Повышение эффективности электроприводов  газоперекачивающих агрегатов на базе  высоковольтных преобразователей частоты

Игорь Васильевич Гуляев; Олег Викторович Крюков; Дмитрий Юрьевич Теплухов

doi:10.17213/0136-3360-2023-2-45-50

Авторы

Игорь Васильевич Гуляев Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва
Олег Викторович Крюков Общество с ограниченной ответственностью «ТСН-электро»
Дмитрий Юрьевич Теплухов Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва

DOI:

https://doi.org/10.17213/0136-3360-2023-2-45-50

Ключевые слова:

автоматизированный электропривод, преобразователь частоты, компьютерное моделирование, коэффициент гармоник, широтно-импульсная модуляция, электроприводной газоперекачивающий агрегат

Аннотация

Рассмотрены возможности повышения энергоэффективности электроприводных газоперекачивающих агрегатов путем совершенствования алгоритмов управления высоковольтными многоуровневыми преобразователями частоты. Предложена модель четырехуровневого инвертора напряжения с переключаемыми конденсаторами на базе программного пакета Matlab Simulink. Полученные результаты моделирования установили закономерности изменения коэффициентов гармоник напряжения и тока преобразователя в зависимости от параметров двигателя, параметров широтно-импульсной модуляции различного вида. Обоснован способ модуляции, обеспечивающий минимальные искажения выходного напряжения в наиболее характерной области регулирования приводом, соответствующей изменению глубины модуляции в пределах 0,4 – 1. Определены закономерности динамических процессов в переключаемых конденсаторах и налажена их связь с параметрами установившегося режима.

Биографии авторов

Игорь Васильевич Гуляев, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва

д-р техн. наук, профессор, кафедра «Электроника и наноэлектроника», руководитель НОЦ «Энергоэффективные двигатели», Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва

Олег Викторович Крюков, Общество с ограниченной ответственностью «ТСН-электро»

д-р техн. наук, профессор, зам. директора по научной работе ООО «ТСН-электро»

Дмитрий Юрьевич Теплухов, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва

аспирант, кафедра «Электроника и наноэлектроника», Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва

Библиографические ссылки

Milov V.R., Suslov B.A. Intellectual Management Decision Support in Gas Industry // Automation and Remote Control. 2011. Vol. 72. № 5. P. 1095 – 1101.

Степанов С.Е., Васенин А.Б., Косоротов А.А. Разработка прикладного программного обеспечения для системы гео-технического мониторинга газопроводов // Контроль. Диагностика. 2022. Т. 25. № 6. С. 46 – 57.

Teplukhov D. Invariant Automatic Control System for a Group of Fans in Gas Air Cooling Devices by Means of Energy Ef-ficiency Algorithms // Proceedings of the 11th International Conference on Electrical Power Drive Systems, ICEPDS 2020.

Репин Д.Г. Концепты системы мониторинга технического состояния компрессорных станций // Контроль. Диагности-ка. 2017. № 12. С. 30 – 35.

Крюков О.В. Мониторинг условий эксплуатации электродвигателей газоперекачивающих агрегатов // Контроль. Диа-гностика. 2016. № 12. С. 50 – 58.

Крюков О.В. Оценка эксплуатационных факторов электроприводных газоперекачивающих агрегатов по норматив-ным требованиям мониторинга // Контроль. Диагностика. 2018. № 10. C.50-57. DOI:10.14489/td.2018.10.C.050-057.

Бабичев С.А., Захаров П.А. Мониторинг технического состояния приводных электродвигателей ГПА // Контроль. Диагностика. 2009. № 7. С. 33 – 39.

Ziuzev A.M., Metelkov V.P., Mikhalchenko S.G. Estimation of Thermal State of AC Electric Motor of Trunk Gas Pipelines compressor stations // Bulletin of the Tomsk Polytechnic University, Geo Assets Engineering, 2021, 332(1). Pp. 88 – 96.

Титов В.Г. Анализ пусковых режимов электроприводных ГПА // Изв. вузов. Электромеханика. 2012. № 3. С. 29-35.

Крюков О.В. Подход к прогнозированию технического состояния ЭГПА // Приборы и системы. Управление, кон-троль, диагностика. 2016. № 9. С. 30 – 34.

Серебряков А.В. Активно-адаптивные алгоритмы управления и мониторинга автономными энергетическими ком-плексами // В сб.: Пром-Инжиниринг. Труды II МНТК. ЮУрГУ. 2016. С. 286 – 290.

Васенин А.Б., Степанов С.Е., Титов В.Г. Реализация капсулированных электроприводных ГПА на объектах ПАО «Газпром» // Изв. вузов. Электромеханика. 2020. Т. 63. № 1. С. 31 – 37.

Teplukhov D.Y. Method for Stabilizing the Operation of Synchronous Machines Using a Virtual Load Sensor // Russian Electrical Engineering. 2019. Vol. 90. № 7. Pp. 473 – 478.

Blagodarov D.A., Dulnev N.N., Safonov Y.M., Fedortsov N.N., Kostin A.A. Intelligent Control of Electric Machine Drive Systems // Proceedings of the 10th International Conference on Electrical Power Drive Systems, ICEPDS 2018.

Serebryakov A.V. Energy Efficient Power Supply Systems of oil and Gas Pipelines Electric Drives // Bulletin of South Ural State University. Series: Power Engineering. 2017. Vol. 17. № 3. Pp. 102 – 110.

Valtchev S., Meshcheryakov V. N., Belousov A.S. Comparative Analysis of Electric Drives Control Systems Applied to Two-Phase Induction Motors // Proceedings of the 2nd International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automa-tion and Energy Efficiency, SUMMA 2020. Pp. 918 – 922.

Belousov A.S., Meshcheryakov V.N., Valtchev S. Development of a Control Algorithm for Three-Phase Inverter in Two-phase Electric Drives Reducing the Number of Commutations // Proceedings of the 1st International Conference on Control Systems, Mathematical Modelling, Automation and Energy Efficiency, SUMMA 2019. Pp. 444-449. DOI: 10.1109/summa48161.2019.8947487.

Крюков О.В. Автоматизированное нагружающее устройство для комплексных испытаний поршневых двигателей // Двигателестроение. 2016. № 2. С. 30 – 35.

Леонов В.П., Федоров О.В. Применение микропроцессорной техники в нагружающих устройствах // Двигателестро-ение. 1987. № 7. С. 37 – 43.

Крюков О.В. Алгоритмы быстрого преобразования Уолша в микропроцессорных системах управления электропри-водом // Изв. вузов. Электромеханика. 2005. № 4. С. 39 – 44.

Захаржевский О.А., Афонин В.В. Методы и алгоритмы учета конструкции обмоток асинхронных машин в системах частотного электропривода // Вестник Южно-Уральского гос. ун-та. Серия: Энергетика. 2015. Т. 15. № 4. С. 74 – 82.