Антиплагиат (1235545), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Если организовать работу привода насосного агрегата такимобразом, чтобы он при изменении параметров технологического процесса (расхода в сети и давления на входе агрегата)изменял частоту вращения, то в итоге можно без существенных потерь энергии стабилизировать давление в сетипотребителей.Рисунок 3.3 - Характеристика насосного агрегата и сети с частотнымрегулированиемПри таком способе регулирования исключаются потери напора (нетдроссельных элементов), а значит, и потеригидравлической энергии. Способ регулирования давления в сети путем изменения частоты вращения привода насосногоагрегата снижает энергопотребление ещё и по другой причине. Собственно насос как устройство преобразования энергииимеет свой коэффициент полезного действия — отношение механической энергии, приложенной к валу, к гидравлическойэнергии, получаемой в напорном трубопроводе насосного агрегата. Характер изменения коэффициента полезного действиянасоса н в зависимости от расхода жидкости Q при различных частотах вращения представлен на рисунке 3.4.Рисунок 3.4 - Изменение КПД насосного агрегата с частотным регулированием при изменении производительностиАнализ требуемого изменения частоты насосного агрегата при изменении расхода в сети показывает, что с уменьшениемрасхода требуется снижение частоты вращения.
Если рассмотреть работу агрегата для расхода меньше номинального(вертикальные линии А и В), то для этих режимов рационально работать на пониженной частоте вращения. В этом случае КПДнасоса выше, чем при работе на номинальной частоте вращения. Таким образом, снижение частоты вращения в соответствиис технологической нагрузкой позволяет не только экономить потребляемую энергию на исключении гидравлических потерь, нои получить экономический эффект за счет повышения коэффициента полезного действия самого насоса — преобразованиямеханической энергии в гидравлическую.В [5]ходе наблюдения и мониторинга информац ии со станц ий, на которых уж е установлена система частотного регулированияэ лектроприводом, было выяснено, чторегулирование совместной работы насосов по своим показателям равноценно регулированию скорости насоса при егоодиночной работе.
С точки зрения экономического[5]регулированиянесколько более выгодным является одновременноеизменение частоты вращения всех параллельно работающих насосов. Однако это связано с увеличениемкапитальных затрат на оснащение[5]всехагрегатов регулируемым электроприводом.
Поэтому длястанций достаточно иметь только один регулируемыйотдельных насосов.[4]аппарат[4]дополнительных[4]большинства [5]насосныхи осуществлять более глубокое регулирование отключением[5]Поэ тому, учитывая и ещ ё э кономическую выгоду, на станц ии ЦНФС-1 я буду модернизировать управление только одним двигателем.3.2 Достоинства и недостатки методаЧастотно-регулируемый э лектропривод имеет ряд достоинств, а именно:устраняетсянеобходимость в регулирующих клапанах, которые неэффективно использовать для снижения расхода воды, и нет нуждынедогружать насосы, что происходит,[5]если они работают с постоянной скоростью;производится плавный запуск, помогающ ий избегать пиков давления и следующ ей отсюда излишнейнагрузки на выходные трубы.
Это значительно снижает риск повреждений и утечки, а также внезапных колебаний давления,которые вызывают вибрацию труб,[5]которая, в свою очередь вызывает звуки, похож ие на отбивку молотком и называющ иеся обычно «трамбовкой». Такое явление, какинтенсивная трамбовка может вызвать разрыв труб, и так же, внезапное понижение давления в трубах может, наоборот,вызвать изгиб и[5]необратимые повреж дения. Следует отметить, чтопостепенная, а не внезапная остановка насосов к тому же предотвращает вредные для труб пики давления. Более того, онаснижает износ подшипников и редукторов насоса.
С помощью настройки длительности разгона и торможения можнооптимизировать процесс запуска и останова насоса;высокий коэффициент мощности (cos φ) помогает снизить затраты на потребляемую электроэнергию;сравнительно небольшие затраты на техобслуживание ЧП, так как он, в[5]отличие от дроссельн��х заслонок или других механизмов регулирования напора,состоит из статических элементов. При использовании инвертора все проблемы, связанные с передаточными механизмами,серво-регулирующими клапанами, гидравлическими муфтами, сборниками и пр., устраняются;за счет ликвидации токовых пиков при запуске отпадает необходимость в электрических кабелях большого сечения, в товремя как двигатели с прямым подключением к сети питания поглощают во время пуска ток, в 6-7 раз превышающийноминальное значение;энергосбережение.
Насосные установки отличаются большими энергетическими затратами, которые могут быть существенноснижены за счёт применения регулирования скорости вращения в зависимости от величины водной нагрузки;[5]возмож ность дистанц ионного управления и мониторинга состояния системы.В свою очередь, основным недостатком данного метода является высокая стоимость частотного преобразователя, окупаемостьмодернизац ии в течение нескольких лет.К недостаткам метода отнесем высокую стоимость частотного преобразователя.3.3Частотно-регулируемый приводЧастотно-регулируемый привод (частотно-управляемый привод, ЧУП, Variable requency rive) — система управления частотойвращения ротора асинхронного (синхронного) электродвигателя. Состоит из электродвигателя и частотного преобразователя.[19]Преобразователь частоты ( частотный преобразователь) —[27]этоустройство состоящее из выпрямителя (мостапостоянного тока), преобразующего переменный ток промышленной частоты в постоянный и инвертора (преобразователя)(иногда с ШИМ), преобразующего постоянный ток в переменный требуемых частоты и амплитуды.
Выходные тиристоры (GTO)или IGT обеспечивают необходимый ток для питания электродвигателя. Для исключения перегрузки преобразователя прибольшой длине фидера между преобразователем и фидером ставят дроссели, а для уменьшения электромагнитных помех —ЕМС-фильтр. При скалярном управлении приводом формируются гармонические токи фаз двигателя. Векторное управление —метод управления синхронными и асинхронными двигателями, не только формирующим гармонические токи (напряжения) фаз,но и обеспечивающим управление магнитным потоком ротора (моментом на валу двигателя).3.4[19]Устройство частотных преобразователей Altivar1200Конструктивные особенности частотного преобразователя Altivar1200компактность.
Благодаря размещ ению преобразователя частоты в одном шкафу, его габаритные размеры на 30% меньше посравнению со стандартной компоновкой преобразователей частоты среднего напряж ения;преобразователь частоты одностороннего обслуж ивания, что позволяет устанавливать его вплотную к конструкц иям и значительнооблегчает доступ к секц ии управления, трансформатору и инверторным ячейкам;сертифиц ированный шкаф со степенями защ иты IP31, IP41 и IP42. Степень защ иты обеспечивается с учетом располож енных на крышешкафа вентиляторов охлаж дения.ОсновнымкомпонентомпреобразователячастотыAltivar1200являетсяячейкаинвертора,изображ енанарисунке3.5,представляющ ая собой однофазный двухуровневый инвертор напряж ения, получающ ий питание от одной из вторичных обмотокмногообмоточного силового трансформатора.
Напряж ение вторичной обмотки трансформатора - 700 В.[11]Формирование кривой выходного напряж ения осущ ествляется последовательным соединением двухуровневых инверторных ячеек,созданных на низковольтных IGT- транзисторах, обладающ их высокой надеж ностью и широко используемых в промышленности.Благодаря модульной конструкц ии замена ячейки инвертора занимает несколько минут.Рисунок 3.5 – Инверторная ячейка.Огромное преимущ ество многоуровневой топологии заключается в использовании в качестве переключающ их э лементов современныхнизковольтных э лектронных компонентов. Кривая выходного напряж ения формируется последовательным соединением двухуровневыхинверторных ячеек (рисунок 3.6).
Количество используемых ячеек определяется необходимым напряж ением на выходепреобразователя частоты. Большое количество ячеек обеспечивает маленький «шаг» результирующ ей кривой напряж ения, и, какследствие, отсутствие негативного влияния на обмотки двигателя. Смещ ение вторичных обмоток трансформатора позволяет получитьэ квивалент многопульсной схемы выпрямления и синусоидальную кривую тока, потребляемого из сети.Рисунок 3.6 - Кривые напряж ения и тока на выходе преобразователя частоты3.5 Скалярный и векторный методы управления двигателемСущ ествуют различные методы частотного управления, которые позволяют решить различные задачи при регулировке скорости иизменения момента, среди которых два основных метода — векторный и скалярный.Первый метод управления — скалярный.
Область применения данного метода - приводы насосов и вентиляторов. Кроме э того,частотныепреобразователисоскалярнымметодомуправленияиспользуюттам,гдеваж ноподдерж иватьопределенныйтехнологический параметр. Им мож ет быть, например, давление в трубопроводе. Изменение амплитуды, а такж е частоты питающ егонапряж ения выступает в качестве основного принц ипа, на котором основывается данный метод. При э том используется закон Uf=constНаибольший диапазон для регулирования скорости составляет 1:10. Дополнительные особенности скалярного метода заключаются влегкости при реализац ии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
