Исследование зависимости КПД электродвигателя и преобразователя частоты от коэффициента загрузки и частоты вращения

Виталий Алексеевич Шабанов, Эмиль Фаритович Хакимов, Айрат Ринатович Калимгулов, Елизавета Васильевна Сергеенкова

Аннотация


Трубопроводы для перекачки жидкостей проектируются так, что номинальной производительности трубопровода соответствует номинальная подача перекачивающих насосов и номинальная нагрузка их электроприводов. При номинальном режиме трубопровода насосы и электродвигатели будут работать с максимальным (номинальным) КПД. Однако режим работы трубопровода может отличаться от номинального. При этом КПД насосов и электродвигателей снижаются. Для повышения КПД и снижения потерь мощности все шире используется частотно-регулируемый электропривод (ЧРП). При оценке эффективности использования ЧРП необходимо учитывать КПД преобразователя частоты. Поэтому оценка КПД электродвигателей и преобразователей частоты в составе ЧРП при частотах меньше номинальной является актуальной задачей. В статье рассматривается изменение КПД преобразователя частоты и синхронного электродвигателя мощностью 8000 кВт в составе ЧРП при изменении коэффициента загрузки и частоты вращения. Получены аналитические выражения для КПД, приведены результаты расчета КПД для преобразователя частоты и электродвигателя при различных функциональных зависимостях. Определены функциональные зависимости, расчеты КПД по которым дают наименьшую погрешность.

Полный текст:

PDF

Литература


Коршак А.А., Нечваль А.М. Трубопроводный транспорт нефти, нефтепродуктов и газа: учеб. для вузов. Уфа: ООО «Дизайн-ПолиграфСервис», 2001. 571 с.

Зайцев Л.А., Ясинский Г.С. Регулирование режимов магистральных нефтепроводов. М.: Недра, 1980. 187 с.

Туманский А.П. Оптимизация режимов перекачки по магистральным трубопроводам с перекачивающими станциями, оборудованными частотно-регулируемым приводом // Транспорт и хранение нефтепродуктов. 2005. № 8. С. 11–14.

Шабанов В.А., Кабаргина О.В., Павлова З.Х. Оценка эффективности частотного регулирования магистральных насосов по эквивалентному коэффициенту полезного действия // Электронный научный журнал

«Нефтегазовое дело». 2011. № 6. С. 24–29. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Shabanov/Shabanov_8.pdf.

Zemenkova M.Y., Gladenko A.A. Operational Monitoring of Oil Transport Regimes for Frequency Regulation of the Pump Unit // Journal of Physics: Conference Series. 2019, 1210(1), 012165.

Federico H.H., Bassetto I., Módica J.E. Performance/Cost Assessment of a Variable Frequency Drive (VFD) Control Applied to a Brazilian Long Pipeline // ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Proceedings (IMECE), 2017, November 3–9. Tampa, Florida, USA, 2017. Vol. 12: Transportation Systems.

Federico H.H., Bassetto I., Módica J.E. Variable Frequency Drive (VFD) Applied to Brazilian Long Pipelines-Performance/Cost Analysis // Rio Pipeline Conference and Exposition, Technical Papers. 2017, October.

Козярук А.Е. Современные эффективные электроприводы производственных и транспортных механизмов // Электротехника.

№ 3. С. 33–37.

Крюков О.В. Энергетическая оптимизация транспортных потоков газа с помощью электроприводных агрегатов // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2016. № 4 (115). С. 115–120.

Хрусталев В.А., Гариевский М.В. Системные преимущества модернизации главных циркуляционных насосов АЭС с ВВЭР установкой частотно-регулируемых приводов // Труды Академэнерго. 2019. № 1. С. 36–45.

Шабанов В.А., Ахметгареев А.А. К вопросу о выборе оптимального режима работы магистрального насоса при частотнорегулируемом приводе // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2012. Вып. 3 (89). С. 119–126.

Шабанов В.А., Хакимов Э.Ф., Пирожник Н.Л. Анализ энергоэффективности частотно-регулируемого электропривода на действующих НПС за счет повышения КПД магистральных насосов // Нефтегазовое дело. 2012. Т. 10. № 2. С. 55–60.

Нечваль А.М. Основные задачи при проектировании и эксплуатации магистральных нефтепроводов: учеб. пособие. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005. 81 с.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.