Регулируемых элементов

Внедрение новой техники (регулируемых электроприводов буровых насосов, станков-качалок и центробежных нагнетателей, электромагнитных муфт, комплектных устройств электроснабжения и управления и т. д.) наряду с повышением производительности технологических установок должно способствовать и экономии электроэнергии.

К недостаткам систем регулируемого электропривода можно отнести: увеличение массы и стоимости элек-троо'борудования; усложнение электрических схем и необходимость повышения квалификации обслуживающего персонала. Опыт эксплуатации регулируемых электроприводов механизмов буровых установок свидетельствует о достаточной надежности регулируемых электроприводов.

Внедрение новой техники (регулируемых электроприводов буровых насосов, электромагнитных муфт, комплексных устройств электроснабжения и управления и т. д.) наряду с повышением производительности технологических установок должно способствовать экономии электроэнергии.

В соответствии с дальнейшим развитием нефтяной и газовой промышленности в течение ближайших лет произойдут качественные изменения в буровом электрооборудовании. Эти изменения будут заключаться во внедрении регулируемых электроприводов основных механизмов на базе широкого применения полупроводниковой техники, электронных вычислительных машин и микропроцессоров.

Перспективным направлением, .позволяющим использовать для привода лебедки синхронные или асинхронные короткозамк-нутые электродвигатели, является изменение частоты источника питания, обеспечивающее плавное регулирование частоты вращения всех видов двигателей переменного тока [112]. Однако применение частотно-регулируемых электроприводов мощностью выше 100 кВт на данном этапе развито недостаточно и экономические показатели такого привода остаются невысокими.

К недостаткам систем регулируемого электропривода можно отнести: увеличение массы и стоимости электрооборудования; усложнение электрических схем и необходимость повышения квалификации обслуживающего персонала. Иногда указывают также на недостаточную надежность и пониженный к. п. д. регулируемых электроприводов, однако соответствующие исследования и практический опыт показывают, что при рациональном выборе регулируемый электропривод обладает достаточной надежностью и сравнительно высоким к. п. д.

Регулирование производительности и давления при одиночной работе насосов достигается установкой регулируемых электроприводов переменного или постоянного тока или установкой приемных и напорных задвижек. Этот способ является более экономичным.

Для плавного и глубокого регулировангя угловой скорости различных производственных механизмов в настоящее время широко применяются разнообразные электроприводы с двигателями постоянного тока. Однако наряду с использованием электроприводов постоянного тока в последние годы с развитием полупроводниковой техники все большее внимание уделяется применению различных систем регулируемых электроприводов переменного тока с асинхронными двигателями с короткозамк-нутым ротором или двигателями с фазным ротором. Для установок сравнительно большой мощности в безредуктор-ных тихоходных электроприводах экономически оправданным оказывается также регулируемый синхронный двигатель.

Транзисторные преобразователи частоты для регулируемых электроприводов малой и средней мощности являются более перспективными, чем тиристорные.

Применение двигателей недостаточной мощности может вызвать нарушение в нормальной работе механизма, понижение его производительности, аварию и выход из строя двигателя. Использование же двигателя завышенной мощности приводит к неоправданному увеличению капитальных затрат, снижению электрических показателей электропривода, уменьшению КПД двигателя, а в установках переменного тока, кроме того, ухудшению коэффициента мощности, что в свою очередь влияет на непроизводительную загрузку преобразовательного устройства и распределительной сети. Кроме как по мощности, нужно еще правильно выбрать двигатель по исполнению, т. е. по степени защиты (защищенный, закрытый, взрывозащищенный), по способу охлаждения (самовентилируемый, с естественным охлаждением, с независимой или принудительной вентиляцией) и по климатическому исполнению (для умеренного, тропического, холодного климата и т. п.). Это можно сделать, зная назначение электропривода и условия, в которых ему придется работать. От правильного выбора двигателя по исполнению существенным образом зависит надежность его работы. В то же время необоснованный выбор, например, закрытого двигателя вместо защищенного приводит к увеличению капитальных затрат и утяжелению конструкции. Выбор двигателя по способу охлаждения особенно важен для регулируемых электроприводов, так как неправильный выбор в этом случае может привести к значительному завышению установленной мощности двигателя, т. е. к увеличению капитальных затрат, утяжелению конструкции и к резкому снижению КПД и коэффициента мощности (для переменного тока).

Несмотря на успехи в создании статических полупроводниковых преобразователей и внедрение регулируемых электроприводов переменного тока, производство двигателей постоянного тока увеличивается, и они находят новые области применения.

На 12.21, а и б приведены одна из разновидностей схемы четырех-плечего моста переменного тока и его потенциальная диаграмма на комплексной плоскости (см. § 2.24) при разомкнутой цепи гальванометра. Так как треугольники напряжений правой и левой ветвей моста прямоугольные, то концы векторов, изображающих потенциалы точек Ъ и с, находятся на полуокружности с диаметром, равным ЭДС Е—Е (начальная фаза ЭДС выбрана нулевой). Изменяя параметры регулируемых элементов моста, можно совместить потенциалы точек и и с. Равновесие моста ($ь - и?с) фиксируется при помощи гальванометра. Назначение ключей ?, и К2 то же, что и у моста постоянного тока.

