4.1. Керування потоком рідини і газу

Асинхронні двигуни звичайно використовуються для привода вентиляторів і насосів для транспортування потоків рідин і газів. 232

Вони знаходять застосування у всіх галузях комерційної і промис­лової діяльності. Прикладами можуть служити вентилятори, підду­вала, вентилятори парових котлів, насоси для перекачування груз­лих рідин і вентилятори підживлювачів котлів. Звичайно ці двигу- _ни працюють при будь-яких навантаженнях з постійною швидкістю. Керування потоком здійснюється з використанням механічних дроселів, клапанів і вентилів.

повний потік частковий потік

Рис. 5.7

Типовий приклад показаний на рис. 5.7, де двигун змінного струму приводить вентилятор охолодження. Двигун розрахований за критерієм максимального навантаження; повітря, що перека­чується, задовольняє максимальним технологічним вимогам. Якщо процес вимагає меншої кількості повітря, його потік змен­шують підстроюванням вихідних дроселів, що обмежують потік. Однак, при обмеженні потоку повітря, споживана потужність дви­гуна залишається близькою до її номінального значення, хоча потік за вимогами технології набагато менше максимального його зна­чення. Таким чином, при регулюванні потоку механічні дроселі і клапани розсіюють енергію, споживану двигуном, який обертаєть­ся з постійною швидкістю.

Важливою характеристикою вентиляторів і насосів є те, що потік пропорційний швидкості вентилятора чи насоса. Ця влас­тивість була застосована розробниками в минулому для констру­ювання ремінних чи редукторних передач, які використовувались Для двигунів з постійною швидкістю обертання. Тепер потік може бути змінений регулюванням швидкості обертання двигуна чи на­соса вентилятора, як показано на рис. 5.8.

При низьких швидкостях, зі зменшеним потоком, споживан­ня потужності є лише малою часткою номінальної потужності (рис. 3*5). Енергія, що розсіюється традиційними елементами регулю­вання при досягненні малих потоків, може бути зекономлена змен­

шенням швидкості обертання вентилятора чи насоса. З викорисї танням частотно-регульованого привода швидкість обертання веде, тилятора чи насоса може регулюватися для задоволення вимог процесу без розсіювання енергії (рис. 5.2).

Якщо вентилятор або насос працює на малій швидкості більшу частину робочого циклу, то застосування частотно-регульовано­го привода дасть відчутний економічний ефект.

Деякі турбомеханізми, що працюють при навантаженні близь­кому до номінального можуть використовуватися разом з частот- но-регульованим приводом, хоча це і не призведе до істотного за­ощадження енергії. Такі режими, як керований розгін і гальмуван­ня, особливо коли мова йде про вентилятори і насоси з великою інерцією, роблять частотне керування виправданим.

Необхідно також взяти до уваги обмеження моменту і швид* кості, що повинні бути покладені при використанні частотно-ре* гульованого привода в турбомеханізмах. При навантаженнях з ве­ликою інерцією, потрібно подбати про обмеження роботи на кривій моменту-швидкості подалі від області зриву моменту. Та­кож повинна бути прийнята до уваги сумісність окремих видів ча­стотно-регульованого привода для підтримки роботи на низьких швидкостях (нижче 20% від максимальної швидкості).