Строим линию постоянного КПД на рисунке 2 и определим координаты точки пересечения с естественной характеристикой.




Техническое задание

 

1.Сеть переменного тока U1=380 В.

2.Производительность насоса плавно регулируется в диапазоне D1 и D2.

3.Для плавного регулирования производительности используется регулирование скорости приводного асинхронного двигателя в асинхронно-вентильном каскаде.

4.Режим работы насоса - длительный.

5.Схема должна предусматривать электрическое торможение при переходе на пониженную скорость и остановке.

Исходные данные:

Uс=380 В. – напряжение сети;

D1=1.3 и D2=3 – Диапазон регулирования производительности;

Q=40 л/с = 0.04 м3/с – ­ производительность насоса;

d1 =200 мм = 0.2 м – диаметр трубы всасывающей линии;

l1 =20 м – длина всасывающей линии;

d2=150 мм = 0.15 м – диаметр трубы напорной линии;

l2=400 м – длина напорной линии;

Hст=2 м – статический напор.

 

2. Обоснование принятого варианта системы

 

Принципиальная схема привода показана на рис.1

Каскадные приводы с асинхронными двигателями используются в установках средней и большей мощности, работающих в продолжительном режиме. Диапазоны регулирования относительно небольшие (до 2, т.к. дальнейшее увеличение диапазона приводит к увеличению установленной мощности всех силовых элементов, включенных в роторную цепь). Регулирование угловой скорости одно-зонное, плавное одноступенчатое, экономичное. КПД каскада достаточно высок, достигает 0.82 – 0.9 при максимальной угловой скорости и тем выше, чем больше мощность привода. При снижении угловой скорости КПД падает. Высокое значение КПД объясняется тем, что энергия скольжения за вычетом потерь возвращается обратно в питающую сеть.

Пуск двигателя целесообразно осуществлять с пусковыми резисторами в роторной цепи. Это объясняется тем, что в случае пуска в схеме каскада в цепь выпрямленного тока необходимо ставить резистор, а это повлечет за собой увеличение потерь в роторной цепи. Кроме того, отключение пусковых резисторов следует производить после того, как к ротору подключен каскад.

Что касается электрического торможения, то в схемах АВК легко реализуется динамическое торможение, его схема проста, поэтому используем именно его.

Асинхронно – вентильные каскады так же легко поддаются автоматизации и позволяют обеспечить оптимальный режим работы производственного механизма.

 

 
 


Расчет мощности и выбор насоса.

 

Полный напор магистрали находится по формуле

где λ – коэффициент потерь напора;

ξ - коэффициент местных потерь.

 

Всасывающая магистраль d1 = 0,2; = 253,4∙10-5;

Напорная магистраль d2 = 0,15; = 279∙10-5.

Суммарный полный напор для всасывающей и напорной магистралей:

По полученным значениям Нмакс и Qмакс выбираем из справочника насос KM160/20(6KM-12)

с параметрами:

Q=0.042 м3/с; Н=15 м; n=1450 об/мин; h=75%; Hдопвак=4.5 м; Dр.к.=240 мм

Q-H характеристика насоса представлена на рисунке 2.

Расчет Q- H характеристик насоса и магистрали.

Рассчитаем характеристику магистрали по формуле (3.1), изменяя Q от нулевого значения до значения Q = 2∙Qмакс

Пример расчета:

 

Данные представлены в таблице 1.

Таблица 1 (Q – H характеристика магистрали)

 

Q   0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08
H   2,4866 3,9462 6,379 9,785 14,164 19,52 25,8411 33,1394

 

т.к. данные насоса не соответствуют заданным, то пересчитываем каталожную характеристику насоса. Для пересчета используем законы пропорциональности законов:

Строим линию постоянного КПД, проходящую через точку с координатами Q= 0.04 м3

H=9.78 м.

Рассчитываем по формуле:

Пример расчета:

 

Данные расчета представим в таблицу 2.

Таблица 2

Q   0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08
H   0,6113 2,445 5,501 9,78 15,281 22,01 29,9513 39,12

Строим линию постоянного КПД на рисунке 2 и определим координаты точки пересечения с естественной характеристикой.

Qe=0.0475 He=14

Находим максимальную частоту вращения насоса:

Рассчитаем Q-H характеристику для максимальной производительности насоса по формулам:

Пример расчета:

Данные расчета показаны в таблице 3. Q –H характеристика показана на рисунке 2.

Таблица 3.

Qe   0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06
He   19,5   18,5   12,5  
Q   0,0084 0,0168 0,025 0,034 0,042 0,05
H   13,759 14,112 13,05 11,29 8,82 5,645

 

Q- H характеристика насоса, соответствующая максимальной производительности.

 

Найдем значения минимальных подач в соответствии с диапазонами:

Рассчитаем Q – H характеристику для производительности Q1p.

Cтроим линию постоянного КПД, проходящую через точку с координатами H1p=6.58 м, Q1p=0.0307 м3/с. Рассчитываем по формулам:

Данные расчета представлены в таблице 4.

Таблица 4.

Q   0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08
H   0,698 2,793 6,283 11,2 17,45 25,1 34,209 44,682

 

Линия постоянного КПД для Q1p.

 

Cтроим линию постоянного КПД на рисунке 2 и определяем координаты пересечения ее с естественной Q – H характеристикой. Qe=0.046 He=14.5

 

Рассчитываем Q – H характеристику для минимальной производительности насоса в диапазоне D1 по формулам:

Найдем соотношение скоростей:

Рассчитаем Q – H характеристику для минимальной производительности насоса в диапазоне D1 по формулам:

Данные расчетов сведены в таблицу 5.

Таблица 5.

 

Q   0,0067 0,0134 0,02 0,027 0,0335 0,04
H 7,631 8,7536 8,978 8,305 7,182 5,6113 3,591

 

Q – H характеристика насоса, соответствующая минимальной производительности в диапазоне D1.

Q – H характеристика показана на рисунке 2.

Рассчитаем Q – H характеристику насоса, проходящую через точку с координатами: Q2p, H2p.

Строим линию постоянного КПД:

Данные расчета представлены в таблице 6.

Таблица 6.

Q   0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08
H   1,6168 6,4673 14,55 25,87 40,421 58,21 79,2244 103,477

 

Линия постоянного КПД, проходящая через точку Q2p, H2p.

Cтроим линию постоянного КПД на рисунке 2 и определяем координаты пересечения ее с естественной Q – H характеристикой. Qe=0.035 He=18

Рассчитываем Q – H характеристику для минимальной производительности насоса в диапазоне D2 по формулам:

Найдем соотношение скоростей:

Рассчитаем Q – H характеристику для минимальной производительности насоса в диапазоне D2 по формулам:

Данные расчетов сведены в таблицу 7.

Таблица 7.

 

Q   0,0038 0,0076 0,011 0,015 0,019 0,023
H 2,455 2,8158 2,888 2,671 2,31 1,805 1,155

 

Q – H характеристика насоса для скорости w2p.

Q – H характеристика показана на рисунке 2.

 

Рисунок 2. Характеристики насоса и магистрали

 

 

5. Расчет мощности и выбор двигателя.

Из рисунка 2 определим КПД в рабочих точках:

Мощность насоса рассчитываем по формуле:

 

где g - плотность воды, кг/ м3.

 

Для максимальной производительности:

;

для производительности Q1p (Диапазон D1);

для производительности Q2p (Диапазон D2);

Мощность двигателя должна быть на 10% больше мощности насоса:

 

Выбираем двигатель 4AK160S4У3:

nc=1500 об/мин; Pн=11 КВт; h=86.5%; cosj=0.86; Sн=4.4%; Sk=33%; 2P=4; I2н=22A; U2=305 B U1=380 B;

параметры схемы замещения:

 

Рисунок 3. Схемы замещения фазы двигателя.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-06-11 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: