CC BY
292
УДК 621.833
Д.М. Малютин, канд. техн. наук, доц., (4872) 49-89-48, malyutindm@yandex.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
СРАВНЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МНОГООБОРОТНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ РАЗРАБОТКИ ТУЛЬСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА С ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ АНАЛОГОВ
Приведены характеристики многооборотных электроприводов трубопроводной арматуры разработки ТулГУ и рассмотрены их преимущества по сравнению с многооборотными электроприводами отечественных и зарубежных аналогов.
Ключевые слова: запорная арматура, электропривод, редуктор, электродвигатель, интеллектуальные функции.
Рассмотрим основные характеристики многооборотного электропривода (ЭП) трубопроводной арматуры (ТПА) разработки ТулГУ и сравним ихс характеристиками отечественных и зарубежных аналогов.
В табл. 1 - 4 приведены соответственно данные сравнения типов редукторов, типов двигателей, возможности регулирования скорости выходного вала электродвигателя, режимы работы двигателей, применяемых в электроприводах ТулГУ и электроприводах-аналогах. В табл. 5 приведены данные сравнения степени защиты электроприводов ТулГУ и электроприводов-аналогов [1 - 11].
Таблица 1
Типы редукторов, применяемых производителями ЭП ТПА
Фирма-производитель Модель электропривода Тип редуктора
1 2 3
ГЗ «Электропривод», г. Москва ГЗ-А, ГЗ-Б, ГЗ-В, ГЗ-Г, ГЗ-Д, ГЗ-ВА, ГЗ-ВБ, ГЗ-ВВ, ГЗ-ВГ, ГЗ-ВД Силовая трансмиссия червячного типа
Томский завод электроприводов «ТОМЗЕЛ» ЭПЦ15000/20000/ 50000; «Ангстрем» Многопоточная планетарно -роликовая трансмиссия с промежуточными телами качения
«ZPA Pecky», г. Печки, Чешская республика МОБАСТ MOA; МОБАСТMOA ОС Двухпоточный планетарный дифференциальный редуктор
Окончание табл. 1
1 2 3
ЗАО «Тулаэлектропри-вод» ЭП4 (схема 41) Силовая трансмиссия червячного типа
«AUMA», Германия SA 10.1 Силовая трансмиссия червячного типа
ТулГУ и ОАО «МЗП» 7МРЭП -88 Многопоточный планетарный редуктор
ТулГУ и ОАО «МЗП» ВЗП-01 Волновой редуктор с гибким рабочим элементом
ТулГУ и ОАО «МЗП» МАИ702 Волновой редуктор с промежуточными телами качения
Таблица 2 Типы двигателей, используемых производителями в ЭП ТПА
Фирма-производитель Модель электропривода Тип применяемого двигателя
1 2 3
ГЗ «Электропривод», г. Москва ГЗ - А.70, ГЗ-А, ГЗ-Б, ГЗ-В, ГЗ-Г, ГЗ-Д, ГЗ-ВА, ГЗ-ВБ, ГЗ-ВВ, ГЗ-ВГ, ГЗ-ВД Трёхфазный асинхронный электродвигатель
Томский завод электроприводов «ТОМЗЕЛ» ЭПЦ -15000/20000/50000 Трёхфазный асинхронный взрывозащищённый электродвигатель ДАТЭК-450-03УХЛ1 (37кВт,1500 об/мин или ДАТЭК-450-04-УХЛ11 (45 кВт, 1500 об/мин)
«ZPA Pecky», г. Печки, Чешская республика MODACT МОА (52020 - 52026) Трехфазные асинхронные од-носкоростные и многоскоростные электродвигатели с улучшенным и повышенным КПД, с увеличенной выходной скоростью для работы с преобразователями частоты производства фирмы SIEMENS
«ZPA Pecky», г. Печки, Чешская республика MODACT МОА OC (52070 - 52074) Трёхфазный асинхронный электродвигатель с коротко-замкнутым якорем серии AJSI
«ZPA Pecky», г. Печки, Чешская республика MODACT МОА OC 52079 Трёхфазный асинхронный электродвигатель (400/230 В; 380/220 В; 50 Гц) серии 1AJSI
Окончание табл. 2
1 2 3
«ZPA Pecky», г. Печки, Чешская республика MODACT МОА 52029 Трехфазный асинхронный электродвигатель серии EAMXR63L04 (EAMXR63N04)с отношением начального пускового момента к номинальному в диапазоне 1,8...4
ЗАО «Тулаэлектро-привод» ЭП4 Трехфазный асинхронный электродвигатель
«AUMA», Германия SA.07.1 - SA 48.1 SA.07.1 - SA 14.5 SA.07.1 - SA 16.1 - Трёхфазный асинхронный электродвигатель (50 Гц, 60 Гц); - однофазный асинхронный электродвигатель (50 Гц, 60 Гц); - двигатель постоянного тока
«AUMA», Германия SAR 07.1 - SAR 30.1 SAR 07.1 - SAR 14.1 - Трёхфазный асинхронный электродвигатель; - однофазный асинхронный электродвигатель.
