Электропривод переменного и постоянного тока. Независимо от рода тока компоновка многодвигательных электроприводов зависит от типа передачи и способа блокирования.
На рис. 23.24 приведена схема блокирования электродвигателей переменного или постоянного тока. Каждая из этих схем имеет преимущества и недостатки, и выбор той или иной компоновки зависит от ряда факторов.
1. Допустимая мощность, передаваемая трансмиссией на промежуточный вал. Если мощность двигателей меньше допустимой для трансмиссии, то предпочтительнее схема на рис. 23.24, а с одной передачей и соосным блокированием двух двигателей общим валом. Если допустимая мощность для трансмиссии меньше мощности двух двигателей, то предпочтительнее схема на рис. 23.29, б, где каждая из трансмиссий передает мощность одного двигателя на общий трансмиссионный вал.
2. Допустимая частота вращения блокирующей трансмиссии. Если частота вращения двигателя превышает значение, допустимое для трансмиссии, то предпочтительна схема на рис. 23.24, в, где блокирование выполнено зубчатым редуктором, для которого допустимая частота вращения больше частоты вращения двигателей.
3. Мощность двух двигателей недостаточна. В этом случае можно использовать третий двигатель (рис. 23.24, г) с передачей мощности отдельной трансмиссией на общий вал.
Электродвигатели постоянного тока и реже асинхронные переменного тока блокируют (до четырех) на одну трансмиссию. Это позволяет варьировать мощность, обеспечивать необходимую надежность и снижать маховые массы, что увеличивает гибкость силового привода.
Возможность вала электродвигателя вращаться в любую сторону упрощает конструктивное решение трансмиссии и не требует передачи обратного хода.
В буровых установках для скважин глубиной до 7000 м применяют силовой электромашинный привод постоянного тока лебедки и буровых насосов. В этих случаях лебедка приводится от двух соосно сблокированных электродвигателей постоянного тока мощностью 800 кВт каждый, с номинальной частотой вращения 1100 мин"1 (напряжение 830 В, сила тока 960 А). Буровые насосы имеют индивидуальный привод от таких же электродвигателей, с питанием их от шести генераторов, последовательно сблокированных соосно по два и приводимых от трех дизелей.
Рис. 23.24. Схемы блокирования электродвигателей:
а — соосное расположение двух двигателей, блокирование общим валом; б — соосное расположение, блокирование гибкой связью двух двигателей на трансмиссионный вал; в — параллельное блокирование двух двигателей зубчатой передачей; г — соосное расположение, комбинированное блокирование; 1 — гибкая связь — цепная или клиноременная передача; 2 — трансмиссионный вал лебедки или насоса; 3 — передача на исполнительный механизм; М — электродвигатель
Электродвигатели постоянного тока большой мощности следует соединять с трансмиссией непосредственно, так как они допускают пуск под нагрузкой. Мощные электродвигатели переменного тока, обладая большой маховой массой якоря, при пуске под нагрузкой требуют больших пусковых токов; при этом возникают большие динамические нагрузки вследствие малого периода разгона. В таких случаях необходимо устанавливать между двигателем и трансмиссией фрикционную муфту, что улучшает пусковые качества. В этих случаях целесообразно применять также электродинамические или гидравлические муфты взамен фрикционных. Эти муфты при скольжении 15-30 % улучшают параллельную работу насосов, и применение их в ряде случаев более рационально, однако все эти устройства усложняют трансмиссию по сравнению с приводом от электродвигателя постоянного тока.
При необходимости передачи больших мощностей между валами для уменьшения массы, размеров и мощности, передаваемой каждой передачей, применяют привод от соосно расположенных, но несблокированных между собой двух электродвигателей, передающих на трансмиссионный вал мощность двумя цепными или клиноременными передачами. Такие конструкции начали применять в связи с созданием электродвигателей с охлаждением. Например, при таком решении удается в 1,5—2 раза уменьшить массу блока двигатель - насос, установив двигатель под насосом или за ним. Это обеспечивает большую компактность конструкции, что особенно важно при ограниченности площади, например для плавучих буровых установок или установок для кустового бурения. Недостаток такой конструкции — небольшое расстояние между осями валов двигателя и насоса и почти вертикальное расположение цепной трансмиссии, что снижает ее долговечность.
Пример параллельного блокирования четырех электродвигателей постоянного тока на общий вал привода лебедки приведен на рис. 23.25. Двигатели сблокированы через редуктор с зубчатой шевронной передачей по два с каждой стороны от барабана буровой лебедки. Это конструктивное решение удачное, так как не требуются коробка передач и фрикционные муфты между двигателями и блокирующим редуктором.
Привод от ДВС. В буровых установках, рассчитанных на бурение сравнительно неглубоких скважин (1000-1500 м), рекомендуют применять блок из одного-двух двигателей общей мощностью до 600 кВт. При этом оси ДВС и валов лебедок следует располагать параллельно во избежание применения конических зубчатых передач. В буровых установках для бурения глубоких скважин три или четыре двигателя располагают линейно или группами также параллельно осям валов лебедки. Поперечное расположение более двух двигателей усложняет конструкцию трансмиссии и компоновку оборудования буровой установки.
Рис. 23.25. Привод буровой лебедки от четырех электродвигателей постоянного тока мощностью по 750 кВт, сблокированных зубчатыми передачами:
1 — вертлюг подачи воды к тормозу лебедки; 2 — инерционный тормоз двигателя; 3 — зубчатый редуктор; 4 — вентилятор охлаждения; 5 — барабан лебедки; 6 — вал барабана лебедки; 7 — электродвигатель постоянного тока; 8 — рама
На рис. 23.26 даны схемы блокирования двигателей, применяемые в силовых приводах. Недостаток схемы с линейным расположением двух двигателей и приводом насоса от общего вала (рис. 23.26, а) - передача всей мощности через привод общего вала насосов. На рис. 23.26, б приведена аналогичная схема линейного расположения четырех двигателей с раздельный отбором мощности на привод каждого насоса. Привод, выполненный по этой схеме, более маневренный. Такие схемы целесообразно применять в силовых приводах с четырьмя двигателями. При двух и трех двигателях лучше использовать первую схему, при четырех -вторую.
В мощных установках ДВС лучше блокировать цепными передачами, а в установках небольшой мощности - клиноременными. При желании избежать цепных передач или уменьшить их число силовые блоки выполняют по схемам на рис. 23.26, виг.
Двигатели можно блокировать карданными и зубчатыми передачами [рис. 23.26, в). При быстроходных ДВС для снижения скоростей движения цепей применяют зубчатые редукторы (рис. 23.26, г), однако это усложняет конструкцию.
По схеме на рис. 23.26, д четыре двигателя сблокированы в виде отдельных двухдвигательных блоков с передачей мощности к коробке карданными валами. В этой схеме двигатели имеют правое и левое направления вращения, что применять не рекомендуют, так как при этом нужны ДВС специальною исполнения. В двигателях с одним направлением вращения в одной из блокирующих передач используют зубчатые редукторы или поворачивают двигатели на 1800.
Блокирование двигателей коническими зубчатыми передачами и карданными валами (рис. 23.26, е) можно применять, когда отсутствуют качественные цени.
Все механизмы силовых приводов для удобства монтажа необходимо монтировать на обшей сварной раме из нескольких продольных блоков, соединенных поперечными траверсами.
Во всех рассмотренных схемах можно использовать турбо- и электромуфты или турботрансформаторы.
Рис. 23.26. Схемы параллельного блокирования ЛВС в групповых приводах: / — ДВС; 2 — трансмиссии привода насоса; 3 — фрикционная муфта; 4 — блокирующая трансмиссия; 5 — трансмиссия привода коробки передач; 6, 7 — трансмиссии привода лебедки («быстрая» и «тихая»); 8 — коробка передач; 9 — карданный вал; 10 — буровой насос; II — редуктор зубчатый конический
Комбинированный дизель-электрический привод. Для повышения общего КПД или увеличения мощности дизель-электрического привода в установках его можно выполнять комбинированным (рис. 23.28). В таком приводе буровые насосы приводится через турбомуфты от привода, в котором дизели сблокированы цепной передачей. Генераторы мощностью 550 кВт каждый соединены непосредственно с валами дизелей и вращаются с частотой 1050 мин" . Лебедка, ротор и вспомогательный насос приводятся от электродвигателей постоянного тока, питаемых от этих генераторов. Такая конструкция более сложна, чем прямой привод насосов от электродвигателей, однако по сравнению с полностью электрифицированной установкой позволяет повысить общий КПД.
Ряд технологических преимуществ силовых приводов постоянного тока, большая их надежность в эксплуатации и долговечность делают этот тин привода пригодным для буровых установок всех типов при различных глубинах бурения.
Рис. 23.28. Комбинированный дизель- электрогидравлический привод:
1— ДВС; 2 — вспомогательный насос; 3 — электродвигатель вспомогательного насоса; 4 — генератор постоянного тока: 5 — турбомуфта; 6 — буровой насос; 7 — цепная трансмиссия насоса; 8 — фрикционная пневмомуфта; 9 — пульт управления
Поможем написать любую работу на аналогичную тему