Белов М.П. - Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов (1249706), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Необходимую мощность (кВт) приводного двигателя можно определить по формуле Фл, = (А0 1О э)/(~у)), (4.18) где Ц вЂ” производительность компрессора, м'/с; п„и э) — соответственно индикаторный КПД компрессора при реальном рабочем процессе и КПД механической передачи. Теоретические индикаторные диаграммы существенно отличаются от действительных, а получение их не всегда возможно. Поэтому при определении мощности на валу компрессора пользуются приближенной формулой, в которой исходными данными являются производительность компрессора, работа изотермического и адиабатического сжатия и КПД компрессора, значения которых приводятся в справочной литературе.
В этом случае необходимая мощность ма и его номинальной скорости можно предварительно выбрать двигатель по среднему моменту. Электролриводы нагнетателей. Разнообразие условий применения нагнетателей, их конструкций, режимов эксплуатации определяет возможность и экономическую целесообразность использования различных систем электропривода. Для привода насосов, вентиляторов и компрессоров применяются нерегулируемые электроприводы. Несмотря на очевидные тенденции к более широкому использованию регулируемых электро- приводов нагнетателей, особенно при мощности свыше 500 кВт, нерегулируемый привод остается основным в тех случаях, когда режим работы нагнетателя по технологическим условиям постоянен или мощносп его невелика и регулирование его производительности без больших потерь энергии может быть осуществлено воздействием на нагнетатель или на его гидравлическую сеть.
Наиболее распространенным приводом (вследствие простоты и наименьших капитальных вложений) является привод с короткозамкнутым асинхронным двигателем, который применяется для нагнетателей мощностью от самой малой до нескольких тысяч киловатт. При мощностях свыше 300 кВт наряду с короткозамкнутым двигателем применяют синхронные двигатели. Когда по условиям пуска необходимо ограничение ускорений или пусковых токов, используют и асинхронные двигатели с фазным ротором. Регулируемый электропривод применяют в тех случаях, когда: по условиям работы производительность нагнетателя необходимо часто изменять в широких пределах (например насосов систем водоснабжения, энергетических и газовых компрессоров); механизм длительно работает с производительностью, существенно меньшей номинальной (например шахтные вентиляторы); нагнетатели нуждаются в автоматическом регулировании производительности с повышенными требованиями к качеству регулирования (например холодильные компрессоры, некоторые циркуляционные и питательные насосы); нужен электропривод для испытательных и экспериментальных установок (например аэродинамических труб).
Простейшие системы регулируемого электропривода обеспечивают ступенчатое регулирование частоты вращения. Для нагнетателей малой мощности применяют многоскоростные асинхронные двигатели; для нагнетателей большой мощности — асинхронные или синхронные двигатели с питанием от преобразователей частоты. Системы ступенчатого регулирования частоты вращения привода, а, следовательно, и подачи, не обеспечивают решение задач автоматического регулирования нагнетателей и применяются, как правило, в сочетании с гидро- или аэродинамическими средствами регулирования. Использование таких систем ограничено. 224 Системы приводов с двигателем постоянного тока, несмотря на отличные регулировочные качества, в большинстве случаев не рациональны для нагнетателей. Частотно-управляемые приводы используют: для нагнетателей, расположенных во взрывоопасных цехах; когда по конструктивным особенностям нагнетателя или по условиям окружающей среды приводной двигатель должен быть асинхронным короткозамкнутым и требуется регулирование его частоты вращения (например для погружных электронасосов); для безредукторного электропривода быстроходных нагнетателей с частотой вращения свыше 3000 мин ', для электроприводов мощностью свыше 20 МВт, для которых машины постоянного тока или асинхронные электродвигатели с фазным ротором не могут быть построены.
В качестве приводов нагнетателей применяют также асинхронные каскады. Достоинство этих приводов применительно к нагнетателям определяется тем, что технико-экономические показатели каскадов зависят от глубины ретулирования, поскольку преобразованию в этих приводах подвергается не полная энергия, потребляемая приводом, а лишь часть ее, пропорциональная диапазону ре~улирования. Нагнетатели в большинстве случаев нуждаются в неглубоком регулировании, поэтому каскадные схемы асинхронного привода для приводов средней и большой мощности рациональны для регулирования частоты вращения нагнетателей.
Вентильные приводы и каскады получили промышленное применение для нагнетателей мощностью от десятков до нескольких тысяч киловатт. Каскадные приводы, а также машины двойного питания являются рациональной системой регулируемого злектропривода для нагнетателей большой и средней мощности при ограниченном изменении скорости от номинального значения.
Дробильио-размольиые механизмы. Этн механизмы применяются для дробления и измельчения горных пород, продуктов химической промышленности, отходов металлургического производства и т.д. К ним относят роторные, конусные, шековые и валковые дробилки, а также шаровые мельницы. Режимы работы перечисленных механизмов существенно отличаются друг от друга. Многие из них по условиям технологического процесса требуют обеслечения регулирования скорости исполнительного органа в широком диапазоне.