«АБС - электро» ПЭМ-А ПЭМ-Б Трёхфазный асинхронный электродвигатель серии АИР
ПЭМ-В Трёхфазный асинхронный электродвигатель серии ДАТ
ПЭМ-Б-11ВТ4 Трёхфазный асинхронный электродвигатель серии АИМ
ТулГУ и ОАО «МЗП» 7МРЭП -88 Бесконтактный синхронный двигатель с 3-фазной обмоткой на статоре и постоянным магнитом на роторе типа ДБМ
ТулГУ и ОАО «МЗП» ВЗП-01 Бесконтактный синхронный двигатель с 3-фазной обмоткой на статоре и постоянным магнитом на роторе типа ДБМ
ТулГУ и ОАО «МЗП» МАИ702 Бесконтактный синхронный двигатель с 3-фазной обмоткой на статоре и постоянным магнитом на роторе типа ДБМ
Таблица 3
Характеристика возможности регулирования скорости выходного вала электродвигателя
Фирма-производитель Модель электропривода Возможность регулирования скорости выходного вала
ГЗ «Электропривод», г. Москва ГЗ-В.900 Фиксированная для каждого типоразмера
«ZPA Pecky», г. Печки, Чешская республика MODACT MOA Фиксированная для каждого типоразмера.
ЗАО «Тулаэлектро-привод» ЭП4 (схема 41) 1) Фиксированная для каждого типоразмера; 2) Программируемый пошаговый режим
Томский завод электроприводов «ТОМЗЕЛ» ЭПЦ15000/20000/ 50000 Фиксированная для каждого типоразмера
«AUMA», Германия SARV07.1-10.1 1) Фиксированная для каждого типоразмера. 2) Программируемый пошаговый режим. 3) Переменная (при использовании блока управления VARIOMATIC) путем частотного регулирования. 4) Изменение скорости за счет переключения пар полюсов
ТулГУ и ОАО «МЗП» 7МРЭП -SS исполнение 04/3S Предусмотрена возможность регулирования частоты вращения непрерывно от 1 до 52 об/мин
ТулГУ и ОАО «МЗП» ВЗП-01 исполнение 9 Предусмотрена возможность регулирования частоты вращения непрерывно от 1 до 43,6 об/мин
ТулГУ и ОАО «МЗП» МАИ702 Предусмотрена возможность регулирования частоты вращения непрерывно от 1 до 52 об/мин
Ведущие производители многооборотных ЭП ТПА применяют в своих конструкциях различные схемы расположения оси исполнительного двигателя к оси выходного звена ЭП [1 - 11]. Широко применяется схема с перекрестным расположением осей исполнительного двигателя к оси выходного звена ЭП. Применяется также схема с параллельным расположением оси исполнительного двигателя к оси выходного звена ЭП. Выбор
схемы расположения во многом обусловлен типом применяемого редуктора и исполнительного двигателя, а также требованиями энергономики.
