ВКР БАКАЛАВРА НОВИКОВОЙ МАРИНЫ ВИКТОРОВНЫ (1235546), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Существуют различные виды обратных связей как по выполняемым функциям, так и по исполнению. Например, в зависимости от физической величины, передаваемой на вход, существуют обратные связи по скорости, положению, току, напряжению, вращающему моменту. По относительному знаку передаваемой величины – положительные и отрицательные.

В настоящее время в автоматизированных электроприводах все шире применяется программное регулирование, осуществляемое на основе определенной информации или программы. В специальных приводах развиваются также самонастраивающиеся системы управления, действующие в зависимости от отклонения регулируемых величин от их экстремальных значений.

Все системы управления насосами делятся на три группы:

К первой группе относятся системы, которые включают в себя устройства, дросселирующие сеть, то есть изменяющие характеристику сети, но не изменяющие характеристику насоса. Дросселирование при постоянной скорости вращения электропривода насоса – самый неэкономичный, хотя самый распространенный способ регулирования. Он заключается в искусственном введении в магистраль дополнительного сопротивления в виде дроссельной задвижки.

Ко второй группе можно отнести устройства, изменяющие характеристику насоса, но не изменяющие характеристику сети. Примером таких устройств могут служить регулируемые электродвигатели переменного тока, фрикционные муфты, 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 уровня давления.

В третью группу входят устройства, изменяющие характеристику и сети, и насоса. Примером может служить регулируемый насос, работающий на магистраль, которая регулируется дроссельными задвижками.

В данной выпускной квалификационной работе система управления электроприводами относится ко второй группе. Регулирование подачи воды производится регулированием скорости вращения ротора синхронного двигателя, соответственно и рабочего колеса насосного агрегата. В случае выхода из строя преобразователя частоты или при сбое в системе управления подачей воды переводится в ручной режим, и двигатель подключается 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 регулировать скорость электродвигателя насоса, и, тем самым, поддерживать давление в магистрали при разных расходах перекачиваемой жидкости. При малых расходах жидкости двигатель насоса вращается с малой скоростью, необходимой только для поддержания номинального давления и не расходует лишней энергии. При увеличении расхода жидкости преобразователь увеличивает частоту вращения электродвигателя, повышая производительность насоса при сохранении заданного давления.

Система управления будет состоять их преобразователя частоты, коммутационной аппаратуры, систем индикации, датчика обратной связи по расходу. Необходимо подобрать преобразователь частоты, который сможет обеспечить технические требования 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 насосного оборудования

На насосной станции ЦНФС-1 г. Хабаровска уже установлен насос марки 800В-2,5/40-I-0 У3. Ниже приведена расшифровка маркировки насоса.

• 800 - условный проход напорного патрубка, мм;

• В - вертикальный;

• 2,5 - подача, м³/с;

• 40 - напор, м;

• I, II - обточка рабочего колеса;

• 0 - частота вращения отличная от номинальной;

• У - климатическое исполнение по ГОСТ 15150 (для макроклиматического района с умеренным климатом)[5];

• 3 - категория размещения по ГОСТ 15150 (для эксплуатации в закрытых помещениях (объемах) с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха и воздействие песка и пыли существенно меньше, чем на открытом воздухе, например, в металлических с теплоизоляцией, каменных, бетонных, деревянных помещениях (отсутствие воздействия атмосферных осадков, прямого солнечного излучения; существенное уменьшение ветра; существенное уменьшение или отсутствие воздействия рассеянного солнечного излучения и конденсации влаги) [5].

Описание: данный агрегат предназначен для перекачивания воды и других жидкостей, аналогичных по вязкости и химической активности, с содержанием взвешенных частиц не более 3 г/л, размером не более 0,1 мм, из них абразивных частиц в жидкости должно быть не более 2%, температура жидкости не должна превышать 45^оС (318 К) [5]. Насос центробежный. Исполнение вертикальное, одноступенчатый, спирального типа, с рабочим колесом одностороннего входа.

Направление вращения - против часовой стрелки, если смотреть на насос сверху со стороны электродвигателя. Соединение вала двигателя и ротора насоса жесткое, фланцевое. Осевая сила воспринимается пятой электродвигателя. Материалы основных деталей насосов - серый чугун, углеродистые и нержавеющие стали [5].

Таблица 4.1 - Технические характеристики насоса 800В-2,5/40-I-0 У3 [6].

4.4.3 Расчет и выбор двигателя

Чтобы выбрать двигатель для насосного агрегата центробежного типа, необходимо выполнить несколько требований. Во-первых, двигатель должен соответствовать месту эксплуатации, то есть должен быть предназначен для работы в умеренном климате и в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий. Он должен иметь требуемую мощность, соответствующую мощности насоса. Заявленная мощность насоса нам известна из технических характеристик Рн=1127 кВт. Проведем поверочный расчет мощности.

Расчет мощности электродвигателя для насосов центробежного типа выполняется по формуле (4.1) источник [7].

где - коэффициент запаса, для центробежных насосов принимается равным 1,1-1,4;

— удельный вес перекачиваемой жидкости, Н/м³, для холодной воды равен 9810;

– производительность насоса. Для насоса 800В-2,5/40 производительность =2,5 (9000 м³/ч = 2,5 м³/с)

Н – высота столба, выдаваемого насосом. Для насоса марки 800В-2,5/40 высота столба Н=40м;

- коэффициент полезного действия насоса. Для насоса марки 800В-2,5/40 =87%;

- коэффициент полезного действия передаточного механизма. Так как в моём случае редуктор отсутствует, то коэффициент полезного действия передаточного механизма равен =1.

Расчетное значение не сильно отличается от заявленного, по мощности можно выбрать двигатель.

Теперь, по величине Р можно произвести подбор двигателя. Выбираем ближайший больший по мощности комплектующий двигатель. Следует отметить, что можно использовать любой тип двигателя с соответствующей мощностью и соответствующий вышеперечисленным требованиям. Так же необходимо соблюсти условие совпадения частоты вращения двигателя и насоса частотой вращения. Частота вращения, требуемая для насоса 800-В2,5/40 составляет n=600 об/мин. Выбран двигатель СДВ-143/51-10УХЛЧ, удовлетворяющий всем вышеперечисленным требованиям.

Технические характеристики двигателя СДВ2-143/51-10УХЛЧ приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Технические характеристики двигателя СДВ2-143/51-10УХЛЧ

Окончание таблицы 4.2

Класс изоляции В – изоляция, выполненная материалами, содержащими слюду, стекловолокно, асбестовые волокна, пленкостеклопласт, пластмасса без органического наполнителя, слоистые пластики. Температура — 130°C[5].

Степень защиты IP23 – степень защиты 2 - Защита от инородных тел среднего размера(пальцы, любые инородные тела диаметром немного более 12 мм) 3 - Защита от капель воды, падающих под углом до 60°(защита от брызг воды или другой жидкости). [5]

Режим работы S1 – изображен на рисунке 4.1 – продолжительный режим работы (режим работы, при котором при постоянной неизменной нагрузке P и потерях необходимо достаточно длительное время для достижения неизменной температуры всех частей машины) [9].

Рисунок 4.1 - Режим работы S1

Выбор синхронного двигателя обуславливается так же тем, что синхронные двигатели, в сравнении с асинхронными машинами, имеют большое преимущество: благодаря тому, что они возбуждаются постоянным током, они могут работать с и не потребляют при этом реактивной мощности из сети, а при работе с перевозбуждением даже отдают реактивную мощность в сеть[8].

4.4.4 Особенности пуска синхронного двигателя. Цифровой регулятор возбуждения синхронного двигателя

Одним из главных недостатков синхронного двигателя является сложность его пуска.

На насосной станции ЦНФС-1 для пуска двигателя применяется цифровой регулятор возбуждения синхронных электродвигателей ЦРВД-Т.

Характеристики

Список файлов ВКР