Удосконалення системи керування частотно-регульованого електроприводу арматури трубопровідних систем

Abstract

Трубопровідні системи у нафтогазовій, хімічній, енергетичній та водопровідно-каналізаційній галузях функціонують у широкому діапазоні витрат, тисків та температур. Арматура (засувки, клапани, заслінки) є ключовими виконавчими механізмами, що визначають точність регулювання, стабільність технологічних режимів та безпечну експлуатацію системи. Застосування частотно-регульованого електроприводу (ЧРЕП) істотно підвищує енергоефективність та керованість арматури, дозволяє зменшити ударні навантаження, оптимізувати час відкриття/закриття й забезпечити плавність руху. Однак значна частина діючих систем керування ЧРЕП працює на застарілих алгоритмах, не враховує нелінійні характеристики запірної арматури, зміну моменту навантаження при різних положеннях затвора та збурення, пов’язані з коливаннями тиску в трубопроводі. Це призводить до збільшення енерговитрат, зниження точності регулювання та прискореного зносу обладнання. Отже, підвищення якості та інтелектуалізація системи керування частотно регульованим електроприводом арматури є актуальною інженерною задачею.Pipeline systems in the oil and gas, chemical, energy, and water and wastewater sectors operate across a wide range of flow rates, pressures, and temperatures. Valves (gate valves, globe valves, butterfly valves) serve as key actuating mechanisms that determine control precision, the stability of process conditions, and the safe operation of the system. The use of variable-frequency electric drives (VFEDs) significantly enhances the energy efficiency and controllability of valves, reduces shock loads, optimizes opening and closing times, and ensures smooth movement. However, a significant number of existing VFED control systems rely on outdated algorithms and fail to account for the non-linear characteristics of the valves, variations in load torque at different closure positions, and disturbances caused by pipeline pressure fluctuations. This results in increased energy consumption, reduced control accuracy, and accelerated equipment wear. Consequently, improving the quality and intelligence of VFED control systems for valves is a pressing engineering challenge.