Результат интеллектуальной деятельности: КОМПРЕССОРНАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано для установок, работающих с переменным давлением нагнетания, например, при закачке воздуха в замкнутый резервуар или при продувке скважин в процессе бурения.

Известны компрессорные установки для работы на переменных режимах, содержащие компрессоры первой и второй ступеней, соединенные с двухвальным приводом бесступенчатого регулирования оборотов. В таких установках привод выполнен в виде двух двигателей и двух гидротрансформаторов. При повышении давления нагнетания происходит уменьшение оборотов обоих компрессоров, что ведет к снижению производительности.

Известны также компрессорные установки, привод которых выполнен в виде двух двигателей постоянного тока, обмотки которых соединены по схеме электрического дифференциала. При повышении давления нагнетания происходит уменьшение числа оборотов компрессора второй ступени и увеличение числа оборотов компрессора первой ступени, что ведет к повышению производительности (смотри, например, описание к АС №282575 «Компрессорная установка» по заявке №1315761 с приоритетом от 19 марта 1969 г. Авторы Волков В.В. и Удалых Ю.И. Заявитель Шахтинский филиал Новочеркасского политехнического института).

Недостатком упомянутого технического решения является то, что для привода необходимо использовать двигатели постоянного тока, что не всегда возможно и сопряжено с необходимостью иметь сеть постоянного тока или преобразователи значительной мощности. В случае использования для привода асинхронных электродвигателей необходимо применение дифференциального редуктора для обеспечения дифференциальной связи между ступенями. В указанном приводе использование редуктора с дифференциальным механизмом усложняет установку, повышает ее металлоемкость и увеличивает габариты.

Техническим результатом изобретения является упрощение привода за счет исключения из редуктора дифференциального механизма при сохранении свойств выравнивания моментов на ступенях.

Для достижения указанного технического результата компрессорная установка для работы на переменных режимах, содержащая компрессоры первой и второй ступеней, соединенные с двухвальным приводом от индивидуальных приводных асинхронных электродвигателей бесступенчатого регулирования оборотов, позволяющего повышать производительность и давление нагнетания, при этом компрессор первой ступени получает вращение от асинхронного электродвигателя с фазным ротором, а компрессор второй ступени получает вращение от асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, статорные обмотки которого подключены к фазным обмоткам двигателя компрессора первой ступени через согласующий трансформатор, причем коэффициент трансформации указанного трансформатора равен численно коэффициенту приведения обмотки статора к обмотке ротора.

Суть предложения поясняется Фиг.1. Установка содержит компрессоры 1 и 2 соответственно первой и второй ступеней и промежуточный холодильник 3. Компрессоры приводятся асинхронными электродвигателями 4 и 5. При этом статор асинхронного электродвигателя с фазным ротором 4 подключен к сети переменного тока, а статор асинхронного электродвигателя 5 включен в ротор электродвигателя 4 через согласующий трансформатор 6.

Привод компрессорной установки работает следующим образом: при подаче напряжения питающей сети на статорные обмотки электродвигателя 4 в роторных обмотках его наводится напряжение, которое, увеличенное согласующим трансформатором 6 до напряжения питающей сети, подается на статорные обмотки асинхронного электродвигателя 5. При этом происходит запуск электродвигателей 4 и 5 в соответствии с законами электротехники. После запуска электродвигатели 4 и 5 соответственно приводят во вращение компрессоры 1 и 2 и развивают вращающие моменты в соответствии с моментами сопротивления на валах компрессоров. При этом воздух под давлением Р₁ поступает в компрессор 1, где сжимается до давления Р_х, затем поступает в холодильник 3, а оттуда в компрессор 2, где сжимается до давления нагнетания Р₂. Частоты вращения валов компрессоров зависят от частот вращения валов электродвигателей 4 и 5 и перераспределяются между собой в зависимости от соотношения Р₂ и P₁, так что при увеличении Р₂ частота вращения вала двигателя 5 и вала компрессора 2 уменьшается, а частота вращения вала двигателя 4 и вала компрессора 1 увеличивается. Это происходит потому, что вращающий момент и скольжение электродвигателя 5 увеличится, а частота вращения уменьшится. Одновременно с этим рост скольжения приведет к тому, что частота тока в роторе электродвигателя 4 увеличится и увеличится частота питающего напряжения, подаваемого на статор электродвигателя 4, что приведет к увеличению частоты вращения вала электродвигателя 4, что, в свою очередь, увеличит момент сопротивления на втором двигателе и т.д

Таким образом, предлагаемое соединение обмоток асинхронных электродвигателей позволяет выравнивать нагрузки на валах приводных электродвигателей с одновременным увеличением частоты вращения вала компрессора первой ступени и увеличивает производительность компрессорной установки, так как ее производительность определяется числом оборотов вала компрессора первой ступени.