Антиплагиат (1235545), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Сущ ествует такж е и недостаток, который заключается в том, что нет возмож ности точно регулироватьскорость вращ ения вала. Ещ е одна особенность — на валу двигателя частотный преобразователь со скалярным управлением не даетвозмож ности контролировать момент.Второй метод, используемый в частотных преобразователях — векторный. Это такой метод управления синхронными и асинхроннымидвигателями, при котором формируются не толькогармонические токи (напряжения) фаз, но и обеспечивается управление магнитным потоком ротора, а именно, моментом навалу[19]электродвигателя. Векторное управление применяется в случае, когда в процессе эксплуатации нагрузка можетменяться на одной и той же частоте, т.е.
нет четкой зависимости между моментом нагрузки и скоростью вращения, а также вслучаях, когда необходимо получить расширенный диапазон регулирования частоты при номинальных моментах.[29]Преимущ ествами векторного метода управления является быстрота реакц ии относительно изменения нагрузки, а в области малыхчастот вращ ение двигателя характеризуется плавностью, отсутствием рывков. Если имеется датчик скорости, то обеспечиваетсянулевой момент на валу при условии нулевой скорости. Регулировка скорости выполняется при достиж ении высокой точности.В скалярных преобразователях частоты объектом контроля и управления является только магнитное поле статора, то в векторныхмоделях объектом контроля и управления является и магнитное поле статора, и ротора, а точнее - их взаимодействие с ц ельюоптимизац ии момента вращ ения на различных скоростях.
Когда применяется скалярный метод управления - используется выходнаячастота и ток частотного преобразователя, а в случае с векторным управлением - выходная частота, ток и его фаза.[12]4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА4.1 Техническое заданиеНеобходимо модернизировать сущ ествующ ую Центральную насосно-фильтровальную станц ию (ЦНФС-1 г. Хабаровск).
Проектпредставляет собой внедрение системы частотного регулирования скорости вращ ения синхронным двигателем: автоматическоеуправление э лектроприводом насоса.Станция автоматического управления электроприводом (СУ) предназначена для управления преобразователем частоты и[1]насосом с ц елью поддерж ания подачи воды в зависимости от расхода воды в данный момент времени из головных очистныхсооруж ений водоснабж ения (ГОСВ).4.2 Технологическая схема насосной станц ииНа чертеж е ВКР 13.03.02 025 Г 001 представлена технологическая схема насосной станц ии.Вода поступает из реки Амур (р. Амур) в резервуар забора воды (РЗВ) по трубам диаметром 1200 мм на всасе.
Далее вода из РЗВ помагистральным трубам поступает непосредственно в головные очистные сооруж ения водоснабж ения. Расход воды учитываетсярасходомерами. На схеме мож но заметить, что от РЗВ к ГОСВ ведет несколько не зависящ их друг от друга трубопроводов. Это сделанодля повышения надеж ности. То есть, если на одном из трубопроводов произойдет авария, то вода будет протекать по другой трубе,без долгосрочной остановки насосной станц ии. Такж е, на схеме обозначены задвиж ки секц ионные. Если в одной магистральной трубепроизойдет пробой или разрыв, то перекрывая секц ионную задвиж ку, мож но производить ремонт э той трубы.4.3Функции системы управленияСтанция автоматического управления должна обеспечивать следующие функции:аварийный останов двигателей.выбор рабочего и резервного насосов.выбор режима управления – ручное/автоматическое.команда пуск/останов насосов в автоматическом и ручном режимах.индикация работы каждого из насосов.индикация аварии преобразователя частоты.4.4 Выбор оборудования4.4.1 Требования к электроприводу и выбор системыКачество электропривода в основном зависит от его системы управления.
Современные регулируемые электроприводыуправляются в большинстве случаев по замкнутому принципу. Замкнутые системы управления электроприводами образуютсяза счет введения обратных связей по какому – либо параметру для того, чтобы поддерживать определенное соотношениемежду входной и выходной величинами при наличии возмущающих воздействий, например, при изменении нагрузки.Применение обратных связей в электроприводах позволяет значительно увеличить диапазон регулирования скорости, повыситьжесткость механических характеристик, сохранить перегрузочную способность двигателя при регулировании скорости,улучшить качество переходных процессов.Существуют различные виды обратных связей как по выполняемым функциям, так и по исполнению. Например, в зависимостиот физической величины, передаваемой на вход, существуют обратные связи по скорости, положению, току, напряжению,вращающему моменту.
По относительному знаку передаваемой величины – положительные и отрицательные.Внастоящеевремявавтоматизированныхэлектроприводахвсеширеприменяетсяпрограммноерегулирование,осуществляемое на основе определенной информации или программы. В специальных приводах развиваются такжесамонастраивающиеся системы управления, действующие в зависимости от отклонения регулируемых величин от ихэкстремальных значений.Все системы управления насосами делятся на три группы:К первой группе относятся системы, которые включают в себя устройства, дросселирующие сеть, то есть изменяющиехарактеристику сети, но не изменяющие характеристику насоса. Дросселирование при постоянной скорости вращенияэлектропривода насоса – самый неэкономичный, хотя самый распространенный способ регулирования.
Он заключается вискусственном введении в магистраль дополнительного сопротивления в виде дроссельной задвижки.Ко второй группе можно отнести устройства, изменяющие характеристику насоса, но не изменяющие характеристику сети.Примеромтаких устройствмогутслужить регулируемыеэлектродвигателипеременноготока,фрикционныемуфты,гидромуфты, и др. Данный способ будет экономичен только при экономичном методе регулирования скорости электропривода.Заключается в регулировании подачи воды путем измерения давления в магистрали, и поддержания заданного уровнядавления.В третью группу входят устройства, изменяющие характеристику и сети, и насоса. Примером может служить регулируемыйнасос, работающий на магистраль, которая регулируется дроссельными задвижками.В [1]данной выпускной квалификац ионной работесистема управления электроприводами относится ко второй группе.
Регулирование подачи воды производится регулированиемскорости вращения ротора синхронного двигателя, соответственно и рабочего колеса насосного агрегата. В случае выхода изстроя преобразователя частоты или при сбое в системе управления подачей воды переводится в ручной режим, и двигательподключается напрямую к сети.Наиболее современным на сегодняшний день является регулирование частоты вращения роторов приводных двигателей,соответственно и рабочих колес насосов, с помощью преобразователей частоты, которые позволяют плавно регулироватьскорость электродвигателя насоса, и, тем самым, поддерживать давление в магистрали при разных расходах перекачиваемойжидкости. При малых расходах жидкости двигатель насоса вращается с малой скоростью, необходимой только дляподдержания номинального давления и не расходует лишней энергии.
При увеличении расхода жидкости преобразовательувеличивает частоту вращения электродвигателя, повышая производительность насоса при сохранении заданного давления.Система управления будет состоять их преобразователя частоты, коммутационной аппаратуры, систем индикации, датчикаобратной связи порасходу. Необходимо подобрать преобразователь частоты, который сможет обеспечить техническиетребования объекта проектирования, а именно:управление синхронным двигателем;скалярный принцип управления электродвигателями;управление по закону U/f=const;подключение датчика расхода;встроенный ПИД-регулятор.4.4.2 Выбор[1]насосного оборудованияНа насосной станц ии ЦНФС-1 г.
Хабаровска уж е установлен насос марки 800В-2,5/40-I-0 У3. Ниж е приведена расшифровка маркировкинасоса.800 - условный проход напорного патрубка, мм;В - вертикальный;2,5 - подача, м3/с;40 - напор, м;I, II - обточка рабочего колеса;0 - частота вращ ения отличная от номинальной;У - климатическое исполнение по ГОСТ 15150 (для макроклиматического района с умеренным климатом);[2]3 - категория размещ енияпо ГОСТ 15150 (для эксплуатации в закрытых помещениях (объемах) с естественной вентиляцией без искусственнорегулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха и воздействие песка и пылисущественно меньше, чем на открытом воздухе, например, в металлических с теплоизоляцией, каменных, бетонных,деревянных помещениях (отсутствие воздействия атмосферных осадков, прямого солнечного излучения; существенноеуменьшение ветра; существенное уменьшение или отсутствие воздействия рассеянного солнечного излучения и конденсациивлаги).
[2][32]Описание: данный агрегат предназначен для перекачивания воды и других ж идкостей, аналогичных по вязкости и химическойактивности, с содерж анием взвешенных частиц не более 3 г/л, размером не более 0,1 мм, из них абразивных частиц в ж идкостидолж но быть не более 2%, температура ж идкости не долж на превышать 45оС (318 К). [1] Насос ц ентробеж ный.
Исполнениевертикальное, одноступенчатый, спирального типа, с рабочим колесом одностороннего входа.Направление вращ ения - против часовой стрелки, если смотреть на насос сверху со стороны э лектродвигателя. Соединение валадвигателя и ротора насоса ж есткое, фланц евое. Осевая сила воспринимается пятой э лектродвигателя. Материалы основных деталейнасосов - серый чугун, углеродистые и нерж авеющ ие стали. [1]Марка насосаПодача, м3/чНапор, мКПД насоса, %Мощность насоса, кВтЧастота вращения, об/мин800В-2,5/40900040871127600Таблица 4.1 - Технические характеристики[8]насоса800В-2,5/40-I-0 У3 [1]4.4.3 Расчет и выбор двигателяЧтобы выбрать двигатель для насосного агрегата центробежного типа, необходимо выполнить несколько требований. Вопервых, двигатель должен соответствовать месту эксплуатации, то есть должен быть предназначен для работы в умеренномклимате и в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
