Главная О предприятии Продукция Проекты Документация
English version
Заказ Прайс-лист Контакты Для наших гостей Карта сайта
 

Основные направления применения оборудования, использующего SRM-технологии, на ближайшее время.

Вентильно-реактивные приводы.

В настоящее время более 80% электромеханических преобразователей, используемых в промышленности, представляют собой классические асинхронные электродвигатели, которые не смотря на свою простоту и распространенность имеют целый ряд недостатков, а именно:
• однорежимность работы - невозможность без специальной аппаратуры изменять частоту вращения двигателя,
• плохие энергопоказатели и низкая экономичность даже при применении специальной аппаратуры для регулирования частоты вращения,
• большие токи холостого хода,
• сложности организации эффективного теплообмена из-за наличия обмотки в роторе двигателей и, как следствие, его нагрева,
• низкий КПД даже на расчетных номинальных режимах,
• невозможность без специальной и достаточно сложной аппаратуры получать частоты вращения выше 3000 об/мин.

В связи с этим применение асинхронных двигателей в достаточной степени пока оправдано в оборудовании, работающем в одном номинальном режиме. Таких приводов насчитывается не более 10% от их общего числа.

Применение вентильно-реактивных приводов (ВРП) вместо асинхронных двигателей даст 5-10% экономии электроэнергии в оборудовании с односкоростным режимом (за счет более высокого КПД на номинальном режиме). В оборудовании с многоскоростными режимами экономия электроэнергии может составить 30-40% (за счет более высокого КПД в широком диапазоне изменения частоты вращения самого привода и более высокого КПД в этом же диапазоне приводимого оборудования).

Пример: применение ВРП в качестве привода центробежного насоса при работе на частичной производительности (30% от номинала) имеет следующие показатели: КПД привода - 90-92%, КПД насоса - 65% (вместо 70% на номинальной частоте вращения), общий - 58,5-59,8%.Вариант с асинхронным двигателем имеет следующие показатели: КПД двигателя - 70%, КПД насоса - 25-30%, общий - 17,5-21%. Непроизводительные затраты электроэнергии во втором случае на 38,8-41% больше.


Тяговые вентильно-рективные приводы.

Применение вентильно-реактивных приводов на транспорте дает целый ряд преимуществ по сравнению с традиционно применяемыми двигателями постоянного тока.

Так использование ВРП на электровозах в качестве мотор-колес с жидкостным охлаждением дает возможность получить в тех же габаритах большую мощность, чем при использовании двигателей постоянного тока или приводов на постоянных магнитах, в том числе и за счет высочайшей степени синхронизации работы нескольких ВРП. А применение их совместно с инерционными накопителями энергии (опять же на базе ВРП) может сэкономить до 50% электроэнергии на железнодорожном транспорте за счет рекуперации энергии.

Такой же эффект ожидает применение ВРП на городском электротранспорте (трамваи, троллейбусы, метрополитен).

Особый разговор необходимо вести о применении ВРП на автотранспорте. Уже на сегодня абсолютно реален российский автомобиль с гибридной энергоустановкой на уровне лучших мировых образцов, а по некоторым параметрам и выше. Эта установка может работать по схеме: ДВС, имеющий как минимум в два раза меньшую мощность, чем устанавливаются сейчас и работающий только на номинальном режиме (со всеми вытекающими положительными последствиями для экологии и существенной экономией топлива), вентильно-реактивный генератор (ВРГ), работающий на небольшую аккумуляторную батарею (АБ) и 2 или 4 тяговых вентильно-реактивных привода. ДВС вместе с ВРГ работают по мере необходимости на подзарядку АБ, а между ВРП и АБ в процессе движения автомобиля постоянно происходит обмен энергией: автомобиль разгоняется или едет на гору - электроэнергия от АБ передается на ВРП, работающие в двигательном режиме; автомобиль тормозит или едет под гору энергия от ВРП, работающих в генераторном режиме, передается АБ. Соотношение этих режимов в городе приблизительно одинаковое, поэтому нам необходимо затратить мощность для того, чтобы перемещать автомобиль на горизонтальных участках с заданной скоростью, а на это как раз уходит примерно 30% от мощности, устанавливаемых на автотранспорте ДВС.