Таблица 4
Режим работы электродвигателя
Фирма-производитель Модель электропривода Режим работы электродвигателя
«ZPA Pecky», г. Печки, Чешская республика MODACT МОА OC(52070-52074) £2
ГЗ «Электропривод», г. Москва ГЗ-А, ГЗ-Б, ГЗ-В, ГЗ-Г, ГЗ-Д, ГЗ-ВА, ГЗ-ВБ, ГЗ-ВВ, ГЗ-ВГ, ГЗ-ВД 52, £4 (1200 вкл/час)
ЗАО «Тулаэлектро-привод» ЭП4 52, 53-25 %, 54-25 % (900 вкл/ч)
«AUMA», Германия SA07.1 - SA48.1 52 (ПВ -15 мин)
«AUMA», Германия SAR07.1 - SAR14.5 54 - 25 % (1200 вкл/ч)
«AUMA», Германия SAR16.1 - SAR30.1 54 - 50 % (900 вкл/ч)
ТулГУ и ОАО «МЗП» 7МРЭП -88 82, 83, 84 с продолжительностью включения 25 % и числом включений 12, 30 и 60 в час
ТулГУ и ОАО «МЗП» ВЗП-01 82, 83, 84 с продолжительностью включения 25 % и числом включений 12, 30 и 60 в час
ТулГУ и ОАО «МЗП» МАИ702 82, 83, 84 с продолжительностью включения 25 % и числом включений 12, 30 и 60 в час
Таблица 5
Степень защиты ЭП
Фирма-производитель Модель электропривода Степень защиты электропривода
1 2 3
«ZPA Pecky», г. Печки, Чешская республика MODACTМОА OC(52070-52074) 1Р55
«ZPA Pecky», г. Печки, Чешская республика MODACT МОА OC(52079) 1Р67
«ZPA Pecky», г. Печки, Чешская республика MODACT МОА (52029) 1Р 67
ГЗ «Электропривод», г. Москва ГЗ-А, ГЗ-Б, ГЗ-В, ГЗ-Г, ГЗ-Д, ГЗ-ВА, ГЗ-ВБ, ГЗ-ВВ, ГЗ-ВГ, ГЗ-ВД 1Р65 (1Р67,1Р68)
ЗАО «Тулаэлектро-привод» ЭП4 1Р67 (1Р68)
«AUMA», Германия SA07.1- SA48.1 1Р68
«AUMA», Германия SARE х С 1Р68
ТулГУ и ОАО «МЗП» 7МРЭП -88 1Р 54 или 1Р 55; (1Р 67, как опция)
ТулГУ и ОАО «МЗП» ВЗП-01 1Р 54 или 1Р 55; (1Р 67, как опция)
ТулГУ и ОАО «МЗП» МАИ702 1Р 54 или 1Р 55; ( 1Р 67, как опция)
Первая схема применяется в конструкциях ЭП фирм ГЗ «Электропривод» (Россия), ЗАО «Тулаэлектропривод» (Россия), «AUMA» (Германия), «ZPA Pecky» (Чешская республика). На рис. 1 представлены фотографии этих ЭП. Применение данной схемы обеспечивает минимальный размер по высоте, однако длина и ширина ЭП оказываются значительными.
Вторая схема применяется в конструкциях ЭП фирмы Томский завод электроприводов «Томзел». На рис. 2 приведена фотография этого ЭП. В данной схеме ЭП имеет наибольший размер по высоте, диаметр же определяется расстоянием между осью центрального отверстия и осью электродвигателя, а также диаметром электродвигателя.
Рис. 1. Многооборотные электроприводы с перекрестным расположением оси исполнительного двигателя к оси выходного звена электропривода: а - ГЗ-А; б - ГЗ-В, Г, Д; в - ЭП4; г - AUMA
Рис. 2. Электропривод ЭПЦ -15000/20000/50000 с параллельным расположением оси исполнительного двигателя к оси выходного
звена электропривода
Наиболее удачной, по мнению разработчиков, является схема с со-осным расположением осей исполнительного двигателя и выходного звена ЭП, которая реализована в ЭП ТулГУ. Эта схема позволяет минимизировать массогабаритные характеристики ЭП, однако требует применения исполнительного двигателя с большим центральным отверстием для прохода выдвижного штока арматуры. Тульским государственным университетом совместно с ОАО «Мичуринский завод «Прогресс» разработана конструкторская документация на многооборотный интеллектуальный ЭП запорной арматуры с соосным (аксиальным) расположением осей исполнительного двигателя и выходного звена ЭП 7МРЭП -88. ЭП построен на базе многопоточного планетарного редуктора [12] и бесконтактного синхронного двигателя с 3х-фазной обмоткой на статоре и постоянным магнитом на роторе, типа ДБМ. Конструкция многопоточного планетарного редуктора позволяет реализовать в одном габарите пять исполнений, различающихся значениями передаточных чисел силовой трансмиссии за счет применения ограниченного числа сменных деталей. Конструкция ЭП приведена на рис.3.
Рис. 3. Электропривод 7МРЭП-88
48
Второе и третье технические решения предусматривают применение в составе ЭП волнового редуктора с гибким рабочим элементом (ВЗП-01 - рис.4) и волнового редуктора с промежуточными телами качения (МАИ702 - рис.5).
Применение бесконтактного синхронного двигателя с 3-фазной обмоткой на статоре и постоянным магнитом на роторе, типа ДБМ и системы управления, обеспечивающей регулирование по скорости и моменту, позволяет существенно сократить типоразмерный ряд по сравнению с имеющимися аналогами. Бесконтактный моментный двигатель ДБМ является перспективным по ряду причин. Двигатель имеет «плоское» встраиваемое исполнение и охватывает широкий диапазон вращающих моментов. Бесконтактность предоставляет возможность функционирования в самых тяжелых условиях и режимах, а выбор синхронной машины обеспечивает лучшие энергетические и массогабаритные характеристики по сравнению с асинхронной машиной.
Рис.4. Электропривод ВЗП-01
49
Рис.5. Электропривод МАИ 702
Термин «моментный» означает, что данный двигатель спроектирован на оптимум по статической добротности, т.е. по наибольшему удельному моменту в единице массы и минимуму электрических потерь в обмотке якоря. Концепция интенсивного использования двигателей ДБМ и привода на его основе в корне отличается от традиционного использования в номинальном режиме. При традиционном подходе в процессе проектирования двигателя отрабатывается, испытывается и проверяется типовой номинальный режим, в котором электродвигатель предполагается использовать. При этом определяются ограничения по амплитудному и средне-квадратическому значениям тока и момента, форме и амплитуде питающего напряжения и др. Применение двигателя в других режимах, кроме заведомо более легких, не допускается. При интенсивном использовании номинальный режим не устанавливается, а ограничения по применению определяются только условиями допустимого перегрева и предельным амплитудным значениям токов и напряжений. Двигатели ДБМ в соответствии с технической документацией на них могут применяться во всех режимах от £1 до £8 по ГОСТ 183-74 без ограничений по частоте пусков
и реверсов при любой форме и частоте фазных напряжений (амплитуда оговаривается и указывается в технической документации на двигатель для каждого двигателя), любой схеме соединения секций фаз и любом виде нагрузки при условии, что амплитуда тока в обмотке статора не превышает установленного значения (обычно десятикратного по отношению к току, обеспечивающему некоторый условный номинальный момент), а конструкция теплоотвода обеспечивает температуру обмотки не более 150 °С для двигателя с пазовым статором и не более 120 °С для двигателя с гладким статором.
ЭП разработки ТулГУ предназначен для работы с клиновыми задвижками с выдвижным шпинделем с максимальным диаметром 50 мм, что обеспечивает возможность использования ЭП на запорных задвижках с диаметром труб от 80 до 500 мм при давлениях в трубопроводе от 16 до 160 атм. В табл.6 приведены технические характеристики ЭП, а в табл. 7, 8 - сравнительные массогабаритные характеристики разрабатываемого ЭП и ЭП ведущих производителей.
Таблица 6
Технические характеристики ЭП 7МРЭП-88
N п/п Параметры Ед. изм. Исполнения
00/115 01/77 02/58 03/46 04/38
1 Тип двигателя - ДБМ-150
1.1 Мощность кВт 2,8
1.2 Номинальная частота вращения ротора -1 мин 1820
1.3 Номинальный вращающий момент Нм 15
1.4 Пусковой вращающий момент Нм 37
2 Тип силовой трансмиссии - 7РПМ-88/230
2.1 Передаточное число силовой трансмиссии 115 76,6 57,5 46 38,3
2.2 Передаточное число ручного дублера 200,5 134,5 102 82 69
2.3 Номинальный вращающий момент на выходе Нм 1725 1150 865 700 580
2.4 Максимальный кратковременный вращающий момент на выходе Нм 4250 2800 2100 1700 1400
2.5 Номинальная частота вращения выходного вала (гайки) -1 мин 16 24 32 40 48
Таблица 7
Масса ЭП
Фирма-производитель Модель электропривода Номинальный момент на выходном валу, Нм Скорость вращения выходного вала, об/мин Масса, кг
1 2 3 4 5
ТулГУ и ОАО «МЗП» 7МРЭП -88 исполнение 04/38 580 52 60
ТулГУ и ОАО «МЗП» МАИ702 580 52 57
ЗАО «Тулаэлек-тропривод» ЭП4 РВ-В-1000-45 500 45 96
«ZPA Pecky», Чешская республика MON 630/945-35 378 35 97
«AUMA», Германия SA 16.1 AUMA NORM 500 45 86
ТулГУ и ОАО «МЗП» 7МРЭП -88 исполнение 03/46 700 40 60
ТулГУ и ОАО МЗП ВЗП-01 700 43,6 58
ЗАО «Тулаэлек-тропривод» ЭП4 Н-Г-1500-45 750 45 98
«ZPA Pecky», Чешская республика MON 1250/1640-45 750 45 211
«AUMA», Германия SA 25.1 AUMA NORM 700 45 160
ТулГУ и ОАО «МЗП» 7МРЭП -88 исполнение 01/77 1150 24 60
ТулГУ и ОАО «МЗП» ВЗП-01 1300 21,8 58
Окончание табл. 7
1 2 3 4 5
ЗАО «Тулаэлек-тропри-вод» ЭП4 Н-Г-2000-22 1000 22 96
ТулГУ и ОАО «МЗП» 7МРЭП -88 исполнение 00/115 1725 16 60
ЗАО «Тулаэлек-тропри-вод» ЭП4 В-Д -400016 2000 16 185
«ZPA Pecky», Чешская республика MON 2500/3550-20 1500 20 309
«AUMA», Германия SA 30.1 AUMA NORM 1400 11 190
Таблица 8
Габаритные размеры ЭП
Фирма-производитель Модель электропривода Номинальный момент на выходном валу, Нм Скорость вращения выходного вала, об/мин Габаритные размеры привода, мм
1 2 3 4 5
ТулГУ и ОАО «МЗП» 7МРЭП -88 исполнение 04/38 580 52 379x280x438
ТулГУ и ОАО «МЗП» МАИ702 580 52 379x280x443
ЗАО «Тулаэлек-тропривод» ЭП4 РВ-В-1000-45 500 45 851x812x432
«ZPA Pecky», Чешская республика MON 630/945-35 378 35 455*777* 382
«AUMA», Германия SA 16.1 AUMA NORM 500 32 864x422x470
ТулГУ и ОАО «МЗП» 7МРЭП -88 исполнение 03/46 700 40 379*280x438
ТулГУ и ОАО «МЗП» ВЗП-01 700 43,6 379*280x435
Окончание табл. 8
1 2 3 4 5
ЗАО «Тулаэлек- ЭП4 Н-Г-1500-45 750 45 851x812x432
тропривод»
«ZPA Pecky», Чешская республика MON 1250/1640-45 750 45 540x896x442
«AUMA», SA 25.1 700 45 922x581x400
Германия AUMA NORM
ТулГУ и ОАО «МЗП» 7МРЭП -88 исполнение 01/77 1150 24 379x280x438
ТулГУ и ОАО «МЗП» ВЗП-01 1300 21,8 379x280x435
ЗАО «Тулаэлек- ЭП4 Н-Г-2000-22 1000 22 851x812x432
тропривод»
ТулГУ и ОАО «МЗП» 7МРЭП -88 исполнение 00/115 1725 16 379x280x438
ЗАО «Тулаэлек-тропривод» ЭП4 В-Д -400016 с электронным интеллектуальным модулем 2000 16 583x1230x704
«ZPA Pecky», Чешская MON 2500/3550-20 1500 20 520x963x757
республика
«AUMA», SA 30.1 1400 11 1180x627x500
Германия AUMA NORM
Табл. 9 иллюстрирует сокращение количества необходимых типоразмеров при серийном изготовлении ЭП ТулГУ по сравнению с ЭП-аналогами.
Таблица 9
Количество типоразмеров ЭП
Фирма-производитель Модель электропривода Номинальный момент на выходном валу, Нм Скорость вращения выходного вала, об/мин Количество типоразмеров
1 2 3 4 5
ТулГУ и 7МРЭП -88 580 от 1 до 52 1
ОАО «МЗП» исполнение 04/38 непрерывно
Окончание табл. 9
1 2 3 4 5
ТулГУ и ОАО «МЗП» MAH7Ö2 580 от 1 до 52 непрерывно 1
ТулГУ и ОАО «МЗП» B3n-01 700 от 1 до 43,6 непрерывно 1
ЭП4 РВ-В-1000-4 4
ЭП4 РВ-В-1000-5,6 5,6
ЭП4 РВ-В-1000-8 8
ЗАО «Тулаэлек-тропривод» ЭП4 РВ-В-1000-11 500 11 8
ЭП4 РВ-В-1000-16 16
ЭП4 РВ-В-1000-22 22
ЭП4 РВ-В-1000-32 32
ЭП4 РВ-В-1000-45 45
«ZPA Pecky», Чешская республика MON 630/900-16 16
MON 630/835-20 378 20 3
MON 630/945-35 35
SA 16.1 AUMA NORM 4
SA 16.1 AUMA NORM 5,6
SA 16.1 AUMA NORM 8
«AUMA», SA 16.1 AUMA NORM 500 11 8
Германия SA 16.1 AUMA NORM 16
SA 16.1 AUMA NORM 22
SA 16.1 AUMA NORM 32
SA 16.1 AUMA NORM 45
В табл. 10 приведены данные сравнения реализуемых интеллектуальных функций ЭП ТулГУ с ЭП-аналогами.
Таблица 10
Данные сравнения реализуемых интеллектуальных функций ЭП
с ТулГУ и ЭП-аналогами
«AUMA», ЗАО «Тулаэлек- ТулГУ
Наименование Германия тропривод» и ОАО «МЗП»
функции
(функция реализуется (+), не реализуется (-))
Управление арма- + + +
турой
Блокировка
и защитное от- + + +
ключения двига-
теля привода
Дистанционная
настройка пара- + + +
метров электро-
привода
Функции сигнали- + + +
зации
Функции индика- + + +
ции
Функции самоди- + + +
агностики
Функции регистрации информа-
ции об истории функционирова- + + +
ния привода
В результате сравнения основных характеристик ЭП разработки ТулГУ с характеристиками ЭП-аналогов (отечественных и зарубежных) выяснено следующее.
1. Ведущие производители ЭП ТПА применяют в структуре привода трехфазные асинхронные двигатели. Это объясняется простотой их конструкции, надежностью, высоким ресурсом работы, низкой стоимостью, простотой схем управления (когда не предусмотрена возможность регулирования скорости), широким распространением сети трехфазного переменного тока на промышленных объектах, высоким коэффициентом полезного действия. Однако асинхронные двигатели имеют ряд существенных недостатков: большие и габариты и массу; не известны серийные конструкции асинхронных электродвигателей с большим цен-
тральным отверстием для прохода штока арматуры, соответствующие условиям эксплуатации в составе ЭП ТПА, что исключает их применение в перспективной схеме ЭП с соосным расположением осей исполнительного двигателя и выходного звена ЭП.
В ряде случаев для управления положением арматуры в электродвигателях-аналогах применяются однофазные асинхронные электродвигатели и синхронные двигатели постоянного тока. Применение однофазных асинхронных электродвигателей обусловлено особенностью электроснабжения ряда промышленных объектов, но при этом снижается коэффициент полезного действия ЭП.
Применение двигателей постоянного тока бесконтактных в ЭП-аналогах обусловлено их меньшими массогабаритными характеристиками по сравнению с асинхронными двигателями переменного тока при одинаковой мощности; возможностью реализации обратных связей по углу и угловой скорости выходного вала и увеличения точности и быстродействия при регулировании; возможностью регулирования скорости и момента на выходном валу ЭП. Однако в ЭП-аналогах не применяются двигатели постоянного тока с большим центральным отверстием для прохода штока арматуры, что исключает их применение в перспективной схеме ЭП с со-осным расположением осей исполнительного двигателя и выходного звена ЭП.
Большинство производителей ЭП ТПА не предусматривают регулирование скорости выходного вала ЭП (см. табл.3), за исключением ЗАО «Тулаэлектропривод», которое предусматривает настройку пошагового регулирования скорости и фирмы «AUMA», которая обеспечивает переменную скорость выходного вала при использовании блока управления VARIOMATIC, а также изменение скорости за счет переключения пар полюсов. Специалистами ОАО «Завод приборов и средств автоматизации «ЭлеСи» (г. Томск) в качестве инновационного решения при создании ЭП ТПА предлагается управление скоростью вращения и крутящим моментом на валу синхронных и асинхронных электродвигателей переменного тока .
2. В ЭП разработки ТулГУ применен бесконтактный синхронный электродвигатель с 3-фазной обмоткой на статоре и постоянным магнитом на роторе типа ДБМ и система управления, обеспечивающая регулирование по скорости и моменту, что позволяет почти на порядок сократить ти-поразмерный ряд по сравнению с имеющимися аналогами. Бесконтактный моментный двигатель ДБМ является перспективным по ряду причин. Двигатель имеет по сравнению с электродвигателями аналогов «плоское» встраиваемое исполнение, большое центральное отверстие для прохода штока арматуры и охватывает широкий диапазон вращающих моментов.
3. Новый технический уровень, качество, конструктивное совершенство и конкурентоспособность многооборотного ЭП разработки ТулГУ по сравнению с существующими аналогами обеспечиваются новыми
принципами многопоточного подвода механической энергии планетарными многопоточными зубчатыми передачами с широким параметрическим рядом выходных параметров по скорости и моменту и узким типоразмер-ным рядом.
Кроме того, в ЭП ТулГУ предусмотрены варианты использования волновой передачи с гибким рабочим элементом и волновой передачи с промежуточными телами качения, достоинствами которых по сравнению с существующими аналогами являются: возможность устранения окружного зазора между элементами передачи; многопарность зацепления; малое количество деталей, что упрощает и удешевляет их серийное производство; малые размеры и масса; бесшумность в работе, высокий КПД.
4. Сравнительный анализ схем построения многооборотных ЭП ТулГУ позволяет сделать вывод о целесообразности примененной в разрабатываемом ЭП схемы с соосным расположением осей исполнительного двигателя и выходного звена ЭП. Использование этой схемы, наряду с применением компактного многопоточного планетарного редуктора, который позволяет реализовать в одном габарите пять исполнений, различающихся значениями передаточных чисел силовой трансмиссии или волнового редуктора, и малогабаритного вентильного двигателя с большим центральным отверстием (72 мм) позволило создать конструкторскую документацию на ЭП 7МРЭП-88 и ВЗП-01 (разработки ТулГУ и ОАО «МЗП»), который имеет существенно меньшие массогабаритные характеристики по сравнению с существующими аналогами. Масса ЭП 7МРЭП -88 исполнения 04/38 в 1,6 раза меньше массы ЭП аналогов производства фирм ЗАО «Тулаэлектропривод», ZPA «Pecky» (г. Печки, Чешская республика), «AUMA» (Германия), а произведение трех габаритных размеров ЭП этого исполнения меньше произведения габаритных размеров приводов-аналогов соответственно в 6,2,8 и 3,54 раза. Масса ЭП 7МРЭП-88 исполнения 03/46 в 1,6 раза меньше массы соответствующего аналога ЗАО «Тулаэлектропривод» и в 3,5 раза меньше массы аналога «ZPA Pecky», г. Печки, Чешская республика. Масса ЭП 7МРЭП-88 исполнения 01/77 в 1,6 раза меньше массы соответствующего аналога ЗАО «Тулаэлектропривод». Масса ЭП 7МРЭП - 88 исполнения 00/115 меньше массы соответствующих аналогов фирм ЗАО «Тулаэлектропривод» и «AUMA» (Германия) приблизительно в 3 раза и в 5 раз меньше аналога фирмы ZPA «Pecky» (г. Печки, Чешская республика). Предусмотренная в ЭП разработки ТулГУ возможность регулирования скорости и момента на выходном звене позволяет сократить типоразмерный ряд его исполнений (см. табл.10).
