорошо зарекомендовавшей себя серии приводов постоянного тока является модель Mentor MP.

Максимальный номинальный ток привода Mentor — 1850 A, однако, благодаря возможности подключения до 4-х приводов «в параллель», существует возможность управлять двигателем постоянного тока с номинальным значением тока обмотки якоря до 7400 А.

Доступны модели привода постоянного тока Mentor с напряжением питания до 690 VAC.

Основные особенности Mentor

  • Функция управление моментом двигателя
  • Работа с различными датчиками обратной связи (энкодеры, тахогенераторы)
  • Управление током обмотки возбуждения (до 90 А при установке опции FXM-5)
  • 2-х и 4-х квадрантное исполнение
  • Рекуперация энергии в сеть
  • Функция управления положением
  • Встроенный контроллер поля

Номинальный ток, напряжение питания, степень защиты Mentor

  • 3 х 480 В макс. — стандарт
  • 3 х 525 В макс. — опционально
  • 3 х 660 В макс. — по специальному заказу

Номинальный ток двигателя 25 — 1850 А (7400 А при параллельном подключении)

Питание платы управления 220 — 480 В

Степень защиты — IP00

Перегрузочная способность Mentor

  • 150% от номинального момента при тяжелой нагрузке в течение 30 секунд

Охлаждение Mentor

  • Вентиляторы охлаждения
  • Радиатор

Порты связи Mentor

  • Встроенный RS 485

Входывыходы управления Mentor

  • Количество программируемых дискретных входов — 12 (3 жестко запрограммированы)
  • Количество программируемых дискретных выходов — 4 (выходы с открытым коллектором)
  • Количество программируемых аналоговых входов — 6 (1 для подключения термистора двигателя)
  • Количество программируемых аналоговых выходов — 4 (1 для индикации тока двигателя)
  • Количество программируемых встроенных реле — 2 (1- «Привод готов»)

Температура окружающей среды для Mentor

  • Работа 0 + 50°С без снижения характеристик
  • Хранение — 40 + 55°С

ПИПИД — регуляторы Mentor

  • ПИД — регулятор скорости
  • ПИ — регулятор момента

Доступные опции Mentor

Модули для создания приложений

  • MD29 — модуль PLC
  • MD29AN — модуль PLC с поддержкой высокоскоростной сети CT-Net

Модули связи

  • MDIBS — модуль Interbus-S
  • MD25 — модуль DeviceNet
  • MD24 — модуль Profibus

Контроллеры тока возбуждения

  • FXM — 5 — дополнительный контроллер поля (варианты 20, 50, 90 Ампер)

Прочие опции:

  • Сетевые дроссели
НазваниеЗаказать
Цифровой привод постоянного тока Mentor 2

г. Москва , Семёновский переулок, дом 15, офис 615 .

г. Санкт-Петербург , проспект Шаумяна, дом 4, офис 320 .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector