Электрические машины

Для привода исполнительных механизмов буровых установок серийного производства используются следующие виды электрических машин:

- асинхронные электродвигатели с фазным ротором;

- асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором;

- синхронные электродвигатели;

- электродвигатели постоянного тока;

- электромагнитные тормоза;

- электромагнитные муфты.

Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором мощностью до 75 кВт, напряжением 380 В используются для привода разнообразных вспомогательных механизмов; они являются электротехническими изделиями общепромышленного применения. Остальные электрические машины, используемые в приводе спускоподъемного агрегата, буровых насосов, ротора и регулятора подачи долота, являются либо модификациями машин единых серий, разработанными с учетом условий эксплуатации на буровых установках, либо разработаны специально для применения в буровом электроприводе. Электродвигатели приспособлены для монтажа и транспортировки в полевых условиях, устанавливаются на фундаментной плите, исполнение - горизонтальное, на щитовых подшипниках качения (1М 1001 - ГОСТ 2479), с одним свободным рабочим концом вала.

Режим работы машин - продолжительный S1 при работе с насосом, ротором и регулятором подачи долота; повторно-кратковременный с частыми пусками S5 или перемежающийся S6 (ГОСТ 183-74) при работе с лебедкой спускоподъемного агрегата.

Особенности условий эксплуатации различных типов электрических машин приведены выше (см. табл. 35).

 

Асинхронные электродвигатели

Асинхронные электродвигатели серии АКБ (АОКБ) и АКСБ с фазным ротором предназначе-ны для работы от сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 6000 В. Охлаждение двигателей - воздушное, в режиме самовентиляции, способ охлаждения 1СА01 (ГОСТ 20459-75).

Структура условного обозначения: А - асинхронный; О - обдуваемый; К - с контактными кольцами (фазным ротором); С - специальный;

У2 (УХЛ2) - климатическое исполнение и категория размещения. Цифрами указывается условное обозначение габарита, длина сердечника статора (см); число полюсов (у АКСБ - дополнительно напряжение (кВ). В обозначении 4АОКБ-450Х-6УХЛ2: 4 - порядковый номер серии; 450 - высота оси вращения (мм), Х - условная длина двигателя.

Технические данные. Электродвигатели АКБ 13-62-8У2 и 4АОКБ-450Х-6УХЛ2 предназначены для привода механизмов с перемежающейся нагрузкой, частыми и тяжелыми условиями пуска, а также механизмов, требующих регулирования частоты вращения; используются для привода лебедки. Пуск двигателя осуществляется от полного напряжения сети при включенном в цепь ротора пусковом сопротивлении; правое и левое вращение осуществляется из состояния покоя.

Расположение коробки выводов - слева, если смотреть со стороны приводного механизма. По просьбе заказчика двигатели могут изготавливаться с расположением коробки выводов с правой стороны, что должно оговариваться при заказе.

Двигатели АОКБ имеют встроенные электронагреватели.

Электродвигатели АКСБ предназначены для привода насосов буровых установок с регулированием частоты вращения в диапазоне 1:2 при номинальном моменте по схеме вентильного каскада.

 

Основные технические данные электродвигателей при номинальном режиме приведены в табл. 38, габаритные размеры - на рисунке.

 

 

При заказе необходимо указать тип двигателя, расположение коробки выводов статора, номер технических условий (ТУ 16-510.321-79 для АКБ, ТУ 16-88 (ИАЕГ.528232.002ТУ) для АОКБ, ТУ 16-511 для АКСБ).

Изготовитель электродвигателей АКБ и АОКБ: Петербургский опытный электромашиностроительный завод

189631 г. Санкт-Петербург, ПО Металлострой

тел. 265-43-37 телеграф ФАЗА, телетайп АТ 321621

 

электродвигателей АКСБ: Тираспольский завод "Электромаш" 278000 г. Тирасполь, ул. Сакриера, 1

тел. 3-32-59 телеграф Альфа, телетайп АТ 315251,

факс (04233) 5-19-20

Синхронные электродвигатели

Синхронные электродвигатели трехфазного тока с бесщеточной системой возбуждения предназначены для привода лебедок (с промежуточной электромагнитной муфтой) и насосов буровых установок. Специальная электрическая машина типа СМБО обеспечивает также работу в генераторном режиме и может быть использована для питания главных электроприводов и вспомогательного электрооборудования буровых установок. Охлаждение воздушное в режиме самовентиляции по замкнутому циклу с воздухоохладителем типа "воздух-воздух", расположенным сверху корпуса двигателя. Способ охлаждения машин - 1СА01 (ГОСТ 20459-75).

 

* Не включены данные синхронного электродвигателя СДБО-99/44-8УХЛ2 с номинальным напряжением 10 кВ (они идентичны СДБО-99/42-8УХЛ2 за исключением тока статора - 34 А; напряжения и тока возбуждения - 37 В и 142,5 А, массы - 5020 кг, длины - 1995 мм), а также машины СМБО в генераторном режиме.

 

Структура условного обозначения: С - синхронный; Д - двигатель (М - машина); Б - бесщеточный; О - обдуваемый; 99 - наружный диаметр сердечника статора (см); 42 - длина сердечника статора с каналами (см); 8 - число полюсов; УХЛ2 - климатическое исполнение и категория размещения. Для СМБО: 15 - условное обозначение габарита; 49 - длина сердечника статора с каналами (см).

Технические данные. Режим работы двигателя при работе с насосом - продолжительный, с лебедкой - перемежающийся. Двигатель допускает правое и левое вращение. Изменение направления вращения - только из состояния покоя.

Основные технические данные в номинальном режиме приведены в табл. 39, габаритные размеры - на рисунке.

 

Габаритные размеры синхронных электродвигателей (а) и шкафа управления (б)

Конструкция. Управление возбуждением машины осуществляется с помощью автоматического регулятора. Кроме того, предусмотрено управление возбуждением вручную, а также резервное возбуждение в качестве аварийного.

Вращающийся полупроводниковый преобразователь выполнен по трехфазной нулевой схеме на неуправляемых вентилях и устанавливается на опоре якоря возбудителя концентрично относительно вала.

Электродвигатель поставляется комплектно со шкафом управления, представляющим собой сварную конструкцию с двухсторонним обслуживанием. В нижней части шкафа расположены электронагреватели и трансформатор резервного питания, остальной объем занимают блоки электронной схемы управления и коммутационная аппаратура.

Габаритные размеры шкафа: ширина - 800 мм, глубина - 400 мм, высота - 1600 мм, масса не более 150 кг.

При формулировании заказа необходимо указать наименование и тип машины, номер технических условий (для СДБО-ТУ 16-528.292-84; для СМБО - ТУ 16-512.492-81).

Изготовитель: Сафоновский электромашиностроительный завод

215700 г. Сафоново Смоленской обл., ул. Строителей, 25

тел. 4-16-70, телеграф Чайка, телетайп АТ 781513,

факс (1095)291-42-81, телекс 411391 МЕТР СУ

Электродвигатели постоянного тока предназначены для привода основных механизмов буровых установок (лебедки, буровых насосов, ротора, устройства подачи долота), работа которых требует регулирования частоты вращения в широких пределах, частых реверсов и сопровождается большими кратковременными перегрузками по току при условии, что среднеквадратичный ток не превышает номинальный. Регулирование частоты вращения от нуля до номинальной производится изменением подводимого напряжения, а от номинальной до максимальной - током возбуждения.

Охлаждение двигателей - воздушное с принудительной вентиляцией от вентилятора типа "наездник" (для наземных буровых установок) или по замкнутому циклу через воздухоохладитель (для морских буровых установок). Способ охлаждения соответственно 1CAO1 или 1CW 37А86 (ГОСТ 20459-75).

Наряду с электродвигателями, предназначенными для наземных буровых установок, рассмотрены их модификации, используемые в морском бурении. В связи с большим разнообразием условных обозначений и конструктивных исполнений электродвигатели рассмотрены по группам. Все электродвигатели рассчитаны на питание от статических преобразователей, при этом амплитудное значение переменной составляющей тока якоря не должно превышать 7% от номинального.

Основные технические данные электродвигателей при номинальном режиме приведены в табл. 40, габаритные размеры - на рисунке.

 

* При 15 ?С.

** В основном аналогичные данные у электродвигателя 4ПП-450280М2 (1000/1250 мин-1, КПД - 93,9%, масса - 4,65 т).

 

Электродвигатели серии 4П. Структура условного обозначения: 4 - порядковый номер серии;

П - двигатель постоянного тока; С - специальный для наземных буровых установок (для морских установок вместо С вводится М); 450 - габарит по ЕСКД; далее указывается номинальная мощность, климатическое исполнение и категория размещения. Пример: 4ПС-450-710-УХЛ2, 4ПМ-450-1000-ОМ2.

Для регуляторов подачи долота используют двигатели с иной структурой условного обозначения: 4 - порядковый номер серии; П - двигатель постоянного тока; Ф - защищенное исполнение с независимой вентиляцией (или П - продуваемое; О - обдуваемое с внутренней циркуляцией воздуха); 2Б - для буровых установок; 250 (280) - габарит; М(S) - условная порядковая длина сердечника якоря (М - вторая, S - первая), климатическое исполнение и категория размещения. Пример: 4ПФ2Б-280МУХЛ2.