Приводы дробильно-размольных механизмов работают в тяжелых условиях: при непрерывных ударных нагрузках, большом количестве пыли и микрочастиц, повышенной влажности, вибрациях и неравномерной нагрузке. В этих условиях предпочтение отдают приводам с АД как более простым и надежным.
Данный тип привода обеспечивает широкий диапазон регулирования ско- 225 рости, позволяет работать агрегату с широким спектром нагрузок и дробимых материалов. Выбор мощностей приводов дробилок определяется требуемой производительностью, коэффициентом дробления, свойствами материала и потерями в электрической и механической частях дробильных агрегатов и вспомогательных механизмов. Режим работы дробилок длительный, но нагрузка непостоянна. Возмущающее воздействие на систему привода оказывает случайное сочетание нескольких факторов: твердости и вязкости материала, изменения сил трения в процессе дробления, неравномерности прохождения дробимого вещества.
Поэтому машины для дробления руд можно отнести к группе установок с резко изменяющейся нагрузкой в процессе работы. Производительность дробилок в процессе работы меняется в широких пределах. Это обусловлено рядом факторов: содержанием ценного компонента в руде или горной породе, ее влажностью, физическими свойствами и гранулометрическим составом руды.
Высокая влажность руды, поступившей на дробление, вызывает ее «зависание» в бункерах, забивку разгрузочных отверстий и подпрессовку дробилок. С целью стабилизации и регулирования производительности дробления и обеспечения требуемого гранулометрического состава реализуют плавное регулирование скорости всех механизмов. Одной из важных особенностей режима работы дробилок крупного дробления является нелинейность параметров и характеристик их электроприводов (наличие упругостей, зазоров и др.). Другой особенностью механизмов дробления является стохастический характер нагрузок, действуюших в их элементах, что определяется стохастическим характером сопротивляемости горных пород разрушению.
Смесителя. Эти устройства служат для обеспечения равномерного распределения твердой фазы в жидкости, смешения различных жидкостей для получения эмульсии, а также для интенсификации процессов растворения и химических реакций. Обычно электроприводы агрегатов с перемешивающими устройствами работают в тяжелых условиях окружающей среды: повышенная температура и влажность, наличие агрессивных пожаро- и взрывоопасных пыли и газов. Для перемешивания порошковых материалов применяются барабанные и лопастные смесители периодического действия, шнековые и центробежные смесители непрерывного действия.
Резиносмесители используются для смешения и механической пластикадии натурального каучука. Требуемый диапазон регулирования скорости резиносмесителя составляет 3: 1, точность стабилизации 5 . 10 % При этом следует учитывать некоторые особенности его работы. Резиносмеситель обычно работает с различными смесями: при более жестких смесях — на низких частотах 22б вращения, при этом обычно требуются максимальные моменты; при более мягких смесях — на высоких, при этом моменты значительно меньше. Поэтому часто в резиносмесителях требуется поддержание мощности постоянной во всем диапазоне изменения частоты вращения.
Широко применяют быстроходные резиносмесители, мощности электродвигателей которых достигают 800 ... 1200 кВт. Среда при обработке резиновых смесей в резиносмесителях характеризуется наличием токопроводящей тонкодисперсной пыли — сажи, поэтому электрооборудование, стоящее вблизи агрегата, должно иметь сажепыленепроницаемое исполнение. Центрифуга. Эти механизмы применяют для разделения неоднородных жидких смесей на твердую и жидкую фазы под воздействием центробежных сил, ускоряющих процесс осаждения. По технологическому назначению они подразделяются на фильтрующие и осадительные.
По принципу работы центрифуги делятся на машины периодического и непрерывного действия. Электрооборудование центрифуг обычно работает в условиях взрывоопасной, химически агрессивной среды с повышенной влажностью и запыленностью. Аппаратура, установленная на самих центрифугах, подвергается значительным вибрациям и тряске. Наибольшую мощность электродвигателей имеют центрифуги периодического действия, применяемые в производстве сахара. 4.3.2. Управление вентиляторным, насосным и компрессорным оборудованием Все регулирующие устройства в зависимости от их влияния на характеристику сети или нагнетателя можно разделить на три группы. В первую группу входят устройства, дросселирующие сеть, т.е.
изменяющие характеристику сети, но не изменяющие характеристику нагнетателя. К таким устройствам относятся клапаны, шиберы, задвижки, диафрагмы и т.п. Прн дросселировании параметры рабочей точки (подача, давление, мощность и КПД) определяют на характеристике нагнетателя при неизменной частоте вращения рабочего колеса. Вторую группу образуют устройства, изменяющие частоту вращения рабочего колеса (характеристику нагнетателя). При этом характеристика сети не меняется. Известно много устройств, позволяющих изменять частоту вращения рабочего колеса: электродвигатели постоянного и переменного тока, фрикционные передачи, гидромуфты, индукторные муфты скольжения и др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
