ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРОЦИЛИНДРОВ В УПРАВЛЕНИИ ОБОРУДОВАНИЕМ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ

Произведенные в Узбекистане продукты для лечебно-профилактического питания из местного сырья, являются экологически чистыми и не представляют ни каких угроз для жизни человека, поэтому отечественные промышленные предприятия постоянно заинтересованы в приобретении таких сырьевых ресурсов на основе растений местного происхождения. Выращенные в естественных условиях растения и разнообразие растительного мира в нашей Республике открывают хорошие возможности и условия производства отечественных продуктов на основе растительного сырья местного происхождения.

Сегодня, используя богатую базу сырьевых ресурсов растительного происхождения Республики, можно получать конкурентоспособную, импортозамещающую продукцию.

Литература

1. Зокирова М.С., Ахмедова З.Р., Додаев КО. Топинамбур туганагини кайта ишлаш ва консервалаш саноатида фойдаланиш йуналишлари.

Журнал: УзМУ хабарлари, 2012, №1, -С. 54-58

2. Зокирова М.С., Ахмедова З.Р., Додаев К О. Топинамбур инулинининг ферментатив конверси-яси даражасининг сифат ва микдорий курсаткич-ларини тадкик этиш. Журнал: УзМУ хабарлари, 2012, №1, -С.59-61.

3. Фатхуллаев А. Разработка пищевой добавки из клубней топинамбура сорта «Файз-барака» для мясной промышленности. В кн.: «Потенциал созданный в Узбекистане индустрии топинамбура». Республиканский сборник научных статей. ТГЭУ // Ташкент-2013 г.

4. Фатхуллаев А., Туробжонов С.М. Разработка новых видов пищевых добавок из местного сырья «Топинамбур» сорта «Файз барака» для применения в производстве мясных продуктов. Материалы Республиканской конференции ТГЭУ, г.Ташкент -2012.

5. Фатхуллаев А. и др. Способ получения пищевой добавки из клубней топинамбура. Патент на изобретение. № 1АР 05027, Ташкент, АИС. РУз. 2015.

ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРОЦИЛИНДРОВ В УПРАВЛЕНИИ ОБОРУДОВАНИЕМ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ

Гаджиалиева И.В.

канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры электроэнергетики и информационных технологий, ГАОУ ВО «Невинномысский государственный гуманитарно-технический институт»

Любицкий А.М.

начальник отдела технического перевооружения и реконструкции объектов электросетевого хозяйства ПАО «Россети Кубань» г. Краснодар

Любицкий М.В.

канд. тех. наук, доцент, доцент кафедры электроэнергетики и информационных технологий, ГАОУ ВО «Невинномысский государственный гуманитарно-технический институт»

Топчиев А.В.

инженер 1 категории Участка мониторинга оборудования СМО и ГТС Филиала ПАО «РусГидро» -

«Карачаево-Черкесский филиал» Чебанов К.А.

канд. пед. наук, доцент, зав. кафедрой электроэнергетики и информационных технологий, ГАОУ ВО «Невинномысский государственный гуманитарно-технический институт»

APPLICATION OF MODERN ELECTRIC CYLINDERS IN THE MANAGEMENT OF

HYDROPOWER EQUIPMENT

Gadzhialieva I.

Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor of the Department of Electric Power Engineering and Information Technologies, Nevinnomyssk State Humanitarian and Technical Institute»

Lyubitsky A.

Head of the Department of Technical Re-equipment and reconstruction ofpower grid facilities ofPJSC

ROSSETI Kuban, Krasnodar Lyubitsky M.

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Electric Power Engineering and Information Technologies, Nevinnomyssk State Humanitarian and Technical Institute»

Topchiev A.

engineer of the 1st category of the Site for monitoring the equipment of the SMO and GTS of the Branch of

PJSC "RusHydro " - "Karachay-Cherkess branch "

Chebanov K.

Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Electric Power and Information Technologies, Nevinnomyssk State Humanitarian and Technical Institute»

АННОТАЦИЯ

Рассмотрены основные достоинства и недостатки электроцилиндров и гидроцилиндров -механизмов для преобразования вращательного движения в поступательное движение механизмов гидроэнергетики, а также механизмов других отраслей промышленности. Произведен анализ производителей электроцилиндров на российском и зарубежных рынках.

ABSTRACT

The main advantages and disadvantages of electric cylinders and hydraulic cylinders of mechanisms for converting rotational motion into translational motion of hydropower mechanisms, as well as mechanisms of other industries, are considered. The analysis of electric cylinder manufacturers in the Russian and foreign markets is made.

Ключевые слова: Электроцилиндры, гидроцилиндры, эксплуатационные преимущества, своевременное обслуживание, точность позиционирования, температура эксплуатации, скорость перемещения, экономия электроэнергии, воздействие на окружающую среду, устойчивость к ударным нагрузкам.

Keywords: Electric cylinders, hydraulic cylinders, operational advantages, timely maintenance, positioning accuracy, operating temperature, travel speed, energy saving, environmental impact, shock resistance.

Российская энергетика буквально держится на применении гидромеханизмов, зарекомендовавших себя в течение многих десятилетий. Но применение гидравлики сопряжено с множеством сложностей, связанных с чистотой масла, безотказной работы насосов и фильтров, профессионализмом и своевременностью обслуживания, не говоря о необходимости нести весьма существенные дополнительные расходы, связанные с регламентными работами.

В большинстве случаев на гидроэлектростанциях в управлении оборудованием используется масло. Управление лопатками направляющего аппарата, лопастями рабочего колеса, затворами осуществляется при помощи сервомоторов. Во время эксплуатации уплотнительные элементы изнашиваются, в случае не надлежащего контроля за состоянием оборудования масло попадает в воду с дренажными стоками и далее в нижний бьеф, причиняя вред окружающей среде. Ранее применение электроцилиндров было ограничено грузоподъемностью и ходом штока, но данное направление активно развивается как за рубежом, так и в России.

Современные технологии позволили разработать электромеханические линейные сервоприводы - электроцилиндры, которые исключают перечис-

ленные выше риски, а в перспективе способны вытеснить гидравлические системы в электроэнергетике. Основные преимущества электроцилиндров перед гидроцилиндрами и пневмоцилиндрами:

- существенно более высокая точность позиционирования штока;

- лёгкость и дешевизна организации обратной связи по положению штока (все датчики заключены внутри конструкции привода);

- нет разницы в скорости перемещения вперёд и назад (обусловленной в гидроцилиндрах различием площадей в штоковой и поршневой полостях);

- вероятная экономия электроэнергии (в некоторых случаях - до 70%) за счёт работы электропривода только во время движения;

- отсутствие проблем с температурой эксплуатации (стандартное исполнение: от -400С до +1000С);

- простота установки и монтажа (весь привод поставляется в виде единого узла);

- эксплуатационные преимущества - отсутствуют утечки (в некоторых применениях не требуется вообще никакого обслуживания на протяжении жизненного цикла). Продукция различных производителей электроцилиндров приведены в таблице 1[1,2]. Он успешно заменяет пневматические и гидравлические цилиндры.

Таблица 1

Продукция различных производителей электроцилиндров

Электроцилиндры на высокоточных ролико- винтовых передачах

Усилие, т Ход поршня(штока),м Скорость, м/сек Производитель

до 17 тонн до 1.2 м до 1м/сек США-EXLAR

Промышленные электроцилиндры на ШВП и винт-гайке

до 40 тонн до 6 метров 0,25 м/с Италия- MecVel

Электроцилиндры российского производства на РВП, ШВП и винт-гайке для

специализированных задач

до 120 тонн до 8 метров до 0,3 м/с Россия- Электроцилиндры

Электроцилиндры в специальном исполнении для гидротехнических сооружений и шлюзов

до 150 тонн до 7 метров до 0,2 м/с Германия-ade

Высокоскоростные электромагнитные электроцилиндры Direct Drive

до 0,2 тонн до 1 метра до 6 м/с Швейцария-LinMot

Так, компания «Сервомеханизмы» г. Челябинск [1] производит технику для линейного перемещения: механизмы электрические прямоходные (МЭП) - винтовые домкраты, подъемные системы.

Механизм МЭП - это электроцилиндр, прямоход-ный исполнительный механизм, актуатор, предназначен для преобразования вращательного движения в поступательное движение штока. Он успешно

заменяет пневматические и гидравлические цилиндры. Механизмы электрические прямоходные МЭП осуществляют поступательное линейное перемещение исполнительного органа устройств в соответствии с командными сигналами. Характеристики: перемещение рабочего органа от 1 до 1000

Основные области применения электроцилиндров:

-Замена пневматических и гидравлических систем;

-Погрузочно-разгрузочные работы;

-Привод заслонок, задвижек, затворов и клапанов;

-Привод ворот, дверей и прочих конструкций;

Применение для ГЭС.

Одна из наиболее перспективных областей применения электромеханических систем - гидроэнергетика, требующая надежной работы, высокой точности позиционирования и быстродействия. Современные технологии позволили разработать электромеханические линейные сервоприводы-электроцилиндры, которые исключают перечисленные выше риски, а в перспективе способны вытеснить гидравлические системы в электроэнергетике. В числе разработок наших дней - электромеханические линейные приводы. Например, корпорация EXLAR (США), официальным пред-

мм/сек; усилие от 10 до 600000Н; удерживание нагрузки в любом положении.

Главные преимущества электроцилиндров перед другими типами привода сведены в таблице 2

Таблица 2

ставителем которой в России является НТЦ «Прогрессивные технологии» [5]- компания, создающая собственные уникальные решения на их основе.

Современные электроцилиндры работают на скоростях до 1.5м/сек, с усилиями до 1000 кН (100т.), ход штока составляет до 9 метров, точность позиционирования составляет единицы микрон, а КПД электроцилиндра составляет более 85% (порядка 90%). Изменение нагрузки ведет к моментальному изменению потребляемого тока пропорционально нагрузке. Если нагрузка не меняется, потребление электроэнергии можно свести до минимума.

Наработка на отказ электроцилиндров EXLAR составляет от 70 тысяч до 200 тысяч часов (восемь - двадцать пять лет), при минимальных требованиях к обслуживанию. Как показывает практика, надежность электроцилиндров EXLAR при круглосуточной непрерывной работе, устойчивость к экстремальным температурам, вибростойкость и способность работать при ударных нагрузках до 200 g

Наименование Электрические цилиндры (РВП, ШВП) Актуаторы с ШВП Актуаторы с передачей винт-гайка Гидравлические цилиндры Пневматические цилиндры

Грузоподъемность Очень высокая Высокая Высокая Очень высокая Высокая

Скорость Очень высокая Высокая Низкая Средняя Очень высокая

Ускорение Очень высокое Высокое Низкое Высокое Очень высокое

КПД Очень высокий Высокий Низкий Средний Низкий

Цикл работы Непрерывный Периодический Кратковременный Перио-диче-ский Периодический

Точность позиционирования Очень высокая Высокая Средняя Средняя Низкая

Жесткость Очень высокая Высокая Высокая Высокая Низкая

Устойчивость к ударным нагрузкам Высокая Средняя Очень высокая Очень высокая Низкая

Надежность Очень высокая Высокая Средняя Высокая Средняя

Срок службы Очень большой Большой Малый Большой Большой

Установка Простая Простая Простая Сложная Сложная

Эксплуатационные затраты Низкие Низкие Высокие Очень высокие Высокие

Воздействие на окружающую среду Низкое Низкое Низкое Высокое Среднее

Цена Высокая Средняя Низкая Средняя Средняя

Примечание: РВП - ролико-винтовая передача; ШВП - шарико-винтовая передача

значительно превышает любые серийно выпускаемые изделия подобного типа. Перечисленные выше преимущества привели к широкому использованию электроцилиндров как в установках военного назначения, так и в мирных целях, включая энергетику и нефтехимию, металлургию, авиационное машиностроение и кораблестроение [1-5].

