НИОКР «ВИД»
Работы выполнены в полном объеме в рамках исполнения государственного контракта и завершены успешными ходовыми испытаниями судна. В настоящий момент судно эксплуатируется более 12 лет без каких-либо технических проблем с судовой электроустановкой и без необходимости проведения ремонтных работ в течении всего срока эксплуатации.
Проект 07451.1 является единственным в мире эксплуатируемым морским судном с вентильно-индукторным двигателем.
Организация серийного производства вентиль-индукторных двигателей большой мощности в Российской Федерации - важнейший элемент - электропривод динамичного развития экономики и обеспечения технологического суверенитета Российской Федерации.
В судостроении в качестве электропривода гребного винта
Гребной электродвигатель (ГЭД), как правило, вращает гребной винт напрямую без зубчатой передачи и соответственно обеспечивает номинальные обороты вала на уровне от 15 до 250 об/мин. Основные требования предъявляемые судостроителями к ГЭД - это высокий КПД, высокий уровень надежности, минимально возможные масса и габариты и низкая стоимость. По всем озвученным параметрам электродвигатель вентильноиндукторного типа (ВИД) - это лучшее решение для судостроения, особенно в тех случаях, когда речь идет о единичной мощности привода более 10 МВт. Уровень энергопотребления судовых электродвигателей типа ВИД на 5-15% ниже (в зависимости от режимов использования ) чем у асинхронных и синхронных типов электроприводов такого назначения. КПД ВИД практически не зависит от режима нагрузки, он одинаково высокий на всем диапазоне оборотов. Основной тип потерь энергии в ВИД - это омические потери в обмотках статора, на роторе обмоток нет, за счет чего ротор практически не греется.
Потребность в судовых ГЭД сильно зависит от масштабов строительства морских судов арктического класса большой грузоподъемности и портовых буксиров. В ближайшие годы, в среднесрочной перспективе спрос в Российской Федерации на ГЭДожидается на уровне100-250 МВтустановленной мощности в год.
В судостроении в качестве электропривода гребного винта
Гребной электродвигатель (ГЭД), как правило, вращает гребной винт напрямую без зубчатой передачи и соответственно обеспечивает номинальные обороты вала на уровне от 15 до 250 об/мин. Основные требования предъявляемые судостроителями к ГЭД - это высокий КПД, высокий уровень надежности, минимально возможные масса и габариты и низкая стоимость. По всем озвученным параметрам электродвигатель вентильноиндукторного типа (ВИД) - это лучшее решение для судостроения, особенно в тех случаях, когда речь идет о единичной мощности привода более 10 МВт. Уровень энергопотребления судовых электродвигателей типа ВИД на 5-15% ниже (в зависимости от режимов использования ) чем у асинхронных и синхронных типов электроприводов такого назначения. КПД ВИД практически не зависит от режима нагрузки, он одинаково высокий на всем диапазоне оборотов. Основной тип потерь энергии в ВИД - это омические потери в обмотках статора, на роторе обмоток нет, за счет чего ротор практически не греется.
Потребность в судовых ГЭД сильно зависит от масштабов строительства морских судов арктического класса большой грузоподъемности и портовых буксиров. В ближайшие годы, в среднесрочной перспективе спрос в Российской Федерации на ГЭДожидается на уровне100-250 МВтустановленной мощности в год.
Электропривод насосов единичной мощностью более 2 МВт
Основные сферы применения насосов высокой мощности - это насосы с электроприводом в составе гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС ), насосы крупных гидротехнических сооружений, насосы первого подъема на водоканалах.
Стоит отметить такую ответственную сферу применения как привод циркуляционного насоса первого контура атомного реактора (ГЦНА ). К этому электродвигателю предъявляются особые требования по надежности и живучести поскольку условия обслуживания его на АЭС сильно ограничены. Для циркуляционных насосов первого контура АЭС требуются достаточно мощные машины, мощностью до 8 МВт со скоростью вращения 1000 об/мин. и более, при применении которых конструкторы и разработчики на АЭС сталкиваются с проблемой пуска такого мощного насоса - пусковой момент асинхронного двигателя в качестве электропривода недостаточный для прямого пуска, а ток при прямом пуске достигает 5-6 кратного значения, классический же плавный пуск от тиристорного регулятора напря жения невозможен, а применение преобразователя частоты для запуска АД большой мощности чрезвычайно дорогое решение. Электродвигатели для АЭС на основе ВИД дешевле и значительно надежнее, чем решения на основе асинхронного двигателя. Таким образом, ВИД - лучшее решение для электропривода ГЦН первого контура и иных электроприводов АЭС.
Потребность в электроприводах насосов мощностью свыше 2 МВт в среднесрочной перспективе в Российской Федерации ожидается на уровне100-150 МВтустановленной мощности в год.
Электропривод насосов единичной мощностью более 2 МВт
Основные сферы применения насосов высокой мощности - это насосы с электроприводом в составе гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС ), насосы крупных гидротехнических сооружений, насосы первого подъема на водоканалах.
Стоит отметить такую ответственную сферу применения как привод циркуляционного насоса первого контура атомного реактора (ГЦНА ). К этому электродвигателю предъявляются особые требования по надежности и живучести поскольку условия обслуживания его на АЭС сильно ограничены. Для циркуляционных насосов первого контура АЭС требуются достаточно мощные машины, мощностью до 8 МВт со скоростью вращения 1000 об/мин. и более, при применении которых конструкторы и разработчики на АЭС сталкиваются с проблемой пуска такого мощного насоса - пусковой момент асинхронного двигателя в качестве электропривода недостаточный для прямого пуска, а ток при прямом пуске достигает 5-6 кратного значения, классический же плавный пуск от тиристорного регулятора напря жения невозможен, а применение преобразователя частоты для запуска АД большой мощности чрезвычайно дорогое решение. Электродвигатели для АЭС на основе ВИД дешевле и значительно надежнее, чем решения на основе асинхронного двигателя. Таким образом, ВИД - лучшее решение для электропривода ГЦН первого контура и иных электроприводов АЭС.
