RU52451U1

RU52451U1 - DEVICE OF A COMPRESSOR STATION WITH A SMOOTH START OF COMPRESSORS

Info

Publication number: RU52451U1
Application number: RU2005108161/22U
Authority: RU
Inventors: Алексей Владимирович Гущин; Илья Павлович Дудченко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "АСКОМ"
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2006-03-27

Abstract

Устройство компрессорной станции с плавным запуском компрессоров может быть использовано в промышленности для предотвращения износа синхронных электродвигателей мощных (более 1000 кВт) компрессоров при пуске и делающего возможным плавный вход двигателей в синхронный режим.A compressor station device with a smooth start-up of compressors can be used in industry to prevent wear of synchronous electric motors of powerful (more than 1000 kW) compressors during start-up and makes it possible to smoothly enter engines into synchronous mode.

С целью получения возможности безопасного включения реализован плавный запуск компрессоров без участия пусковой обмотки синхронных электродвигателей, в результате чего функции пуска реализуют специально для этого предназначенные электродвигатели, питающиеся от одного преобразователя частоты, и отключенные в рабочем режиме компрессора. Для осуществления идеи добавлены вспомогательные устройства: центральный пульт управления, блоки коммутации высокого и низкого напряжения, электромагнитные муфты и датчики скорости вращения.In order to be able to turn on safely, the compressors are started smoothly without the start-up winding of synchronous motors, as a result of which the start-up functions are realized by specially designed motors powered by a single frequency converter and disabled in the compressor operating mode. To implement the idea, auxiliary devices were added: a central control panel, high and low voltage switching units, electromagnetic couplings and rotational speed sensors.

Description

Полезная модель может быть использована в промышленности для предотвращения износа синхронных электродвигателей мощных (более 1000 кВт) компрессоров при пуске и делающего возможным плавный вход двигателей в синхронный режим.The utility model can be used in industry to prevent wear of synchronous electric motors of powerful (more than 1000 kW) compressors during start-up and making it possible to smoothly enter motors into synchronous mode.

Наиболее близким техническим решением является СПОСОБ ПУСКА ТУРБОКОМПРЕССОРНОЙ УСТАНОВКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (Сидоров В.Н., Фуфаев И.Л., Патент на изобретение. Номер публикации: 2002123526, регистрационный номер заявки 2002123526/06, приоритет от 03.09.2002, опубликовано 10.04.2004,). Устройство пуска турбокомпрессора, содержащее турбокомпрессор, редуктор, синхронный электродвигатель, отличающееся тем, что вал синхронного электродвигателя дополнительно соединен с валом электродвигателя пуска через шинопневматическую муфту, управляемую пневмоприводом, причем мощность электродвигателя пуска меньше, чем мощность синхронного электродвигателя.The closest technical solution is the METHOD FOR STARTING A TURBOCHARGER INSTALLATION AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION (Sidorov V.N., Fufaev I.L., Patent for invention. Publication number: 2002123526, registration number of the application 2002123526/06, priority of 03.09.2002, published 04/10/2004,). A turbocompressor start-up device comprising a turbocompressor, a gearbox, a synchronous electric motor, characterized in that the synchronous motor shaft is additionally connected to the start motor shaft via a pneumatic drive tire coupler, wherein the power of the start motor is less than the power of the synchronous motor.

Недостатком прототипа является разделение времени разгона ротора компрессора до рабочих оборотов два периода. Это связано с тем, что использование простых и надежных асинхронных электродвигателей в качестве электродвигателей пуска (ЭП) ограничено малым пусковым моментом асинхронных двигателей. Особенно сильно это проявляется у двигателей с синхронной частотой, равной 3000 Об/мин, и не позволяет использовать их в качестве ЭП. Использование электродвигателей с синхронной частотой 1500 Об/мин улучшает динамику пуска, но переключение на разгон синхронным электродвигателем требуется производить на частоте вращения не более 1250 Об/мин, для исключения затягивания пуска. На данной скорости асинхронный The disadvantage of the prototype is the separation of the acceleration time of the compressor rotor to operating revolutions for two periods. This is due to the fact that the use of simple and reliable asynchronous electric motors as starting motors (EP) is limited by the small starting torque of asynchronous motors. This is especially pronounced in engines with a synchronous frequency of 3,000 rpm, and does not allow their use as an electric drive. The use of electric motors with a synchronous frequency of 1500 rpm improves the start dynamics, but switching to acceleration by a synchronous electric motor is required at a speed of not more than 1250 rpm to avoid delaying the start. Asynchronous at this speed

момент синхронного электродвигателя (СЭ) мал, и у некоторых схем запуска имеет минимум из-за действия отрицательного момента, создаваемого обмоткой индуктора.the moment of the synchronous electric motor (SE) is small, and in some start-up circuits it has a minimum due to the negative moment created by the inductor winding.