При использовании на автомобиле четырех вентильно-реактивных приводов очень легко решает вопрос оптимального сцепления каждого колеса с дорожным полотном, что существенно повышает безопасность движения, существенно улучшает динамику авто.

Еще больший интерес вызывает использование вентильно-реактивных машин при создании инерционных движителей необходимых для безопорного движения. Так как вентильно-реактивные машины абсолютно обратимы и за один оборот ротора могут по несколько раз переключаться из двигательного режима в генераторный и наоборот, то по известной схеме можно сделать устройство создающее безопорный вектор тяги с минимальными затратами внешней энергии. А при замене механических подшипников на электромагнитные подвесы или электретные подшипники и заключение этого устройства в вакуумированную камеру внешние затраты электроэнергии снизятся еще на порядок. Установив транспортном средстве по периметру четыре устройства с вертикальным вектором тяги и два устройства по бокам с реверсивным горизонтальным вектором тяги, получим транспортный аппарат, не требующий никаких дорог.


Станочные вентильно-реактивные приводы.

Нагрузочная характеристика равной мощности делает ВРП идеальными для применениях в автоматизированных промышленных станках в качестве силовых и вспомогательных приводов, а величина глубины регулирования частоты вращения 1:100000 и более делает их незаменимыми при изготовлении высокоточного оборудования, а также устройств, в которых рабочий орган необходимо поддерживать в пространстве с высокой точностью (антенны радаров, радиотелескопы и т.д.).

О том, что это уже очень актуально свидетельствует большое количество звонков и запросов от отечественных фирм-производителей станочного оборудования. Применение ВРП в станках может перевести этот вид продукции российской промышленности в разряд экспортных.


Приводы для запорно-регулирующей арматуры.

Применение высокомоментных малооборотных ВРП в качестве приводов для запорной и запорно-регулирующей арматуры позволяет создать уникальную российскую продукцию, подобная которой на зарубежных рынках пользуется повышенным спросом и которую за рубежом производят еще не в достаточных количествах.

Наличие в процессоре ВРП свободного объема памяти позволяет создать на базе ВРП самостоятельные небольшие системы управления без применения дополнительной электроники и автоматики, при этом сохраняется большой объем информации о состоянии привода и арматуры, которые можно считать на месте или передать на удаленный пульт управления.

Применение в качестве понижающих редукторов новейших редукторов на основе ЭЦ-зацепления Становского позволит создать высокомоментные очень экономичные многооборотные приводы для запорной арматуры типа шаровой кран и затвор, а применение роликовинтовых передач позволитсоздать высокоэффективные прямоходные приводы для запорной арматуры типа задвижка, а также электроцилиндры большой грузоподъемности, которые с успехом могут заменить гидравлические цилиндры одинакового назначения.


Высокооборотные вентильно-реактивные приводы.

Благодаря цифровой системе управления и наличию высокоскоростных микропроцессоров (до 120 млн. операций в секунду с плавающей точкой) ВРП могут обеспечить частоту вращения до 100000 об/мин и более в режиме реального времени. Спрос на подобные приводы постоянно растет как в России, так и за рубежом.

Технологий, в которых применение высокоскоростных приводов открывает первым достаточное радужные перспективы, уже на сегодняшний день насчитывается большое количество. Хотелось бы остановиться лишь на одной из них - комбинированное производство тепла и холода при помощи высокоскоростных турбодетандерных установок. Уже одно то, что в этих установках легко достигается температура в -100оС и ниже, а в качестве рабочего тела используется обыкновенный воздух, делает их безальтернативными в холодильной технике. При этом они становятся абсолютно безопасными, что облегчает положение МЧС, так как в абсолютном большинстве крупных холодильных установок (мясокомбинаты, хладокомбинаты, нередко расположенные в черте городов) применяется аммиак, поэтому данные предприятия являются постоянными потенциальными очагами массового поражения людей.


Линейные вентильно-реактивные приводы.

