Белов М.П. - Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов (1249706), страница 49

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

Текст из файла (страница 49)

4.14 233 Р! /ч + Р21'-з Р<4/П< + Р2/о/<1г (4.22) Из формулы (4.22) следует, что более мощные нагнетатели должны работать с максимальным КПД, а регулировать расход в системе целесообразнее менее мощным нагнетателем. Рассмотренный выше метод построения суммарной характеристики нагнетателей можно применять при любом числе нагнетателей. Последовательное включение нагнетателей. Последовательное включение двух или большего числа нагнетателей применяется тогда, когда давление, создаваемое одним нагнетателем, недостаточно для преодоления сопротивления сети. При последовательном включении одно и то же количество воздуха последовательно перемещается всеми нагнетателями, а 234 При отключении одного из нагнетателей характеристика сети ЬР(Ц<) становится круче вследствие уменьшения площади поперечного сечения для прохода воздуха между точками 1 и 2 (см.

рис. 4.13, а). Рабочая точка переходит из положения А в положение А' (см. рис. 4.14). При этом параметрами работы нагнетателя становятся ьц«>/ ц< ~ <ь Р«,><Р«< ~ «и Ф«ц>/<<«< + <в Это приводит к перегреванию обмоток электродвигателя. Поэтому при выключении одного из нагнетателей его индивидуальный участок необходимо перекрыть клапаном (чтобы исключить бесполезное перетекание воздуха по нему из-за разности давлений Рг — Р<), а в сеть оставшегося в работе нагнетателя ввести дополнительное давление дР так, чтобы рабочая точка переместилась в положение А". При этом затраты мощности составляют Л~,«.

<и и перегревания электродвигателя не происходит. Построение суммарной характеристики нагнетателей с р азными характеристиками впринципенеотличаетсяотпредыдушего построения. Если несколько нагнетателей, имеющих разные характеристики, подключить к одной камере, то в ней можно создать настолько значительное давление, что один из нагнетателей не сможет ему противодействовать, и поток воздуха пойдет через этот нагнетатель в обратную сторону. При этом разность полных давлений с обеих сторон нагнетателя останется положительной, а поток изменит направление и нагнетатель, следовательно, будет работать при отрицательных подачах (Е < 0). Направление вращения рабочего колеса при этом не изменяется, поэтому нагнетатель по-прежнему потребляет мощность (в противном случае нагнетатель стал бы работать как турбина, отдавая мощность на вал).

При параллельной работе нагнетателей с разными характеристиками представляется целесообразным определять средний КПД нагнетателей: давление, необходимое для преодоления сопротивления всей сети, равно сумме давлений, создаваемых каждым нагнетателем. Так как кинетическая энергия, сообшенная потоку первым нагнетателем, не теряется на удар, то общее статическое давление больше суммы статических давлений отдельных нагнетателей. Например, три одинаковых последовательно включенных нагнетателя создают полное давление ЗРп... и. Если нагнетатель включить последовательно с более мощным, то его подача может увеличиться до значений, гораздо больших, чем его собственная максимальная подача. При этом он станет сопротивлением для более мощного нагнетателя, т.е. при сохранении направления подачи (А > 0) разность давлений с обеих сторон нагнетателя изменит знак.

Работа нагнетателя возможна при Е > 0 и Р > 0 (1 квадрант), при (, < 0 и Р> 0 (П квадрант), при Е > 0 и Р < 0 (1Ч квадрант). Работа нагнетателя в П1 квадранте невозможна, так как поток не может пойти в обратном направлении через нагнетатель (Х < 0) при давлении перед нагнетателем большим, чем за ним. Обычно характеристику снимают только в 1 квадранте, т.е. при нормальной работе нагнетателя, тем более что для снятия характеристики во П и 1Ч квадрантах требуется специальное оборудование. Система управления насосом с преобразователем частоты. Наиболее современным является регулирование с помощью преобразователей частоты, которые позволяют плавно регулировать частоту вращения электродвигателя насоса и поддерживать давление в гидросистеме 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. На рис. 4.15 показана функциональная схема регулирования электродвигателя насоса с использованием преобразователя частоты ГК-А500 фирмы «М)рюЬ!зЬ! е!есспс» 152!.

На вход системы подаются сигналы задания давления и сигнал реального давления, получаемый с датчика давления, установленного в цепи обратной связи. Отклонение между реальным и заданным значениями давления преобразуется ПИД-регулятором в сигнал задания частоты для преобразователя. Под воздействием сигнала задания преобразователь изменяет частоту вращения электродвигателя насоса и стремится привести разность между заданным и реальным значениями к нулю. Таким образом, давление в системе поддерживается равным заданному и не зависит от расхода.