Особенности конструкции и технических данных. Конструктивное исполнение по способу монтажа - 1М1001. Двигатели для регуляторов подачи долота (мощностью 55, 75 и 90 кВт) допускают работу в повторно-кратковременном режиме при условии, что среднеквадратичный ток не должен превышать номинальный за 10 мин работы. Способ охлаждения двигателей для наземных буровых установок - 1С06, для морских - 1С0555 (ГОСТ 20459-75). Для электродвигателя 4П02Б-280МОМ2 вентиляция осуществляется по замкнутому циклу без забора внутреннего воздуха извне.

Для электродвигателей серии 4ПС допускаются следующие внешние воздействия: вибрация и тряска основания с частотой 5 Гц и амплитудой 1,5мм или частотой 16,7 Гц и амплитудой 0,3 мм; одиночные удары с ускорением до 2,5 g при частоте повторения до 600 раз в год; крен и дифферент до 30 во время работы и до 120 при неработающем двигателе.

Для электродвигателей 4ПМ вибрация основания допускается с частотой до 35 Гц и виброуско-рением до 0,5 g; крен - до 7? и дифферент - до 5? во время работы двигателя.

Окружающая среда для двигателей, используемых на морских буровых установках - взрывоопасная категории 11А, группы ТЗ (ГОСТ 12.1.011-78). Для электродвигателей 4ПП и 4ПО параметры качки при работе следующие:

 

 

При формулировании заказа необходимо указать наименование и тип двигателя, исполнение по способу монтажа и номер технических условий (для 4ПС - ТУ 16-89 ИАЕГ 529.113.022ТУ, для 4ПМ - ТУ 16-19 ИАЕГ 529.117.002ТУ, для 4ПФ, 4ПП и 4ПО - ТУ 16-88 ИЖДЦ 527.513-013ТУ).

Изготовитель электродвигателей 4ПМ, АПС - Санкт-Петербургское

производственное электромашиностроительное объединение "Электросила"

196006 г. Санкт-Петербург, Московский пр., 158

тел. 297-96-50 телеграф МОТОР, телетайп АТ 322177

остальных - НПО "Электромашина"

310016 г. Харьков, ул. Муранова, 106

тел. 72-88-27 телеграф ВАЛ, телетайп АТ 125422

Электродвигатели серии Д предназначены для работы в подъемно-транспортных механизмах, электроприводах металлургических агрегатов и экскаваторов в условиях повышенной влажности, запыленности и вибрации; на буровых установках применены в приводе ротора. Характеризуются высокой кратностью пусковых и вращающих моментов и широким диапазоном регулирования частоты вращения.

Структура условного обозначения: Д - условное обозначение серии; Э - экскаваторное исполнение; 816 - габарит; ХЛ1 - климатическое исполнение и категория размещения.

Особенности конструкции и технических данных. Приведенные технические данные (см. табл. 40) относятся к защищенному исполнению с независимой вентиляцией в продолжительном режиме ПВ = 100 %.В повторно-кратковременном режиме ток двигателя составляет: при ПВ = 60 % - около 125 %, при ПВ=40 % - около 150 % тока продолжительного режима. Возбуждение - параллельное, увеличение номинальной частоты вращения допускается путем уменьшения тока в параллельной обмотке в 2 раза (при этом максимальный вращающий момент составляет до 0,64 от номинального).

При заказе необходимо указать: тип двигателя, напряжение, климатическое исполнение и категорию размещения, систему возбуждения, мощность в номинальном режиме, частоту вращения, исполнение с одним концом вала (исполнение с двумя концами вала не оговаривается).

Изготовитель: Научно-производственное электромашиностроительное

объединение "Динамо"

109280 г. Москва, ул. Ленинская слобода, 26

тел. 275-14-72 телеграф ДИНАЗ, телекс АТ 112290,

факс 275-49-03

Электродвигатель МПЭ-500-500 предназначен для работы на буровых установках и экскаваторах. В условном обозначении: М - машина; П - постоянного тока; Э - экскаваторная; 500 - но-минальная мощность (кВт); 500 - частота вращения (мин-1).

Модернизированный вариант этого электродвигателя выпускается под обозначением П245048ЛУХЛЗ, где П - машина постоянного тока; 245 - габарит; Л - условная порядковая длина сердечника якоря; УХЛЗ - климатическое исполнение и категория размещения.