Во многих механизмах требуется преобразовать вращательное движение в поступательное. Для этого в них используются различные механизмы, которые требуют дополнительных затрат и обслуживания. Линейные ВРП напрямую преобразуют электрическую энергию в механическую энергию поступательного движения рабочего органа.

Областей применения линейных ВРП очень много. Хотелось бы для примера остановиться на двух из них. В нефтедобывающей отрасли сейчас для добычи нефти из скважин в подавляющем большинстве используются так называемые насосы-качалки - сооружения приличных размеров и весом в несколько тонн, основная задача которых является снижение частоты вращения приводного асинхронного двигателя и преобразование вращательного движения выходного вала понижающего редуктора в качательное движение коромысла. Насосы-качалки, как правило, требуют значительных фундаментов.

Линейный ВРП такого же назначения будет иметь габариты: диаметр 200-300 мм, длина 4-5 метров, вес - несколько сот килограмм и крепиться может непосредственно к обсадной трубе, т.е. фундамент совсем не нужен. Линейные ВРП совместно с вентильно-реактивными подвесами могут успешно конкурировать с другими приводами на подвесном электротранспорте.


Вентильно-реактивные генераторы. Малооборотные генераторы прямого подключения для ветроэлектростанций нового поколения.

На сегодняшний день в подавляющем большинстве для получения электроэнергии при помощи энергии ветра используют классические ветроэлектростанции с горизонтальной осью вращения. Последние страдают целым рядом недостатков:
• достаточно низким коэффициентом преобразования энергии (не более 30%),
• достаточно большие габариты и вес установок,
• для установки требуются значительные фундаменты,
• наличие повышающего редуктора требует предварительной раскрутки рабочего колеса, а также дополнительного обслуживания,
• опасность опрокидывания при скорости ветра выше максимально допустимой,
• расположение генератора с аппаратурой высоко над землей,
• наличие скользящих токосъемников для передачи электроэнергии из гондолы на землю,
• вредное влияние на окружающую среду ультразвука и инфразвука, сопровождающих работу пропеллерных ВЭС
• и т.д.

Этих недостатков лишены ВЭС на базе вертикальных роторных ветроприводов (Российский патент) в комбинации с вентильно-реактивными генераторами (ВРГ).

Их основные отличия от традиционных ВЭС:
• значительно больший коэффициент преобразования энергии (до 60%),
• значительно меньший вес и габариты при равной мощности (ветропривод мощностью 20 кВт имеет диаметр турбины 1 метр при высоте 2 метра),
• вертикальное расположение оси вращения ветропривода делает возможным расположение генератора на земле в небольшом помещении под ветроприводом,
• небольшой вес установки в целом, а также возможность использовать растяжки значительно снижает массивность фундамента (для небольших установок можно обойтись вовсе без него),
• повышение устойчивости установки с увеличение скорости ветра за счет "эффекта волчка",
• применение ВРГ прямого подсоединения расширяет диапазон используемых скоростей ветра до 1,5-2 м/сек,
• отсутствие поворотного устройства ориентирующего установку на ветер,
• отсутствие вредных звуковых колебаний позволяет максимально приблизить новые ВЭС к месту потребления электроэнергии (к жилью, к производству и т.д.),
• возможность модульного наращивания общей мощности ВЭС,
• хорошая транспортабельность в собранном виде и облегченность монтажа, минимальные затраты на обслуживание,
• возможность производства новых ВЭС на различную мощность (от 1кВт до МВт).

Массовое производство таких установок и установка их на северном побережье территории России во многом могут решить проблему "северного завоза", хотя бы в отношении топлива. К таким ВЭС проявляют огромный интерес такие страны как Швеция, Финляндия, Германия, Италия, Греция, Испания, Вьетнам, Того, Бенин, Нигерия, Марокко, Венесуэла, Чили и ряд других.

Еще более интересными и эффективными могут оказаться ВЭС на базе ВРГ и ветроприводов в виде "качающегося крыла" или "развевающегося флага" (Российские разработки). В этих ВЭС ВРГ напрямую преобразует механическую энергию качающегося вала ветропривода в электрическую. Эти ВЭС имеют еще больший коэффициент преобразования энергии и начинают вырабатывать электроэнергию уже при скорости ветра в 0,5 м/сек. Эта же комбинация с успехом может быть применена для выработки электроэнергии при помощи тихоходных речных потоков - их можно устанавливать практически на любой (в том числе и равнинной) речке без строительства плотин.


Среднеоборотные генераторы для традиционных электростанций.

ВРГ, входящие в состав передвижных электростанций, из-за свободного объема операционной системы управляющего микропроцессора позволяют создать полностью автоматические бесперебойные источники питания на базе электроагрегатов. Такие источники работают следующим образом: питающий фидер централизованного электроснабжения подключен не к потребителю, а к электронному блоку коррекции питания источника, а от него уже запитан потребитель. Это позволяет источнику не только контролировать наличие напряжение в централизованной сети, но и корректировать параметры этой сети для потребителя. Исчезновение напряжения в централизованной сети или исчерпание возможностей по корректировки параметров сети служит сигналом для переключения питания потребителя от аккумуляторной батареи и параллельно подается команда на запуск электроагрегата. После истечения регламентного времени запуска электроагрегата нагрузка переводится на него. Все это происходит в автоматическом режиме, так что потребитель даже не почувствует переключения. При работающем электроагрегате электронный блок продолжает контролировать наличие напряжения на фидере централизованного питания и при появлении на нем электроэнергии удовлетворительного качества вновь переводит потребителя на централизованное электроснабжение. Источники бесперебойного питания подобной конфигурации сейчас очень популярны за рубежом.

У нас в России такие источники тоже найдут применение там, где даже кратковременное исчезновение электропитания связано с человеческими жертвами (операционные, палаты реанимации в больницах, диспетчерские на железнодорожном и воздушном транспорте и т.д.) или со значительными экономическими потерями (компьютерные залы банков, предприятий, станции электро- и сотовой связи и т.д.).


Высокооборотные генераторы для газовых и паровых турбин.

Применение высокооборотных ВРГ в комплекте с паровыми и газовыми турбинами позволяет существенно снизить материалоемкость агрегатов из-за отсутствия понижающих редукторов, а также уменьшения габаритов самих генераторов.

Так, например, агрегат мощностью 90-100 кВт на базе высокооборотной газовой турбины и ВРГ (частота вращения 60-80 тыс. об/мин) со всеми вспомогательными механизмами и управляющей аппаратурой имеет размер чуть больше среднего письменного стола.


Электромагнитные подвесы.

Трудно переоценить использование бесконтактных подшипников в различном оборудовании. К таким подшипникам относятся электромагнитные подвесы. Их отличают отсутствие механических потерь, практически неограниченное скорость вращения, управляемость свойств самого подвеса.

Использование их наиболее целесообразно в высокооборотном оборудовании: паровых и газовых турбинах, в набирающих в настоящее время все большую популярность и распространенность механических накопителях энергии на основе быстровращающихся маховиков.


Заключение.

Выше было представлено очень краткое описание преимуществ применения SRM-технологий при изготовлении различной продукции. Практически вся продукция имеет ЭКСПОРТНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ.

ООО "Свободинский электромеханический завод" АО "Электроагрегат" совместно со своим партнером АО "Каскод" уже семь лет почти единственные в России занимаются развитием этой технологии за свой счет. За это время изготовлено и испытано несколько опытных партий ВРП и ВРГ. Оптимизировано конструктивное исполнение некоторых из них. По некоторым параметрам мы имеем преимущества в 1,5-2 года даже перед зарубежными разработчиками.

Исходя из важности для России развития этой технологии и из того, что одно частное предприятие просто не в состоянии насытить даже внутренний рынок, не говоря уже о рынках зарубежных, необходимо организовать государственную программу по освоению этой технологии, чтобы Россия перестала наконец поставлять за рубеж только сырье (которое не бесконечно), а начала торговать высококлассной интеллектуальной, а значит дорогой и выгодной промышленной продукцией.




  
Автономные источники
Резервные источники
Сварочные агрегаты
Генераторы
Преобразователи частоты
Товары народного потребления
Комплектные вентильно-реактивные приводы

Быстрый переход: