Многоскоростные электродвигатели в насосных установках
Циркуляционные насосные станции некоторых московских ТЭЦ укомплектованы вертикальными насосными агрегатами с двухскоростными двигателями марки ДВДА215/64-16-20К. Из семи насосов каждой станции два приводятся во вращение этими электродвигателями. Номинальная мощность двигателей 1400 кВт, частота вращения 375 и 300 об/мин. Наличие таких насосных агрегатов позволяет лучше приспосабливать режим работы насосной установки к режиму работы теплосети. Применяются двухскоростные электродвигатели и в водопроводных насосных установках.
Требования к автоматизированному электроприводу
Насосы являются механизмами с режимом длительной нагрузки с малым числом включений и большим количеством часов работы в году. Нагрузка на валу приводного двигателя спокойная, без перегрузок. Необходимый диапазон частоты регулирования не превышает, как правило, 2:
1. Нагрузка на валу механизма носит чисто вентиляторный характер, т.е. статический момент сопротивления на валу механизма пропорционален квадрату скорости.
Электропривод должен нормально функционировать в условиях повышенной влажности и относительно высоких температур, а также иметь максимально возможные показатели надежности. В этих условиях предпочтительным является применение асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, получающего питание от преобразователя частоты. АД КР отличается простотой, надежностью, отсутствием контактных соединений (щеток), дешевизной, а преобразователь частоты позволяет добиться достаточно точного регулирования скорости АД КР.
|
|
|
Таким образом, можно сформулировать требования к электроприводу. Электропривод должен обеспечивать:
– диапазон регулирования скорости 3: 1;
– перегрузочную способность не ниже 1,5;
– плавный пуск насосного агрегата и разгона до заданной скорости;
– торможение выбегом;
– климатическое исполнение УХЛ4;
– степень защиты IP44.
Требования к системе автоматизации насосной установки
Автоматизация производственных установок позволяет более быстро и точно воспроизводить технологический процесс. При полной автоматизации процесса не требуется постоянного участия человека, ему остается роль наблюдателя и корректировщика. На данный момент целесообразно автоматизировать производственные установки при помощи микропроцессорных систем (программируемых контроллеров), которые позволяют заменить жесткую логику на программное управление, повысить надежность и гибкость системы управления.
Определим требования к автоматизированной системе управления:
- плавный пуск насосного агрегата и разгон до заданной скорости;
|
|
|
- определение необходимого напора в зависимости от текущего расхода;
- стабилизация необходимого напора жидкости в системе за счет регулирования скорости вращения электродвигателя;
- включение и отключение резервного насоса в зависимости от требуемого расхода;
- ввод в действие резервного насоса в случае аварии рабочего;
- автоматический разгон насосного агрегата после исчезновения напряжения питания (автоматическое повторное включение);
- защита от тепловых перегрузок приводных двигателей насосных агрегатов;
- периодическая смена основного насосного агрегата стабилизирующего подачу жидкости в систему;
- система управления должна обеспечивать контроль минимального, максимального и аварийного расхода.
Обоснование выбора системы электропривода
Обоснование выбора системы электропривода
Для привода насосной установки предварительно была выбрана система: преобразователь частоты - асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
Действительно, на основании сформированных требований к электроприводу и системе автоматизации (см. п.2.5, п.2.6.), можно предположить, что использование в насосной установке двигателя постоянного тока с тиристорным выпрямителем не имеет смысла, т.к. по сравнению с асинхронным двигателем с КЗР и ПЧ ДПТ имеет следующие недостатки:
|
|
|
- наличие щеточного контакта понижает надежность и неприхотливость двигателя;
- высокая стоимость ДПТ, по сравнению с АД КЗР;
- на щеточных контактах отрицательно сказывается высокая влажность окружающей среды, следовательно, для использования в насосной установке потребуется специальный, герметизированный ДПТ, что еще более поднимет его сложность и стоимость.
Достоинства ДПТ перед АД такие как простота и точность регулирования скорости в широком диапазоне, хорошие статические характеристики в данном случае, при использовании в качестве привода насосной установки, не имеют решающего значения, т.к. особая точность отработки заданной скорости и ее стабилизации не нужна, тем более не нужен широкий диапазон регулирования скорости (вполне достаточно иметь диапазон регулирования скорости D = 3…5). Тем более, что использование системы ПЧ-АД дает результаты не намного худшие, чем использование системы УВ-ДПТ или ШИП-ДПТ, а преобразователь частоты стоит не намного больше чем управляемый выпрямитель или широтно-импульсный преобразователь, которые все чаще применяются для управления приводами постоянного тока.
|
|
|
Системы электропривода с АД с фазным ротором не являются актуальными т.к.:
- система АД ФР со ступенчатым регулированием скорости в принципе подходит по характеристикам и дешевле по стоимости, но, наличие добавочных сопротивлений в роторной цепи увеличивает расход электроэнергии, что является весьма актуальным;
- система АД ФР с импульсным регулированием сопротивления имеет характеристики, аналогичные характеристикам системы ПЧ-АД КЗР, но при соизмеримой цене преобразователя частоты и импульсного регулятора сопротивления, стоимость АД ФР гораздо выше, чем АД КЗР.
Системы электропривода с синхронными двигателями также как и системы АД ФР вполне пригодны для насосных установок, но их использование обойдется дороже из-за дороговизны двигателя.
Таким образом можно выделить следующие существенные преимущества системы ПЧ-АД КЗР перед другими системами электропривода при использовании его в насосной установке: простота и надежность двигателя; отсутствие контактных соединений (щеток) в двигателе; низкая стоимость двигателя; достаточное качество регулирования скорости; экономичность.
Недостаток системы ПЧ-АД КЗР один - пока что достаточно высокая стоимость преобразователя частоты.
Исходя из вышеперечисленных соображений, целесообразно использовать в качестве приводного двигателя насосной установки асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, а питание двигателя осуществлять от преобразователя частоты с векторным управлением.
Дата добавления: 2018-10-25; просмотров: 383; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!