Отечественный опыт разработки, внедрения и эксплуатации,  перспективы и области применения вентильных индукторных реактив-ных электродвигателей большой мощности

Геннадий Константинович Птах

doi:10.17213/0136-3360-2024-1-6-20

Авторы

Геннадий Константинович Птах ООО НПП "МИР"

DOI:

https://doi.org/10.17213/0136-3360-2024-1-6-20

Ключевые слова:

вентильный индукторный реактивный электродвигатель, большая мощность, разработка, внедрение, эксплуатация, судостроение, горная промышленность, перспективы и области применения

Аннотация

Рассмотрены опыт разработки, внедрения и эксплуатации, а также текущее состояние в области регулируемых вентильных индукторных реактивных электроприводов большой мощности. На основе анализа конструктивных особенностей крупных вентильных индукторных реактивных электродвигателей (ВИРД) показано, что они имеют больше возможностей для дробления мощности с целью снижения фазных токов и токовой нагрузки на полупроводниковые ключи по сравнению с классическими асинхронными и синхронными электрическими машинами. Приведены результаты эксплуатации ВИРД большой мощности (более 1000 кВт) для привода гребного винта морского буксира-спасателя «Виктор Конецкий», 15 км магистрального ленточного конвейера КЛМ-4500, главных механизмов шагающего экскаватора ЭШ 20.90. Представлены результаты разработки ООО «НПП «МИР» опытного образца самого крупного в мире индукторного гребного электродвигателя ИГЭД-15000-107 мощностью 15 МВт и диапазоном частот вращения при постоянстве номинальной мощности 107…142 мин^-1, предназначенного для прямого привода винта атомных ледоколов. Изложены результаты заводских в ООО «Электротяжмаш-Привод» и стендовых испытаний в ФГУП «Крыловский государственный научный центр». По результатам заводских испытаний ИГЭД-15000-107 аттестован Российским морским регистром судоходства. Опыт эксплуатации ВИРД большой мощности различного назначения показал их высокую энергоэффективность, особенно в повторно-кратковременных режимах, характерных для транспортной техники и экскаваторов, надёжность и отказоустойчивость, хорошую динамику управления. Обозначены перспективы и предпочтительные области применения ВИРД большой мощности.

Биография автора

Геннадий Константинович Птах, ООО НПП "МИР"

д-р техн. наук, профессор, директор-гл. конструктор, ООО «НПП «МИР»

Библиографические ссылки

https://www.komatsu.com/products/wheel-loaders/surface-mining-wheel-loaders/we2350/ #specifications (дата обращения 14.11.2023 г.).

Бахвалов Ю.А., Птах Г.К. Современное состояние и перспективы развития новочеркасской научно-педагогической школы электротехников // Изв. вузов. Электромеханика.2010. №5. С. 3 – 18.

Коломейцев Л.Ф., Пахомин С.А. Развитие теории и создание новых конструкций индукторных машин // Изв. вузов. Электромеханика. 2005. №2. С.6–9.

Вентильно-индукторный электропривод – перспективное направление развития современного регулируемого электро-привода / В.Ф. Козаченко, А.М. Русаков, А.В. Сорокин, Ю.И. Кочанов, А.А. Ионов, Д.В. Тарасов//Новости теплоснабжения. 2011. №11(135). http://www.energosovet.ru/stat846.html (дата обращения 14.11.2023 г.).

Опыт разработки и перспективы применения вентильно-индукторных электроприводов на военно-морском флоте России / Г.К. Птах, А.П. Темирёв, Д.А. Звездунов, А.А. Цветков // Изв. вузов. Электромеханика. 2014. № 6. С. 32 – 37. DOI:10.17213/0136-3360-2019-1-66-77.

Птах Г.К. Вентильно-индукторный реактивный электропривод средней и большой мощности: зарубежный и отече-ственный опыт// Электротехника: сетевой электронный научный журнал. 2015. Т. 2, № 3. С. 23 – 33.

Птах Г.К. Опыт создания и внедрения вентильно-индукторных реактивных электроприводов средней и большой мощ-ности в горной промышленности// Изв. вузов. Электромеханика. 2019. Т. 62, № 1. С. 66-77. DOI:10.17213/0136-3360-2019-1-66-77.

https://pikabu.ru/story/kak_prokhodila_unikalnaya_operatsiya_po_zamene_grebnogo_yelektrodvigatelya_na_atomnom_ ledokole_ arktika_8495435 (дата обращения 14.11.2023 г.).

Патент на изобретение № 2793960 РФ. Индукторный гребной электродвигатель/ Г.К.Птах, А.А. Цветков, Д.А. Звезду-нов; опубл. 11.04.2023. Бюл. №11.

Гребной вентильный индукторный реактивный двигатель для морского буксира мощностью 2 МВт. Результаты пред-варительных испытаний/Г.К. Птах, В.А. Карабак, Д.А. Протасов, Д.В. Рожков, А.Е. Яковенко // Изв. вузов. Электромеханика. 2010. № 5. С. 35 – 38.

