Новые высокоточные электроприводы для регулирующей арматуры на базе синхронных электродвигателей
В настоящее время в нефтедобыче и нефтепереработке появились новые задачи, связанные с повышением требований к электроприводам для трубопроводной арматуры. Так, например, на российских месторождениях имеется более 3 000 нефтяных скважин, которые уже не отдают нефть в нормальном режиме, но еще целиком не выработали свой ресурс. Разработана новая схема добычи, которая заключается в постоянной плавной откачке нефти из скважины в небольших количествах. Для этой цели разработан игольчатый клапан, стоящий на приеме нефти, который должен очень точно, (с точностью до литров в минуту) пропускать добываемую нефть. При этом электропривод этого клапана должен с очень высокой точностью (±0,05 мм) и очень высокой скоростью перемещать запорный орган по сигналам датчика обратной связи. При этом электропривод должен иметь малые габариты и вес, обладать высокой надежностью, обеспечивать связь с верхним уровнем управления и иметь небольшую цену.
В нефтепереработке появились задачи, когда нужно с очень высокой точностью производить в резервуарах смешение различных продуктов или обеспечивать постоянный уровень продукта в резервуаре. Арматура для этих целей разработана и серийно производится, но в качестве электроприводов используются только зарубежные образцы, которые имеют очень высокую цену и зачастую попадают под общеизвестные санкции.
Для решения этой задачи ООО НПО «Сибирский Машиностроитель» и ООО «Мехатроника –Томск» разработали, испытали и поставили на серийное производство малогабаритный высокоточный взрывозащищенный электропривод мод. «ГУСАР» для регулирующей арматуры. Разработано и поставлено на серийное производство три модификации этого электропривода: многооборотный, неполноповоротный и прямоходный.
Этот электропривод обладает следующими достоинствами:
- высокая точность позиционирования выходного звена (±2° для неполноповоротного и многооборотного электропривода и ± 0,05 мм для прямоходного электропривода)
- обеспечение программируемой работы при кратковременных перегрузках в 4 раза выше номинала без ухудшения характеристик
- автоматический останов при превышении максимального усилия на выходном звене
- малые габариты и вес (264 х 184 х 334 мм, 17 кг.)
- высокая надежность за счет применения в силовой части волнового редуктора с промежуточными телами качения и синхронного электродвигателя на постоянных магнитах
- высокий уровень взрывозащиты 1ExdIICT4Gb первого уровня, обеспечивающий безопасность в среде ацетилена и водорода
- наличие в электродвигателе автоматического электромагнитного тормоза, обеспечивающего мгновенную остановку выходного звена и исключающего самопроизвольное движение запорного органа при отключении питания
- управление синхронным двигателем в нескольких режимах (моментный, скоростной и позиционный)
- наличие системы самодиагностики
- энергонезависимые энкодеры сохраняющие всю информацию о положении при длительном отключении питания
- автоматическая защита от аварийных ситуаций
- широкий набор популярных интерфейсов управления и доступ к облачной платформе
- управление электроприводом с локального пульта, мобильного телефона и компьютера
- высокая степень защиты внешних воздействий (IP 67) и климатическое исполнение и категория УХЛ1.
Электропривод мод. «ГУСАР» полностью соответствует требованиям СТО «Газпром» 2-4.1-212-2008 и будет поставляться на его предприятия.
Общий вид электропривода приведен на рис. 1.
 |
 |
| Рис. 1 | Рис. 2 |
Здесь ручное управление осуществляется с помощью высокоэнергетического постоянного магнита, который исключает вмешательство в работу электропривода посторонних лиц и значительно повышает степень защиты от внешних воздействий.
На рис. 2. приведен общий вид электропривода с традиционными рукоятками управления, который поставляется по желанию заказчика.
Электронный блок управления имеет замкнутую конструкцию, куда не попадает влага и пыль, а при подключении его на месте эксплуатации вскрывается только герметичная полость, не имеющая никакого сообщения с полостью, где размещены электронные платы управления. Это значительно повышает его надежность. При понижении температуры блока ниже 20°С, автоматически включается внутренняя систем обогрева, которая обеспечивает комфортные условия работы электронных компонентов.
Достигнуты минимальные габариты и вес электропривода, что дало возможность устанавливать его в очень стесненных помещениях, причем конструкция редуктора и система смазки позволяет устанавливать электропривод в любом пространственном положении.
Волновой редуктор с промежуточными телами качения по своим техническим характеристикам значительно превосходит все известные передачи и имеет очень большой ресурс работы без потери других характеристик (точность, плавность хода, и т.п.). Редуктор не требует смазки и не требует обслуживания на протяжении всего срока службы, который превышает тридцать лет.
