Антиплагиат (1230905), страница 4
Текст из файла (страница 4)
При использовании в качестве гидродвигателей гидроцилиндров полный КПД равен[2]тп = F VпNн = рн QнNн рг Огрн Он F Vпpг Ог = н тп г .КПД регулируемого гидропривода с последовательным включением дросселя не может быть больше значения0,385, которое достигается при оптимальном значении относительной нагрузки F/ Fmax = 2/3 Столь низкоезначение КПД процесса управления объясняется тем, то даже на оптимальном режиме работы гидроприводатолько 58% подачи насоса направляется в гидродвигатель (остальное количество идет через клапан на слив) илишь 2/3 давления насоса используется в гидродвигателе (остальная часть теряется в дросселе), т.е. потеримощности происходят одновременно и в дросселе и в клапане.Дроссельное регулирование гидропривода при параллельном включении дросселяСкорость выходного звена - штока гидроцилиндра, регулируется изменением степени открытия дросселя.
Чемона меньше, тем большая доля подачи насоса направляется в гидроцилиндр и тем больше скорость движенияпоршняVп. При полном закрытии дросселя скорость наибольшая, а при полном его открытии - уменьшается донуля или до минимального значения в зависимости от нагрузки F.В случае отсутствия потерь давления в распределителе и гидролиниях справедливы следующие уравнения:[2]Он = Ог + Одр ;рн = рт = рдр = FSп .При параллельном включении дросселя исключается возможность регулирования в случае направлениядействия преодолеваемой силы вдоль штока по направлению его перемещения.КПД гидропривода при параллельном включении дросселя определяют по той же формуле, что и дляпоследовательного включения:[2]тп = F VпNн = н пу г ,а КПД проц есса управления:пу = NгNн = рг Ог рн Он = рг Ог .Таким образом, в рассмотренном случае КПД процесса управления однозначно определяется относительнымрасходом жидкости через дроссель, т.е. степенью его открытия.[2]Релейная схема управленияПолучили широкое распространение системы управления, построенные на релейно-контакторной э лементной базе.Управление в э тих системах осущ ествляется контактными и бесконтактными переключающ ими э лектроаппаратамирелейного действия (э лектромагнитные контакторы и статические переключатели); различными реле управления, релеhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.24067670&repNumb=18/1620.06.2016Антиплагиатвремени (э лектромагнитными, маятниковыми и др.); э лектромагнитными реле напряж ения и тока; бесконтактными реле(логические аппараты); командоапаратами (кнопки, командоконтролеры, ключи управления и др.).
[9]Релейно-контакторные системы управления мож но разделить на две части. Силовую ц епь — часть ц епи, э лементыкоторой участвуют в производстве основной части э лектроэ нергии (двигатель, преобразователь). И ц епь управления,создающ ая управляющ ий сигнал, которая в свою очередь такж е делится на две группы:формирующ ая алгоритм управления (реле);воздействующ ая на двигатель по э тому алгоритму.На рисунке 1.2 представлена принц ипиальная схема управления э лектроприводом насоса. Установка позволяет качатьводу в резервуар и откачивать при заполнении резервуара.
Включением автоматического выключателя QF1 подаетсяпитание в ц епь. При наж атии кнопки S1 получает питание магнитный пускатель КМ1, который своими контактамизамыкает ц епь двигателя и тем самым включает его в реж име подачи воды. Своим вторым контактом он шунтируеткнопку S1, что позволяет не держ ать ее во время работы насоса. Остановка производится кнопкой S3. Кнопка S2включает э лектропривод в реж име откачки воды. Лампами L1 и L2 осущ ествляется индикац ия работы.
Присутствующ иев схеме автоматические выключатели QF1 и QF2 выполняют защ иту двигателя от перегрузок и коротких замыканийРисунок 1.2 — Пример схемы управления насосомЧастотное регулированиеСуществуют несколько возможностей управления скоростью вращения ротора трёхфазного электродвигателя[12]изменениепеременного тока:частоты питающей сети; изменение конфигурации бегущего магнитного полявнутри двигателя; изменение величины питающего напряжения; управление передачей момента вращения свала двигателя на вал приводимого механизма через промежуточное механическое устройство.Изменение частоты питающей сети является задачей, решаемой преобразователями частоты. Современныедостижения электроники позволяют осуществлять изменение частоты с погрешностью 0,01 %.Возможность изменения конфигурации бегущего магнитного поля привела к созданию специальных типовэлектродвигателей: наиболее простые — многоскоростные электродвигатели; посложнее —электродвигателисфазнымротором.Безусловно,ихспецифическими режимами и условиями работы —применениеоправдано.[3]для[3]Ноасинхронные[12]специальных[12]применениезадач,таких машинсоврегулируемом электроприводе, как минимум неэффективно.Чтобы подать воду в кран потребителя, нужно создать необходимый напор (H) на выходе насосной станции.
Еговеличина складывается из двух составляющих:статической (Нс) — равной разнице абсолютных высот расположенного выше других потребителя и насоснойстанции, плюс необходимое давление у потребителя;динамической — необходимой для преодоления гидравлического сопротивления (S) системы трубопроводов токуводы, и зависящей от величины водоразбора (Q):H = Hc + S Q2 .Зависимость характеризует систему водоснабжения, однозначно определяя величину необходимого напора навыходе насосной станции для водоснабжения самого дальнего потребителя в зависимости от величиныводоразбора из системы.Производительностьнасосаопределяетсяизпроизведениявеличины обеспечиваемогоимнапоранасоответствующую величину подачи, и фактически пропорциональна скорости вращения ротора насоса.Допустим, водоснабжение обеспечивается одним насосным агрегатом, выбранным по максимальному напору ипроизводительности (наиболее распространённый[3]случай).
[4]Тогдапри величинах водоразбора меньшихмаксимальной этот насос будет создавать избыточное давление в системе. Это опасное для системытрубопроводов давление может в несколько раз превышать необходимый напор.Устройство частотного регулирования обеспечивает поддержание такой скорости вращения ротора насоса,которая достаточна для создания необходимого напора при данной величине водоразбора. Изменяется не[3]характеристикасистемы водоснабжения, а производительность[4]насосногоагрегата.Следует отметить, что для точного регулирования требуется задание двух параметров: давления и расхода водына выходе из насосной станции (лучше — в диктующей точке системы).
На практике бывает достаточноудерживать давление на[3]определённом [4]уровне.Энергия, потребляемая электродвигателем привода отсети, расходуется:при дроссельномрегулировании (1)—какнаводоснабжениепотребителей,таки напреодолениегидравлического сопротивления создаваемого регулирующей задвижкой;при частотном регулировании (2) — только на водоснабжение потребителей;–разница(3)составляетэкономиюэлектроэнергиизасчётвнедрениячастотногорегулированияэлектропривода;[3]Рисунок 1.3 – График соотношения мощ ьности двигателя к скорости перекачиванияhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.24067670&repNumb=19/1620.06.2016ЕслиАнтиплагиатсредняявеличинаводоразбораизсистемыводоснабженияменьшеQ1,внедрениечастотногорегулирования электропривода насоса, безусловно, выгодно.Применениечастотногорегулированияэлектроприводаможнорекомендоватьдлявсехмеханизмов,работающих с приводом от электродвигателей переменного тока.Какие выгоды следует ожидать от внедрения ЧРП:экономия электроэнергии20…60 %;снижаются пусковые токи;экономия водыдо 15 %;исключаются гидравлические удары в системе;экономия теплаэкономия топлива~ 5 %;до 10 %при внедрении АСУ котла с ЧРП на ТДМ;снижение затрат на обслуживание;продлевается срок службы оборудования;снижается вероятность аварийных ситуаций;имеется возможность точной настройки режима работы технологической системы;повышается производственная безопасность;экологичность.2[3]РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СТАНЦИИПостановка проблемыВ среднем, КПД насосных станц ий составляет 10-40 %.