Современные преобразователи частоты позволяют создавать системы управления (СУ) без дополнительных аппаратных средств, 235 Преобразователь частоты зао в, 50 Гц Рис. 4,15 так как имеют встроенные программные функции, позволяющие реализовывать узел сравнения и ПИД-регулятор. Для реализации системы требуется только внешний датчик давления.

Система управления насосом с использованием нечеткой логики. Рассмотрим пример управления асинхронным электроприводом центробежного насоса для стабилизации давления в системе во- Рис. 4.16 236 О,б 0,4 Рис. 4.17 доснабжения. Система управления (рис. 4.16) включает в себя микропроцессорную систему, реализующую управление по правилам нечеткой логики, и преобразователь частоты, позволяющий регулировать подачу насоса изменением его частоты вращения. Функции принадлежности входных и выходных сигналов, правила принятия решений формируются на основе знаний эксперта (опытного специалиста) о ходе технологического процесса. Значение давления Р определяется датчиком давления, сигнал с которого после двенадцатиразрядного аналого-цифрового преобразования поступает в микропроцессорную систему управления в виде целого числа (от 0 до 4000).

Положим, что значение требуемого давления находится на середине диапазона измерения датчика. Заданное давление Р, примем равным 2000. Тогда отклонение текущего давления (ошибка регулирования) с1р от заданного значения находится в диапазоне от минус 2000 до плюс 2000. Для перехода к нечетким переменным по отклонению давления примем стандартную форму функций принадлежности трех термов: уменьшить (М), норма (Н) и увеличить (В) (рис.

4.17). Чтобы более качественно управлять процессом, вычисляется также скорость изменения давления ир, которая может принимать значения от минус 2000 до плюс 2000. Для перехода к нечетким переменным скорости изменения давления примем стандартную форму функций принадлежности трех термов: уменьшить (М), норма (Н) и увеличить (В) (рис. 4.18). Для регулирования с помощью преобразователя частоты скорости электропривода насоса используем сигнал задания скорости и„, который поступает с выхода цифроаналогового преобразовате- 1 0,8 0,2 0 -2000 2000 хр -400 О Рис.

4.18 237 0,6 0,4 о,г 0 мсм мм мм мв мсв 4000 Рис. 4.19 ля микропроцессорной системы управления. Формированием управляющего сигнала обеспечивается изменение частоты вращения со, которое определяется целым числом в диапазоне от 0 до 4000. В лингвистических переменных нечеткой логики управление изменением частоты вращения может быть представлено пятью термами: сильно уменьшить (СМ), уменьшить (М), норма (Н), увеличить (В) и сильно увеличить (СВ) (рис. 4.19). Если давление меньше и его значение не изменяется, то частоту вращения насоса увеличиваем. Через нечеткие переменные это правило можно записать следующим образом: если бр = М и ер = Н, то 40 = В.

Если давление меньше и его значение уменьшается, то частоту вращения насоса сильно увеличиваем. Через нечеткие переменные это правило можно записать так: если бр — — М и ир — — М, то гл = СВ. Аналогично составляются остальные правила. Если анализировать все возможные состояния условий, то для рассматриваемого случая можно составить девять правил.

Совокупность всех правил удобно представить в виде таблицы, в которой столбцы соответствуют условиям одного параметра, строки — условиям другого параметра, а на их пересечениях записываются выводы, соответствующие этим условиям (табл. 4.1). В качестве метода дефазификации примем метод центра тяжести. Рассмотрим, как определяется управление в некоторой точке движения системы. Допустим имеет место отклонение давления, равное минус 800, оно продолжает снижаться со скоростью минус 400. В этом случае термы М и Н отклонения давления имеют степень принадлежно- Таблица 4.1 238 сти 0,4 и 0,6 соответственно (см.

рис. 4.17), а термы М и Н скорости изменения давления равны 0,2 и 0,8 (см. рис. 4.18). Остальные термы имеют степень принадлежности, равную О. Для принятой формы записи правил степень принадлежности антецедента каждого правила определяется по минимуму всех условий, т.е. для вывода имеют значения только правила, содержащие условия с ненулевыми степенями принадлежности: 1. Если г(р — -Ми вр — — М, то в=СВ; 2. » др=М и ир=Н„» в=В; 3.

Характеристики

Список файлов книги