Часто в конструкциях сборочных АСТО (СТО) прибегают ко второму методу переналадки — регулировке специально предусмотренных элементов устройств. Даже в тех случаях, когда требования переналаживаемости приводят к некоторому усложнению (агрегатов) сборочного АСТО за счет создания регулируемых элементов, целесообразность их применения в условиях серийного производства РЭА экономически оправдана. Пределы переналаживаемости автоматического сборочного СТО в целом лимитируются возможностями переналадки отдельных ее узлов. Обычно самыми «узкими местами» сборочного устройства являются узлы, наиболее чувствительные к изменениям формы собираемых деталей, поэтому в конструкциях деталей агрегатов АСТО, соприкасающихся с элементами конструкции РЭА в процессе ее сборки, целесообразно создавать по возможности ограниченные поверхности соприкосновения, что расширяет универсальность этих элементов, или же делать их сменными.

На 12.21, а и б приведены одна из разновидностей схемы четырех-плечего моста переменного тока и его потенциальная диаграмма на комплексной плоскости (см. § 2.24) при разомкнутой цепи гальванометра. Так как треугольники напряжений правой и левой ветвей моста прямоугольные, то концы векторов, изображающих потенциалы точек b и с, находятся на полуокружности с диаметром, равным ЭДС Е=Е (начальная фаза ЭДС выбрана нулевой). Изменяя параметры регулируемых элементов моста, можно совместить потенциалы точек b и с. Равновесие моста (<р. = fc) фиксируется при помощи гальванометра. Назначение ключей KI и К2 то же, что и у моста постоянного тока.

На 12.21, а и б приведены одна из разновидностей схемы четырех-плечего моста переменного тока и его потенциальная диаграмма на комплексной плоскости (см. § 2.24) при разомкнутой цепи гальванометра. Так как треугольники напряжений правой и левой ветвей моста прямоугольные, то концы векторов, изображающих потенциалы точек b и с, находятся на полуокружности с диаметром, равным ЭДС Е=Е (начальная фаза ЭДС выбрана нулевой). Изменяя параметры регулируемых элементов моста, можно совместить потенциалы точек b к с. Равновесие моста (у. = \ас) фиксируется при помощи гальванометра. Назначение ключей Кг и А'2 то же, что и у моста постоянного тока.

В транзисторных электронных стабилизаторах в качестве регулируемых элементов используют транзисторы, сопротивление которых может .изменяться в широких пределах при изменении напряжения базы. Усилитель также выполняют на транзисторе, а в качестве измерительного элемента используют делитель напряжения со стабилитроном в одном из плеч.

Широко применяются, особенно в области электрических методов измерения неэлектрических величин, неуравновешенные мосты. Последние обычно регулируемых элементов не содержат. В них о значении измеряемой величины судят по току или напряжению в диагонали нагрузки. Однако зависимость эта нелинейная, она устанавливается теоремой вариации параметров электриче* ской цепи в виде

В электронных устройствах часто возникает необходимость в регулировках коэффициента передачи, частоты и других параметров. В качестве регулируемых элементов широкое применение находят полупроводниковые приборы: диоды, биполярные и полевые транзисторы, а также интегральные микросхемы. Схемы базовых функциональных узлов электронных регуляторов приведены на 18.16.

В реальных конструкциях желательно иметь такие соотношения параметров плеч моста, чтобы составляющие измеряемого сопротивления могли быть определены независимо одна от другой через известные значения регулируемых элементов плеч моста, которые в этом случае можно проградуировать в значениях соответствующих составляющих измеряемой величины. Такие мосты называют мостами с раздельным или независимым отсчетом.

Применяются и другие методы предварительного уравновешивания мостовой цепи [Л. 227; 284]. Например, если мост не имеет регулируемых элементов ( 16-9), то регулируемое напряжение, равное по амплитуде напряжению неравновесия, подается на сопротивление RK, включенное в цепь катода первой лампы усилителя, от специальной обмотки трансформатора, питающего мост. Регулирование этого напряжения производится с помощью делителя Ru по минимуму тока на выходе усилителя.

В реальных конструкциях желательно иметь такие соотношения параметров плеч моста, чтобы составляющие измеряемого сопротивления могли быть определены независимо одна от другой через известные значения регулируемых элементов плеч моста, которые в этом случае можно проградуировать в значениях соответствующих составляющих измеряемой величины. Такие мосты называют мостами с раздельным или независимым отсчетом.

В «перевернутой» схеме оба измерительных плеча и индикатор И оказываются под высоким потенциалом. Чтобы обеспечить безопасные условия работы с мостом, ручки от регулируемых элементов моста (R3, С4, индикатора И) выполняются изолированными на напряжение, вдвое превышающее номинальное для моста.