Разработка автоматизированного электропривода центробежного насоса. Вариант 1, страница 2

Для многих механизмов центробежного типа возникает необходимость регулирования их подачи. В настоящее время существует три основных метода регулирования движения в водопроводе в системах водоснабжения промышленных предприятий и городов с ЦН:

1.  поддержание давления с помощью дополнительных резервуаров воды на определенной высоте. При этом происходит накачивание резервуаров, после чего насос отключается до момента, когда уровень воды в резервуаре снизится до установленного предела. В дальнейшем вновь включается двигатель насоса;

2.  регулирование выходящего напора из повышающей водонасосной станции путем перемещения задвижек перемещения задвижек трубопровода. При этом двигатель и насос работают с номинальной частотой вращения вала и с неполной загрузкой;

3.  ступенчатое регулирование производится включения или отключения отдельных насосных установок, работающих параллельно или последовательно;

Известны также гибридные системы, объединяющие несколько методов регулирования давления в водопроводе. Все вышеупомянутые методы имеют следующие недостатки:

·  наличие дорогих сооружений водяных резервуаров и дополнительных расходов на их эксплуатацию;

·  потери электроэнергии при неполной нагрузке двигателя при дроссельном регулировании трубопровода;

·  наличие дополнительных устройств для регулирования задвижек водопровода.

Более рациональным методом поддержания постоянного давления воды в системе является метод изменения частоты вращения ЦН, что исключает отмеченные недостатки, но одновременно усложняет электрическую схему водонасосной станции. Регулирование частоты вращения ЦН изменяет создаваемые им напор и подачу воды.

Целесообразно сравнивать основные устройства автоматически регулируемых электроприводов ЦН, используемых в системах водоснабжения, по таким критериям, как:

·  функциональная возможность осуществления системой привода дискретно-ступеньчатого регулирования частоты вращения ЦН;

·  величина денежных затрат на приобретение и обслуживание различных видов двигателей ;

·  массогабаритные показатели электрических машин и управляющей аппаратуры;

·  к.п.д. и коэффициент мощности всей системы регулирования;

·  надежность работы системы, что обуславливается сложностью схем управления и их количеством;

·  возможность шунтирования регулирующего устройства при его повреждении и создания нерегулируемого привода насоса, что необходимо для бесперебойной подачи воды потребителям.

В зависимости от рода тока и разновидностей приводных двигателей, можно дать следующую классификацию известных систем с регулированием частоты вращения ЦН для изменения уровня давления и величины подачи воды на повышающих водонасосных станциях.

Приводные системы ЦН с двигателями постоянного тока.

Преимущества:

а) простое регулирование частоты вращения двигателя, как контактных, так и    

бесконтактных (на силовых полупроводниковых элементах) схем; б) несущественные проблемы нагрева двигателя при пониженных скоростях;

в) высокая стабильность регулировочных характеристик;

г) к.п.д. приводной системы при больших мощностях двигателя (свыше 20    

кВт) равен 0,9.

Недостатки:

а) стоимость двигателя, периодичность осмотров и ремонтов в 10 раз  превышает затраты на использование АКЗД той же мощности и частоты   

вращения;

б) необходимы выпрямительные установки;

в) при повреждении выпрямителя двигатель останавливается, т.о. нет  

возможности шунтирования регулятора и подключения двигателя  

непосредственно к сети для обеспечения бесперебойной подачи воды    

потребителям;

г) массогабаритные показатели в 1,5-2 раза выше, чем у АКЗД.

Рекомендуемый диапазон мощности приводной системы для ЦН – до 1мВт.

Регулируемые приводные системы ЦН с синхронными двигателями.

Преимущества:

а) для мощных установок (выше 500 кВт) система имеет самый высокий к.п.д. и коэффициент мощности;

б) возможность повышения частоты вращения ЦН выше номинальной,

обусловливаемой частотой питающей сети;