6.3 Синтез датчика давления

Исходные данные:

Р_ном= 15 кВт;

ω₀=n₀=3000 об/мин;

ω_нои=n=2900 об/мин;

ɳ = 67%;

cosφ=0,89;

М_макс/М_ном= 2,2 λ;

Ј_дв =0,039 кг/м²;

J_Σ= 1,4* Ј_дв= 1,4*0,039=0,055;

Q=0,02 м³/с;

f_шим=6000 Гц;

U_оср=8В;

Н=80;

р_ном= Н_pg=80*567*9?81=444981,6 Н*м;

Р_н=4

Определим S_н по формуле:

S_н = ω₀- ω/ ω= 3000-2900/2900=0,03

Номинальный момент двигателя рассчитываем по формуле:

Н*м, (6.2)

где рад/с,

ω₀ =2πf/р_н=2*3,14*50/4=78,5

Модуль жесткости определяется по формуле:

, (6.3)

где М_к – критический момент двигателя,

s_к – критическое скольжение.

М_к= М_ном*2= 49,4*2=98,8 ,

= =0,12 , (6.4)

=5,43

Электромагнитная и механическая постоянные времени определяются по формулам:

с. (6.5)

, (6.6)

где - суммарный момент инерции, включающий в себя момент инерции двигателя и насоса.

с.

Определяем коэффициент m:

m= Тм/Тэ=0,01/0,1=0,1

Заключение: m=0,1, что меньше 4, а значит система колебательная.

6.4 Настройка на технический уровень

Для выбора желаемой передаточной функции был предложен так называемый технический оптимум (оптимум по модулю), соответствующий передаточной функции колебательного звена:

В инженерных расчётах передаточную функцию преобразователя частоты Wпч(p) можно представить следующим звеном:

,

Делаем допущение вследствие малой величины :

Кпч

Коэффициент усиления преобразователя частоты Кпч определяется по формуле:

(6.7)

Тогда передаточная функция имеет вид:

.

Передаточная функция асинхронного двигателя:

Полная передаточная функция асинхронного двигателя в соответствии со структурной схемой определяется по формуле:

.

Коэффициент К_р, учитывающий связь между производительностью насоса Р и его частотой вращения и определяется следующим образом:

(6.8)

Коэффициент обратной связи:

К_оср= U_ном/р_ном=8/444981,6=0,00002. (6.9)

Синтез:

W_{рез р}= W_рез^ж_т.о.

Передаточная функция:

W_рр*W_пч*К_р*К_оср= 1/ 2Т_мр(Т_μр+1);

W_рр*К_п/Т_пч+1*2П/рп*1/Т_μр+1*К_р*К_оср=1/ 2Т_мр(Тμр+1);

Преобразовывая функцию получаем вид:

W_рр=3,3+1/0,03р.

Таким образом регулятор давления получился пропорционально-интегральным (ПИ).

Вывод: статическая ошибка регулятора давления имеет 5%, то контур давления будет настроен на технический оптимум в результате регулятор давления получился пропорционально-интегранльному.

7. Выбор аппаратов управления и защиты

Правильный и рациональный выбор аппаратов коммутации и защиты для цепей управления приемников электрической энергии являются осно-вополагающим при разработке схем управления и защиты.

В данном проекте применяем аппараты коммутации и защиты: автоматический выключатель, электромагнитный пускатель, предохрани-тель.

Автоматические выключатели обеспечивают одновременно коммутации силовых цепей и защиты электроприемника, а также сетей, от перегрузки и коротких замыканий. Аппараты имеют тепловые расцепители, и как правило, снабжаются дугогасящими устройствами в виде фибровых пластин, либо дугогасящих камер.

Автоматические выбирают по их номинальному току. Уставки токов расцепителей определяют по следующим соотношениям:

1)Ток срабатывания электродинамического расцепителя:

Iэ≥1,2*In (7.1)

Iэ ≥ 1,2 * 26= 32А.

2)Ток срабатывания теплового расцепителя

IТ ≥ 1,25 * Iн

IТ ≥ 1,25 * 21 = 25,3 А (7.2) Также автоматические выключатели выбираются по роду тока комму-тирующих цепей, по числу коммутирующих цепей, по номинальному току контактов.

Выбираем автоматический выключатель серии А3710Б 400, характеризующийся следующими параметрами:

Iном = 32 А – номинальный ток;

U = 380 В – напряжение сети;

m = 3 – число полюсов;

tот = 0,015с – время отключения автоматического выключателя.

Магнитные пускатели предназначены для пуска, останова, реверсирова-ния и тепловой защиты (в основном) асинхронных двигателей. Выбор пускателя осуществляется по номинальному напряжению сети, по номинальному напряжению катушки пускателя, по номинальному току электроприемника. Наибольшее применение находят магнитные пускатели типов ПМЕ, ПМА, ПА, (ПАЕ). В связи с тем что, электродвигатели с короткозамкнутым ротором до 75 кВт управляются с помощью магнитных пускателей, а электродвигатели с короткозамкнутым ротором от 75 до 315 кВт управляются с помощью контакторов, поэтому выбираем контактор серии КТ 6000С характеризующий следующими параметрами:

Iном = 0,75 - 16 А – номинальный ток;

U = 380 В – напряжение сети;

m = 3 – число полюсов.

Предохранители предназначены для защиты электрических сетей, электроустановок, электродвигателей от коротких замыканий.

Предохранитель для цепи управления выбираю по максимальному току, потребляемому цепями управления, по формуле:

IFU = 1,2 ÷ 1,3 Iymax (7.3)

IFU = 1,2 * 4 = 4,8 А.

Выбираем предохранитель серии ПР-2, с параметрами:

Iном = 10 А – номинальный ток;

Iном п.в. = 5 А – номинальный ток плавкой вставки.