Разработка вентильно-индукторного двигателя мощностью 1250 кВт для электропривода магистрального ленточного конвейера и его внедрение на КЛМ-4500 /Г.К. Птах, Д.А. Звездунов, Р.Р. Мустафаев, В.С. Шаповалов // Изв. вузов. Электро-механика. 2017. Т. 60, № 4. С. 13 – 18. DOI:10.17213/0136-3360-2017-4-13-18.

Модернизация групповых электроприводов 15 км магистрального ленточного конвейера КЛМ-4500 на базе вентиль-но-индукторных двигателей / Г.К. Птах, С.А. Коновалов, Р.Р. Мустафаев, Д.В. Рожков, А.Е. Яковенко // Изв. вузов. Электро-механика. 2017. Т. 60, № 5. С. 47 – 56. DOI: 10.17213/0136-3360-2017-5-47-56.

https://www.youtube.com/watch?v=z-jPbFOuTUw (дата обращения 14.11.2023 г.).

G.K. Ptakh, D.A. Zvezdunov, R.R. Mustafaev, and A.E. Yakovenko, Static torque of high power switched reluctance motor: Calculation and experiment, Proc. IEEE Transportation Electrification Conf. and Expo, ITEC Asia-Pacific, Beijing, China. 2014. DOI: 10.1109/ITEC-AP. 2014.6941143.

G.K. Ptakh, A.E. Yakovenko, D.A. Zvezdunov. Switched Reluctance Drive of Draglines ESH 20.90 Main Machinery: 2018 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). Moscow, Russia. DOI: 10.1109/ICIEAM.2018.8728869.

Птах Г.К. Сравнительная оценка электрических двигателей переменного тока асинхронного и синхронного типов с целью применения их в гребных электроустановках ледоколов большой мощности// Изв. вузов. Электромеханика. 2019. Т. 62. № 5. С. 24-30. DOI:10.17213/0136-3360-2019-5-24-30.

Птах Г.К. Обзор гребных электроустановок и обоснование выбора десятифазного индукторного электродвигателя мощностью 15 МВт для системы электродвижения атомных ледоколов // Изв. вузов. Электромеханика. 2020. Т. 63. №1. С. 5-18. DOI:10.17213/0136-3360-2020-1-5-18.

G.K. Ptakh, S.I. Osypa, M.A. Nikolaev, R.R. Mustafaev, Zvezdunov, A.A. Tsvetkov, V.S. Shapovalov. Results of Computer Simulation of Operation Modes of a Prototyp Specimen of Switched Reluctance Propulsion Electric Motor for High Power Ice Class Vessels: XII International Conference NAVY AND SHIPBULDING NOWADAYS (NSN’2023). St. Petersburg, Russia.2023.

https://www.korabel.ru/news/comments/zadacha_byla_ne_zarabotat_a_vosstanovit_tehnologii.html (дата обращения 14.11.2023 г.).

Перспективы применения вентильных индукторных электроприводов на горно-обогатительных комбинатах акционер-ной компании «Алроса» / А.П. Темирёв, Г.К. Птах, А.В. Анисимов, В.М. Павлюков, И.А. Квятковский, А.А. Цветков, А.В. Рыбников, А.А. Голиков, В.Г. Бикташев, А.И. Крашенинников // Изв. вузов. Электромеханика. 2009. № 2. С. 42 – 50.

Опыт создания вентильных индукторных машин и вентильных машин с постоянными магнитами и их применение в электротрансмиссиях / С.А. Пахомин, Ф.А. Реднов, Д.В. Крайнов, В.Л. Коломейцев, Л.С. Пахомин. А.И. Прокопец // Изв. вузов. Электромеханика. 2017. Т. 60, № 3. С. 5-11. DOI: 10.17213/0136-3360-2017-3-5-11.

Опыт разработки и внедрения тягового вентильно-индукторного реактивного двигателя для мотор-колёс карьерного самосвала серии БелАЗ-7513 / Г.К. Птах, Н.Ф. Евсин, А.Е. Яковенко, Д.А. Звездунов, Р.Р. Мустафаев, В.С. Шаповалов // Тру-ды X Междунар. конф. по автоматизированному электроприводу АЭП-2018, Новочеркасск, 3 – 6 октября 2018 г. Новочер-касск: Изд-во «Лик», 2018. С. 202 – 208.

Применение реактивных машин на транспорте / Л.Ф. Коломейцев, В.И. Бибиков, С.А. Пахомин, Г.В. Коломейцев // Изв. вузов. Электромеханика. 2008. № 1. С. 67 – 70.

https://www.constructionequipment.com/earthmoving/wheel-loaders/product/ 10753738/cat-988k-xe-wheel-loader / (дата об-ращения 14.11.2023 г.).

https://www.deere.com/en/loaders/wheel-loaders/large-wheel-loaders/944k-wheel-loader / (дата обращения 14.11.2023 г.).

https://www.hawthornecat.com/item/d6-xe/ (дата обращения 14.11.2023 г.).

https://www.equipmentjournal.com/construction-equipment/cat-previews-its-new-d11-xe-dozer-at-minexpo / (дата обращения 14.11.2023 г.).

Патент на изобретение № 2795851 РФ. Способ управления индукторным реактивным двигателем с максимальной энергоэффективностью / Г.К. Птах, Д.А. Звездунов; опубл. 12.05.2023. Бюл. №14.