Требуемый технический результат достигается питанием ЭП от единственного преобразователя частоты напряжения (ПЧН). Это позволяет развивать больший момент при пуске и плавно вводить СЭ в синхронный режим. Использование в качестве ЭП асинхронных двигателей с синхронной частотой 3000 Об/мин позволяет снизить стоимость и габариты системы. Применение ПЧН снимает ограничения на частоту пусков компрессоров, так как пусковой ток ЭП ограничен. Единый центральный пульт управления (ЦПУ) при помощи блоков коммутации высокого и низкого напряжения позволяет поочередно запускать компрессоры станции. Датчики скорости вращения (ДСВ) позволяют точно определить момент включения СЭ и одновременно -отключения ЭП при помощи электромагнитной муфты (ЭММ). Предлагаемое устройство станции позволяет плавно включать компрессоры неограниченное число раз, что позволяет экономить электроэнергию на предприятии благодаря возможности отключения компрессоров в нерабочее время. Несмотря на то, что мощность ЭП существенно (в 20-30 раз) меньше мощности СЭ, динамика пуска значительно улучшается за счет того, что при частотном пуске полноценная короткозамкнутая обмотка ЭП работает в значительной степени более эффективно, чем дополнительная пусковая обмотка СЭ.The required technical result is achieved by supplying electric power from a single voltage frequency converter (PCH). This allows you to develop a greater moment at startup and smoothly enter SE in synchronous mode. The use of asynchronous motors with a synchronous frequency of 3000 rpm as an electric drive allows reducing the cost and dimensions of the system. The use of PCN removes restrictions on the frequency of compressor starts, since the starting current of the electric drive is limited. A single central control panel (CPU) with the help of high and low voltage switching units allows to start station compressors in turn. Sensors of rotation speed (DSV) allow you to accurately determine the moment you turn on the SE and at the same time turn off the electronic drive using an electromagnetic clutch (EMM). The proposed device of the station allows you to smoothly turn on the compressors an unlimited number of times, which allows you to save electricity at the enterprise due to the ability to turn off the compressors after hours. Despite the fact that the power of the electric motor is significantly (20-30 times) less than the power of the solar cells, the start dynamics is significantly improved due to the fact that with a frequency start, a full-fledged short-circuited winding of the electric motor works much more efficiently than the additional starting winding of the solar cell.

В статическом режиме часть компрессоров находятся в работе, при этом обмотки статоров их СЭ подключены к сети высокого напряжения (СВН) через блок коммутации высокого напряжения (БКВН), управляемый ЦПУ, а неработающие компрессоры отключены от СВН. Все ЭММ и ЭП отключены. При необходимости отключения какого-либо компрессора ЦПУ при помощи БКВН отключает обмотку статора соответствующего СЭ от СВН.In the static mode, some of the compressors are in operation, while the windings of the stators of their SCs are connected to the high voltage network (VHF) through a high voltage switching unit (BKVN) controlled by the CPU, and idle compressors are disconnected from the VHF. All EMMs and EPs are disabled. If it is necessary to disconnect any compressor, the CPU using the BKVN disconnects the stator winding of the corresponding SC from the IOS.

В пусковом режиме ЦПУ при помощи блока коммутации низкого напряжения (БКНН) подключает ЭММ запускаемого компрессора к сети низкого напряжения, при этом вал ЭП соединяется с валом СЭ. Далее ЦПУ подключает обмотку статора ЭП к ПЧН и, управляя ПЧН, производит частотный пуск ЭП, раскручивая одновременно СЭ, редуктор и компрессор. При этом ЦПУ и ПЧН реализуют векторное управление ЭП, обеспечивая высокий пусковой момент и ограничение пускового тока. Более того, ПЧН работает в номинальном режиме. Сигнал, поступающий на вход ЦПУ с выхода соответствующего ДСВ, позволяет точно управлять скоростью вращения. Подключение обмотки статора СЭ происходит только при условии равенства скоростей вращения поля, создаваемого ей, и ротора СЭ. При этом броска тока в момент включения не происходит, а колебания ротора при входе в синхронный режим эффективно гасятся при помощи короткозамкнутой обмотки ротора ЭП. После входа СЭ в синхронный режим система переходит в статический режим работы, и готова к пуску следующего компрессора, так как ПЧН при пуске работает в номинальном режиме.In the starting mode, the CPU, using the low voltage switching unit (BKNN), connects the EMM of the compressor to be launched to the low voltage network, while the EA shaft is connected to the SE shaft. Next, the CPU connects the stator winding of the electromotive force to the inverter and, controlling the inverter, performs a frequency start-up of the electromagnet, simultaneously spinning the SC, gearbox and compressor. In this case, the CPU and PCN implement vector control of the electric drive, providing a high starting torque and limiting the starting current. Moreover, PCN operates in nominal mode. The signal received at the CPU input from the output of the corresponding DSV allows precise control of the rotation speed. The connection of the stator winding of the FE occurs only if the rotation speeds of the field created by it and the rotor of the FE are equal. In this case, the inrush current does not occur at the moment of switching on, and the rotor vibrations when entering the synchronous mode are effectively damped by means of the short-circuited winding of the rotor of the electronic drive. After the SE enters synchronous mode, the system enters the static mode of operation, and is ready to start the next compressor, since the inverter operates in nominal mode at start-up.

Claims

A compressor station device with a smooth start-up of compressors, comprising compressors, gearboxes, synchronous motors, start-up motors, couplings, characterized in that it contains a central control panel, a voltage frequency converter, rotational speed sensors, a low voltage network, a high voltage network, a low voltage switching unit , a high voltage switching unit, the shafts of synchronous electric motors being connected via electromagnetic couplings to the starting motors, electric shafts start fuses are connected to rotational speed sensors, the output of the voltage frequency converter is connected via the low voltage switching unit to the terminals of the start electric motors, the outputs of the electromagnetic couplings are connected through the low voltage switching unit to the low voltage network, the input of the frequency converter is connected to the low voltage network, the stator windings synchronous motors are connected through a high voltage switching unit to a high voltage network, the outputs of the speed sensors with are connected to the inputs of the central control panel, the outputs of the central control panel are connected to the inputs of the low voltage switching unit, the high voltage switching unit, and the voltage frequency converter.