Система управления асинхронным двигателем
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ческими муфтами, сборниками и прочие, устраняются.
Энергосбережение: установки, содержащие насосы отличаются большими энергетическими потерями, которые могут существенно снизить общие показатели системы.
В самом деле, регулирование традиционно поручается дроссельным клапанам, расположенным ниже по течению, чем сами насосы, функцией которых является уменьшение падения давления в контуре так, чтобы изменять расход жидкости путем изменения характеристики кривой установки, как показано на рисунке, от точки А до точки В.
Знание проблем, связанных с энергосбережением, сделало эти методы управления устаревшими, способствуя введению недиссипативных систем регулирования, которые полностью устраняют падение давления; таким образом достигается максимальный КПД установки.
В самом деле, значительное энергосбережение можно получить если проанализировать выражение для мощность на валу насоса (1.1):
При установке регулирующего клапана, который по природе своей является рассеивающим элементом, регулирование можно выполнить, воздействуя на скорость насоса и находя характеристическую кривую H-Q, соответствующую конкретному числу оборотов; поэтому поскольку число оборотов меняется, кривая переносится параллельно самой себе.
В настоящее время регулирование обычно производится с помощью датчика напора насоса (Н), который имеет приемлемую начальную стоимость и обеспечивает существенное энергосбережение, но не осуществляет полного управления всей системой.
На рисунке показано, как любое изменение напора Н влияет также на кривую установки (от точки А до точки В); а это происходит, главным образом, из-за падения давления в контуре.
На рисунке возможность управлять и напором насоса Н, и подачей насоса Q позволяет перемещать кривую установки, как и ранее, параллельно номинальной кривой, в то же время поддерживая оригинальную кривую установки (от точки А до точки В). Получается значительное снижение потребляемой мощности, и работа проходит с оптимальной рабочей мощностью и максимальным КПД.
Это также можно увидеть, если проверить каждую отдельную область, где значения мощности указаны в процентах.
Рис.2.3 график зависимости сбережения мощности от расхода Q.
График, приведенный на рисунке 2.3., показывает наглядно, что сбереженная мощность, полученная за счет использования автоматизированного электропривода зависит, главным образом, от величины средней подачи, которую можно получить от насоса.
Кривая Р1 показывает мощность, необходимую для системы, когда используются дроссельные клапана или задвижки. Кривая Р2 показывает мощность, необходимую для системы, когда используется преобразователь частоты. Кривая Р3 показывает сбереженную мощность при различных уровнях подачи и максимальном КПД установки.
2.2 Формулирование требований к автоматизированному электроприводу и системе автоматизации
Основным требованием к автоматизированному электроприводу является стабилизация напора, а для системы автоматизации - в случае отказа преобразователя перейти в режим нерегулируемого насоса или включение резервного насоса при увеличении потребления воды выше возможностей одно насоса или при выведении его из строя.
Так же электроприводу насоса предъявляется следующие требования:
Высокоэффективного перекачивания, при этом устраняется необходимость в регулирующих клапанах, которые неэффективно использовались для снижения расхода воды, и нет нужды недогружать насосы, что происходит при их работе с постоянной скоростью.
Плавного пуска, помогающего избежать пиков давления и вытекающей отсюда нагрузки на выходные трубы. Это снижает риск повреждений и утечки, а также внезапных колебаний давления, которые вызывают вибрацию труб, сопровождаемую звуками, напоминающими стук молотка, называемые обычно "трамбовкой". Интенсивная трамбовка может даже вызвать разрыв труб, в то время как внезапное понижения давления может, наоборот, вызвать вдавливание. Кавитация может также вызвать коррозию трубопровода. Постепенная, а не внезапная остановка насосов к тому же предотвращает одинаково вредные для труб пики давления. Более того, она снижает износ подшипников и редукторов насоса. С помощью настройки длительности разгона и торможения можно оптимизировать процесс запуска и останова.
2.3 Проектирование функциональной схемы автоматизированного электропривода
Автоматизированный электропривод насоса со стабилизацией напора должен иметь регулятор давления, на вход которого подается разность сигнала задания и обратной связи по давлению. Стабилизация напора реализуется изменением скорости вращения двигателя с помощью регулятора частоты, на вход которого поступает разность сигналов с выхода регулятора давления.
Функциональная схема электропривода
Рис.2.4
Выходной сигнал регулятора частоты является управляющим преобразователя частоты.
Полученная схема представлена на рис.2.4., где Uзд? напряжение сигнала задания напора, Uод? напряжение сигнала обратной связи по напору, РД? регулятор давления, ДТ? датчик тока входящий в состав преобразователя, ДД? датчик давления, В? выпрямитель, Ф? фильтр, АИН? автономный инвертор напряжения, М? двигатель, ЗГЧ? задатчик генератора частоты.
Преобразователь сам рассчитывает текущее значение скорости вращения и устанавливает необходимую.