Потребность в электроприводах насосов мощностью свыше 2 МВт в среднесрочной перспективе в Российской Федерации ожидается на уровне100-150 МВтустановленной мощности в год.
Электропривод компрессоров и нагнетателей мощностью более 10 МВт
Когда речь идет о турбокомпрессорах, то важнейшие требования разработчиков таких систем - это обеспечение достаточно плавного запуска (конструкция турбокомпрессора очень чувствительна к рывкам и ударам) при условии обеспечения уровня оборотов электропривода такого компрессора свыше 6000 об./мин. Большинство используемых турбокомпрессоров в мире имеют мощность до 50 МВт, со скоростью вращения вала до 9000 об./мин. ВИД полностью соответствует всем требованиям предъявляемым к приводам турбокомпрессоров -привод обеспечивает плавный запуск даже самой тяжелой инерционной нагрузки и точное регулирование скорости вращения и момента, обеспечивает одинаково высокий КПД на всем диапазоне оборотов. В последнее время, в условиях введенных санкций в отношении РФ, особенно актуально применение электродвигателей типа ВИД для замены газотурбинных установок, разработанных ранее с использованием недоступных к приобретению на сегодняшний день импортных комплектующих, на электропривод нагнетателя - центробежного компрессора в составе газоперекачивающих агрегатов ГПС магистральных газопроводов. Размеры электропривода ВИД меньше подлежащей замене газовой турбины, что позволит их использовать, не внося существенных изменений в конструкторскую документацию ГПА и принятые принципиальные решения технологической ячейки компрессорной станции. Частым явлением для крупных пневмосистем является авторотация нагнетателя газообразных сред или компрессора, когда при аварийной остановке привода, задвижка-шибер не успевает отработать. Повторный пуск турбокомпрессора возможен только после длительной полной остановки и последующего запуска. ВИД разработки Лира-С, включенный в состав ГПА, эффективно справляется с таким режимом работы и не требует остановок в работе газоперекачивающих установок. Уровень энергопотребления электроприводов компрессоров и нагнетателей ВИД на 10-30% ниже (в зависимости от режимов использования) чем у асинхронных и синхронных типов электродвигателей.
Потребность в электроприводах компрессоров и нагнетателей мощностью свыше 10 МВт в среднесрочной перспективе в Российской Федерации ожидается на уровне 300-500 МВт установленной мощности в год и сильно зависит оттемпов строительства магистральных газопроводов.
В горной промышленности
Электропривод крупных шаровых мельниц и мельниц мокрого самоизмельчения. Эффективность шаровых мельниц и мельниц мокрого самоизмельчения в значительной степени зависит от их размера, по этой причине это одни из самых крупных машин в тяжелой промышленности, достигающие единичной мощности до 20 МВт. Создание таких сверхмощных мельниц с электроприводом от синхронных или реже - асинхронных электродвигателей, это архисложная инженерная задача в связи с чем мощность мельниц, как правило, ограничена в пределах 10 МВт, а мельниц мощностью свыше 10 МВт изготовлено в мире буквально несколько единиц. Электродвигатель ВИД возможно сделать кольцевым вокруг рабочего корпуса мельницы. Корпус мельницы - большая бочка, которую можно использовать в качестве ротора, вокруг корпуса мельницы располагается большого диаметра статор. В конструкции такого электродвигателя нет зубчатого венца и соответственно зубчатой передачи, нет необходимости синхронизировать работу двух, а то и четырех больших электродвигателей, применяемых для синхронизированного вращения одной мельницы. При использовании кольцевого ВИД для мельниц тип привода прямой - самый простой и надежный. Кольцевой ВИД технически реализуем на технологической базе РФ предприятий входящих в кооперацию по производству ВИД для диапазона мощностей от 2 до 60 МВт. Шаровые мельницы и мельницы мокрого самоизмельчения применяются в цементной промышленности, при обогащении руды на горно-обогатительных комбинатах. Для различных типов измельчаемых материалов и руды есть свои эффективные режимы: катарактный -дробящий, каскадный - перетирающий и смешанные режимы. Для каждого материала или руды определены свои наиболее эффективные скорости и режимы работы мельницы. ВИД -оптимальный для подобных целей регулируемый электропривод, с его помощью возможен подбор скорости и режимов работы мельницы для любого материала под самый эффективный и экономичный режим. Уровень энергопотребления электроприводов мельниц ВИД на 15-35% ниже (в зависимости оттипа измельчаемой руды и режимов использования) чем у асинхронных и синхронных типов электроприводов такого назначения.
Потребность в мельницах мощностью свыше 5 МВт крайне зависима от темпов роста промышленности в РФ и освоения новых месторождений и составляет 100-250 МВт в год.
В настоящий момент в Мире, при единичной мощности электропривода более 1 МВт, серийно производятся и применяются в промышленности следующие основные типы двигателей: как правило - асинхронные электродвигатели, в особых случаях - синхронные электродвигатели, гораздо реже - коллекторные электродвигатели постоянного тока. В последние же 20 лет в мире стремительно набирает популярность электропривод с вентильно-индукторным двигателем (ВИД).
Принцип работы ВИД известен еще с середины прошлого века, но двигатель не получил широко распространения в силу объективных причин. Одна из главных причин того, что ВИД мало распространен - простота самого двигателя компенсируется сложностью его управления, сложностью математического аппарата и ограниченными в течение многих лет развития электротехники возможностями системы управления на основе вычислительной техники.
