Разработка автоматизированного электропривода центробежного насоса. Вариант 1, страница 4

3)Приводная система ЦН с тиристорным преобразователем частоты и АКЗД

Преимущества:

а) высокий к.п.д. системы во всем диапазоне регулирования – выше 0.8;

б) жесткие регулировочные характеристики во всем диапазоне     регулирования;

в) возможно повышение скорости ЦН выше номинальной, обусловлено   частотой питающей сети;

г) в последнее время значительно увеличились показатель надежности ТПЧ 

АКЗД

Недостатки:

а) высокая стоимость преобразователя;

б) необходимость увеличения установленной мощности АКЗД вследствие увеличения потерь в двигателе при питании несинусоидальным напряжением и током.

Таким образом, рассмотрев основные недостатки и преимущества систем ЭП центробежных насосов и сопоставив их с требованиями к приводу данного типа, приведенными выше, предварительно можно выбрать систему частотного управления частотой вращения АКЗД. Хоть данная система является не самой дешёвой по стоимости и требует некоторого увеличении мощности АКЗД вследствие несинусоидальности питающего напряжения, однако это компенсируется экономичностью работы двигателя из-за поддержания сравнительно небольшого скольжения во всем диапазоне регулирования скорости вращения. ТПЧ АКЗД также обладает небольшими массогабаритными показателями, а при высоких требованиях к надежности, отсутствии возможности для обслуживания, эксплуатации в условиях  пожаро-взрывобезопасности выбор данного привода вообще безальтернативен.

2. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ НАГРУЗОК. ПОСТРОЕНИЕ НАГРУЗОЧНОЙ И СКОРОСТНОЙ ДИАГРАММ МЕХАНИЗМА. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР ЭЛ. ДВИГАТЕЛЯ.

Режим работы механизмов центробежного типа определяется тремя величинами: подачей Q, напором H, угловой скоростью ω. Эти величины также определяют момент сопротивления и мощность на валу механизма. С учетом к.п.д. насоса мощность на его валу определяется следующим образом:

                                                (2)

где:  ρ – плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³;

g=9,81м/с² - ускорение свободного падения;

Q – подача насоса, м³/с;

Н –напор насоса, м;

ηн – КПД насоса.

Эксплуатационные свойства механизмов центробежного типа определяются Q-H характеристикой и зависимостью к.п.д. от подачи при ω=const. Теоретический расчет данных характеристик представляет большие трудности, поэтому на практике пользуются экспериментальными зависимостями Н=f(Q), η=f(Q), которые приводятся в каталогах насосов для номинальной скорости ωном. Чтобы получить Q-H характеристики для скорости, отличной от номинальной, пользуются следующими законами подобия:

                                                   (3)

                                                (4)

                                                (5)

Для этого задается ряд значений Qe, которым соответствуют значения He на исходной естественной Q-H характеристике с ωном=const. В соответствии с формулой (5) рассчитываются параболы H=He(Q/Qe)², проходящие через выбранные точки на Q-H характеристике. Каждой точке параболы соответствует определенная скорость механизма ω= ωномQ/Qe. Т.к. законы пропорциональности получены в предположении постоянства гидравлического и объемного к.п.д. насоса, то пересчетные параболы оказываются линиями постоянного к.п.д. механизма.

Установившийся режим работы насоса при некоторой ω=const определяется графическим способом – точкой пересечения соответствующей Q-H характеристики и характеристики магистрали, подключенной к насосу:

                                           (6)

где:  Hst - статический напор магистрали;

kmag – коэффициент сопротивления магистрали.

Из рис.1. следует, что при уменьшении ω рабочая точка механизма перемещается вниз по характеристике магистрали , что соответствует снижению подачи и напора.

Рис.1. Q-H характеристика механизмов центробежного типа.

Для нашего насоса задан следующий график работы:

0 – 6 ч. – 5 м³/ч;

  6 – 8 ч. – 40 м³/ч;

   8 – 14 ч. – 30 м³/ч;

  14 – 18 ч. – 20 м³/ч;

  18 – 21 ч. – 40 м³/ч.

Графически производительность насоса по часам можно представлена на рис.2.