Несмотря на то, что КПД наиболее часто применяемых насосов,составляет от 60 % для насосов типа К и КМ и более 75 % для насосов типа Д.Главные причины неэ ффективного использования насосного оборудования следующ ие:– установка насосов с параметрами подачи и напора большими, чем требуется для обеспечения работы насоснойсистемы;– регулирование реж има работы насоса при помощ и задвиж ек;– отсутствие регулирование с обратной связью по датчику давления;– при отсутствии необходимости создавать давление моторыне отключаются.2.1.1 Причины неправильного использования насосов:На стадии проектирования закладывается насосное оборудование с запасом на случай непредвиденных пиковыхнагрузок или с учетом перспективного развития микрорайона, производства и т.д.
Подобный коэ ффиц иент запасамож ет достигать 50 %, что приводит к значительному увеличению потребляемой мощ ности из-за работы насоса в зоненизкого КПД. Не редко, для обеспечения требуемых параметров насосной станц ии по подаче, напору в системе,э ксплуатирующ ие организац ии прибегают к регулированию потока при помощ и задвиж ек, ещ е больше сниж аяэ ффективность станц ии за счет потерь при дросселировании.Изменение параметров сети – отступления от проектной документац ии при строительстве, несоблюдение необходимыхусловий монтаж а, нарушение методов укладки кабелей, установки датчиков, износ токоведущ его оборудования впроц ессе э ксплуатац ии, условия коррозии труб во время э ксплуатац ии, замена участков трубопроводов при ремонте ит.п.Изменение объемов водопотребления в связи с ростом или сокращ ением численности населения, изменениемколичества промышленных предприятий, изменение расхода в течении недели (в выходной день больше, чем в будни),разниц а потребления в течении дня.Способы устранения недостатков НСДля создания э нергоэ ффективной и коммерчески успешной станц ии, на стадии проектирования насосной станц иинуж но обратить пристальное внимание на:повышение э ффективности станц ии.
Осущ ествляем за счет:- использования более э ффективных насосов и э лектродвигателей;-использования каскадного регулирования при помощ и установки группы насосов и их параллельной работы.Наибольший проц ент э нергосбереж ения достигается за счет частотного и/или каскадного регулирования, т.е.применения систем, способных адаптировать параметры насоса под требования системы. В системах с большойстатической составляющ ей подключение и отключение необходимого количества насосов, позволяет осущ ествлятьрегулирование реж има работы насосов с высокой э ффективностью.Преобразователь частоты (ПЧ) в системе управления насосными установками, позволяет не только э ффективноэ кономить потребляемую э лектроэ нергию, но и решать множ ество технологических задач.В конструкц иипреобразователей предусмотрены э лектронные самозащ иты настраиваемые оператором изащиты двигателей от перегрузки по току, перегревах, утечках на землю и обрывах линий питания двигателей.[23]Методы сниж ения э нергопотребления в насосных системахВеличина сниж ения э нергопотребления, %Замена регулирования подачи задвиж кой на частотное управлениеhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.24067670&repNumb=110/1620.06.2016Антиплагиат10 – 60Сниж ение частоты вращ ения5 – 40Каскадное регулирование при помощ и параллельной установки насосов10 – 30Подрезка рабочего колеса, замена рабочего колеса10 – 20Замена э лектродвигателей на более э ффективные1–3Замена насосов на более э ффективные1–3Таблиц а 2.1 - Меры по сниж ению э нергопотребления и ихпотенц иальная величина [2]Преобразователи позволяютотслеживать сотображениемнацифровоминдикатореи формированиемсоответствующего выходного сигнала о заданном основном параметре системы - частоте питающего двигательнапряжения, скорости двигателя, ток или напряжение двигателя, состояние преобразователя и т.п.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