5. Практически все производители проводят работы по повышению уровня интеллектуализации ЭП. Высокий уровень интеллектуализации ЭП достигнут фирмой «AUMA» и ЗАО «Тулаэлектропривод», которые реализуют
функции управления арматурой; блокировки и защитного отключения двигателя привода; функции дистанционной настройки параметров ЭП; функции сигнализации; функции индикации; функции самодиагностики; функции регистрации информации об истории функционирования привода; функции регистрации служебной информации; функция обогрева блока управления. ЭП разработки ТулГУ имеет высокий уровень интеллектуализации, не уступающий ЭП-аналогам.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ.
Список литературы
1. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.gz-privod.ru/
2. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.tomzel.ru/ru/8/
3. Электропривод взрывозащищенный с двусторонней муфтой ограничения крутящего момента для запорной арматуры DN 1000-1200 PN 8,0-15,0 / Руководство по эксплуатации «ЭПЦ-50000» F48.8. .УХЛ.
4. Электроприводы многооборотные для управления трубопроводной арматурой MODACTMON. Технические условия ТУ 27-02.1-38/8 -35 с. [Электронный ресурс] // ZPA. - Режим доступа: www.zpa - pecky.cz/
5. Мозжечков В. А. Третье поколение тульских электроприводов для атомных станций - серия ЭП4 // Арматуростроение. №2 (65). Санкт-Петербург, 2010. С.82-85.
6. Электроприводы многооборотные для атомных станций с блоком управления серии М1. Руководство по эксплуатации ЭП41АС.00.000РЭ2. 94 с.
7. Электроприводы многооборотные для атомных станций с блоком управления серии М1. Руководство по эксплуатации ЭП41АС.00.000РЭ1. 142 с.
8. Шиманский С.Б. Интеллектуальные электроприводы для атомных станций - комментарии AUMA // Трубопроводная арматура и оборудование. №4(49). М., 2010. С. 32-35.
9 Электрические многооборотные приводы AUMA для работы в режиме управления и регулирования SA07.1 - SA48.1, SAR07.1- SAR30.1, SAEх (С)07.1- SAEх (С)40.1, SAREх (С) 07.1- SAREх (С)16.1. Техническое описание. 31 с.
10. Средства управления приводами AUMA MATIC AM01.1-AM02.1, AMEхB0.1, AMEх C0.1. Описание продукции. 19 с.
11. Электрические многооборотные приводы AUMA для работы в режиме ОТКРЫТЬ - ЗАКРЫТЬ и в режиме регулирования SA07.1 -
SA48.1, SAR07.1 - SAR30.1, SAEх (С)07.1 - SAEх (С)40.1, SAREх (С) 07.1 -SAREх (С)16. Описание продукции. 35 с.
12. Сидоров П.Г. Многопоточные зубчатые передачи: структура, образование, кинематические и силовые связи, классификация и перспективы применения // Приводная техника. 2010. №4. С. 25-30.
D.M. Malyutin
THE GIVEN COMPARISONS OF THE BASIC CHARACTERISTICS MULTITURNAROUND ELECTRIC DRIVES OF PIPELINE ARMATURE DEVELOPMENT OF THE TULA STATE UNIVERSITY WITH CHARACTERISTICS OF DOMESTIC AND FOREIGN ANALOGUES
Characteristics of multiturnaround electric drives of pipeline armature development the Tula state university are resulted and their advantages in comparison with multiturnaround electric drives of domestic and foreign analogues are considered.
Key words: pipeline armature, the electric drive, a reducer, the electric motor, intellectual functions.
Получено 18.10.11
