Электропривод и система автоматического управления насосной установки

Дипломная работа - Физика

Другие дипломы по предмету Физика

?ания:

 

= 3,65 Ом. (4.7)

 

Индуктивные сопротивления фаз статора и ротора [3, табл.3], Ом:

 

Х1 = 0,864; Х2 = 2,087. (4.8)

 

Критическое скольжение: sк = 12%.

Приведенное активное сопротивление фазы ротора, Ом: R2 = 0,417.

Активное сопротивление фазы статора, Ом: R1 = 0,686.

Критический момент:

 

= 53,95 Нм. (4.9)

 

Ток холостого хода:

 

= 5,024 А. (4.10)

 

Приведенный ток ротора описывается уравнением:

 

. (4.11)

 

Потери на намагничивание:

 

DРст =0,02 * Рном / hном = 171,429 Вт. (4.12)

 

Активное сопротивление ветви намагничивания:

 

= 2,264 Ом. (4.13)

 

Индуктивное сопротивление ветви намагничивания: Хm = 55,149 Ом.

Электромагнитная постоянная времени электродвигателя:

 

с. (4.14)

 

Для скорости двигателя w в пределах от 0 до wном с некоторым шагом Dw проводим следующие расчеты:

определяем абсолютное скольжение:

 

sa = 1 - w / wон; (4.15)

 

определяем момент двигателя, Нм:

 

. (4.16)

 

 

Расчет естественной механической характеристики, согласно формулам 4.15 и 4.16 производим на ЭВМ в пакете EXCEL97. Полученная в итоге механическая характеристика приведена на рис.4.4.

 

4.3 Проверка выбранного электродвигателя по перегрузочной способности и перегреву

 

 

Как было указано выше, проектируемая установка работает в длительном режиме, поэтому для проверки двигателя достаточно проверить три точки при относительной скорости w* = w/wн, равной 0,5; 0,75; 1, с учетом ухудшений условий охлаждения при пуске двигателя. График зависимости коэффициента ухудшения условий охлаждения от скорости двигателя показан на рис.4.5.

Рассчитаем величины необходимые для проверки двигателя по перегрузочной способности и по нагреву.

Определим синхронную частоту вращения двигателя:

 

w0=pn0/30=3,143000/30=314 рад/с (4.17)

 

Определим номинальную частоту вращения двигателя:

 

wн= w0 (1-sн) =314 (1-0,026) = 305,836 рад/с

 

Определим номинальный момент двигателя:

 

Мн = Рн / wн = 7500/305,836 = 24,523 Нм (4.18)

 

Момент насоса для любой относительной скорости w* можно определить как [1, стр.266]:

 

Мнас = М0 + 0,9Мнw*2, (4.19)

 

где М0 - момент определяемый силами трения в механизме, принимаем равным 5% от номинального момента насоса, Мн - номинальный момент насоса, определяем как Мнас = Рнас / wнас = 6500/303,53 = 21,41; где Рнас и wнас - соответственно номинальные мощность и частота вращения насоса.

Расчетный момент двигателя определяем с учетом ухудшения условий охлаждения при пуске двигателя, для учета ухудшения условий охлаждения введем коэффициент ку, значения которого принимаем согласно рис.4.5.

Таким образом, формула для расчетного момента двигателя будет иметь вид:

 

Мрасч = ку Мнас (4.20)

 

Исходя из вышеизложенных соображений для первого случая (w*=1) имеем:

 

Мнас = 0,0521,41 + 0,9521,411 = 21,41 Нм,

Мрасч = 21,411 = 21,41 Нм.

 

Для второго случая (w*=0,75) получаем:

 

Мнас = 0,0521,41 + 0,9521,410,752 = 12,51 Нм,

Мрасч = 12,511,25 = 15,64 Нм.

 

Для третьего случая (w*=0,5) получим:

 

Мнас = 0,0521,41 + 0,9521,410,52 = 6,16 Нм,

Мрасч = 6,161,5 = 9,23 Нм.

 

Так как для всех трех случаев расчетный момент двигателя с учетом ухудшения охлаждения, меньше чем номинальный момент двигателя (Мрасч < Мн), то, следовательно, двигатель удовлетворяет и условиям перегрузки, и условиям перегрева.

5. Расчет и проектирование силовой схемы автоматизированного электропривода

 

Для питания электродвигателей привода насосов, которые предварительно выбраны в п.2.7.2 и проверены по нагреву и перегрузке в п.4.3 мы будем использовать преобразователь частоты типа РЭН (ЯВИЕ.435321.001) производства Новополоцкого завода "Измеритель".

Данный преобразователь предназначен для частотного управления асинхронными трехфазными электродвигателями мощностью до 30 кВт.

Область применения преобразователя: насосные станции водо - и теплоснабжения в жилищно-коммунальном хозяйстве, энергетике, технологические насосные установки в химической промышленности, станции оборотного водоснабжения на предприятиях машиностроительной и других отраслей промышленности.

 

 

Примерная упрощенная схема силовых цепей этого преобразователя показана на рис.5.1 Все элементы данной схемы рассчитаны и поставляются в составе преобразователя.

Основные параметры преобразователя частоты типа РЭН:

  • номинальное напряжение питающей сети 338010% В, 501% Гц;
  • номинальное напряжение питания приводного двигателя 3380 В, 50 Гц;
  • номинальная мощность приводного двигателя - не более 7,5, 11, 15, 22, 30 кВт, в зависимости от конструктивного исполнения преобразователя (принимаем преобразователь РЭН-2-02-УХЛ4, рассчитанный на мощность приводного двигателя до 7,5 кВт);
  • диапазон регулирования частоты от 2,5 до 50 Гц;
  • форма выходного напряжения - импульсная, модулированная по гармоническому закону, обеспечивает квазисинусоидальную форму тока во всем диапазоне регулирования выходной частоты;
  • коэффициент полезного действия преобразователя в номинальном режиме - не менее 0,9;
  • коэффициент мощности преобразователя - не менее 0,95;
  • преобразователь частоты предназначен для работы в закрытых отапливаемых помещениях в районах с умеренным климатом, климатическое исполнение УХЛ, категория разм