Электроцилиндры, разработанные на базе оборудования EXLAR, - идеальная альтернатива гидравлическим приводам главного золотника или главного сервомотора для различных типов турбин. Использование в качестве привода исполнительных механизмов электроцилиндров с РВП, в том числе дублированных, позволяет существенно улучшить динамику рабочих органов, а в перспективе (при установке электродвигателя вместо главного сервомотора) позволяет отказаться от гидравлики вообще. Кроме того, использование электроцилиндров позволяет непосредственно контролировать положение и динамику поворота лопаток направляющего аппарата. Для самых крупных гидроагрегатов использование электроцилиндров EXLAR в качестве приводов главных золотников позволит существенно снизить требования к качеству масла, которое критично для гидрораспределителей и побудительных золотников, что приводит к существенному снижению ежегодных затрат на обслуживание и повышает надежность систем.

РЕЗЮМЕ

1. Произведен анализ производителей электроцилиндров на российском и зарубежных рынках. Выявлены основные достоинства и недостатки механизмов для преобразования вращательного движения в поступательное движение штока в гидроэнергетике.

2. Представлены промышленные образцы на РВН и ШВП передачах, выпускаемые в РФ в совместных предприятиях.

3. Выполнено сравнение технических и эксплуатационных характеристик электроцилиндров: сформирован перечень достоинств и недостатков оборудования в сравнении с гидро- и пневмоцилин-драми (в том числе и экологические).

4. Даны основные предложения по применению (расширения применения) электроцилидров для управления оборудованием на ГЭС (описательная часть).

Анализ сделан рассмотрением разработок наших дней - электромеханических линейных приводов корпорации EXLAR (США), официальным представителем которой в России является НТЦ «Прогрессивные Технологии» (www.p-techno.ru) -компания, создающая собственные уникальные решения на их основе.

Технико-экономический эффекта от применения электроцилиндров вместо гидро- и пневмоци-линдров обусловлен:

1. Отсутствием сложностей, связанных с чистотой масла, безотказной работой насосов и фильтров, профессионализмом и своевременностью обслуживания, необходимостью нести весьма существенные дополнительные расходы, связанные с регламентными работами.

2. Увеличением максимальной скорости (до 1500 мм/с) у одних, высоких нагрузок (до 250 кН) у других, возможностей непрерывной работы у третьих, выполнением операций с прецизионной точностью у четвертых.

3. Важным экологическим преимуществом электромеханических приводов перед гидравликой и пневматикой является их безопасность для людей и окружающей среды: они не выделяют в окружающую среду вредных газов и жидкостей, издают меньше шума.

4. КПД электроцилиндра составляет порядка 90%. Изменение нагрузки ведет к моментальному изменению потребляемого тока пропорционально нагрузке. Если нагрузка не меняется, потребление электроэнергии сводится до минимума.

5. Наработка на отказ электроцилиндров составляет от 70 тысяч до 200 тысяч часов (восемь -двадцать пять лет), при минимальных требованиях к обслуживанию.

6.Важным моментом при использовании электроцилиндров является применение в некоторых из них синхронных двигателей с постоянными магнитами, дающими дополнительные улучшенные технико- экономические показатели [6].

7. Следует заметить, что электроцилиндр вряд ли будет недорогим решением, но не всегда стоит пытаться сэкономить на первоначальных затратах, особенно в ущерб качеству, долговечности, характеристикам, удобству работы и вопросам экологии. При этом реконструкцию желательно проводить при истечении запланированного времени эксплуатации или преждевременных эксплуатационных неполадках.

Следовательно, во многих случаях имеет смысл рассмотреть применение электрического линейного привода.

Литература

1. http: www.servomh.ru

2. http: www.angrei.ru

3. www.actuator.ru

4. http: www.hisco.ru

5. www.p-techno.ru

6. Анализ возможности использования синхронных двигателей с постоянными магнитами на предприятиях энергетики / Любицкий А.М., Лю-бицкий М.В., Чебанов К.А. // EESJ-East European Science Journal (Warsaw, Poland #11(39),2018 part 2 -Printed in the «Jerozolimskie 85/21,02-001-Warsaw, Poland».