Изготовитель: ЛПЭО "Электросила"

196006 г. Санкт-Петербург, Московский пр., 158

тел. 279-96-50 телеграф МОТОР, телетайп АТ 322177

Электродвигатель ДПЭ 99/85-6КМ2 для установок морского (исполнение М2) и наземного (УХЛ2) бурения выполняется с двумя концами вала: один приводной для соединительной муфты, второй для подвода воздуха к шинно-пневматической муфте (через центральное отверстие вала диаметром 40 мм). Вентиляция - принудительная, по разомкнутому циклу. Внешний вентилятор обеспечивает избыточное давление в оболочке двигателя на входе не менее 1250 Па при расходе воздуха не менее 4,5 мз/с, что позволяет обеспечить взрывозащиту уровня "повышенная надежность против взрыва" (вид взрывозащиты "продувка оболочки под избыточным давлением"),

Возбуждение двигателя - независимое, от сети постоянного тока напряжением 110 или 220 В.

Режим работы - продолжительный или повторно-кратковременный с ПВ = 60 %. Кратковременная перегрузка по току якоря в течение 15 с при основной частоте вращения должна быть 125 %, при максимальной - 80 %, отключаю-щая - 150 % от номинального значения. Двигатель допускает длительную работу с током якоря 115 % номинального значения.

Степень защиты - 1Р54, исполнение 1М 1109 (ГОСТ 2479-79).

Изготовитель: НПО "Уралэлектротяжмаш"

620040 г. Екатеринбург, ул. Фронтовых бригад, 22 тел. 34-28-41 телеграф УДАР, телетайп АТ 221209,

факс (3432) 34-06-05

Электромагнитные муфты и тормоза

На буровых установках применяются электромагнитные тормоза и муфты двух типов: индукционные (со связью через магнитное поле) и ферропорошковые (с электромеханической связью).

Электромагнитный тормоз типа ЭМТ-4500 У1 с водяным охлаждением предназначен для интенсивного торможения барабана лебедки буровой установки при операциях спуска инструмента и обсадной колонны. Тормоз обеспечивает интенсивность и плавность торможения с регулируемой величиной тормозного момента путем изменения тока возбуждения.

Электромагнитный порошковый тормоз ТЭП 45 имеет аналогичное назначение и принцип управления; кроме того, тормоз обеспечивает удержание на весу спускаемого груза, что позволяет использовать его в качестве пассивного регулятора подачи долота.

Электромагнитная муфта типа ЭМС-750У2 представляет собой электрическую машину, предназначенную для передачи крутящего момента от синхронного электродвигателя к лебедке буровой установки, а также для оперативного управления приводом лебедки и защиты спускоподъемного агрегата от динамических перегрузок. Величина передаваемого момента плавно изменяется путем регулирования тока возбуждения.

Структура условного обозначения: ЭМС (ЭМТ) - электромагнитная муфта скольжения (электромагнитный тормоз); номинальный передаваемый (тормозной) момент (кг?м); климатическое исполнение и категория размещения. ТЭП 45 - тормоз электромагнитный порошковый;

нормальный тормозной момент (кН?м).

Техническая характеристика приведена в табл. 41, условия эксплуатации - см. табл. 35. Форма исполнения тормоза по монтажу JM1001, способ охлаждения JCW97 (ГОСТ 20459-87).

 

В комплекте с электромагнитным тормозом поставляется охладительная установка, имеющая устройство, обеспечивающее паровой подогрев воды в зимнее время. Высота бака охладительной установки - 2696 мм, диаметр - 1300 мм, длина (с насосом и электродвигателем А 42-2) - 1900 мм.

Электромагнитный порошковый тормоз использует железный порошок марки ПР-Ж1 ТУ 14-1-3337-82.

Тормоз ТЭП 45 должен выдерживать в течение 2 мин без повреждения и остаточных деформаций повышение частоты вращения до 600 мин-1, тор-моз ЭМТ 4500 - до 750 мин-1.

Шкафы управления электромагнитными муфтами и тормозами, обеспечивающие регулирование тока возбуждения, рассмотрены в разделе "Комплектные устройства управления".

При формулировании заказа указывается условное обозначение тормоза или муфты и номер технических условий (ТУ 16-538.147-72 для ЭМТ 4500 У1; ТУ 16-538.186-80 для ТЭП 45; ТУ 16-538.160-72 для ЭМС 750 У2).

Изготовитель: Карпинский электромашиностроительный завод НПО

"Уралэлектротяжмаш"

624480 г. Карпинск Свердловской обл., ул. Карпинского, 1 тел. 2-23-42 телеграф СВЕТ, телетайп АТ 848014