3. Расчетная часть

3.1 Исходные данные для расчета

Марка	Подача, м3/час	Напор, м	Мощность, кВт
ЭЦВ 8-40-125	40	125	20

Серия		Высота оси вала,мм	Мощность, кВт	Частота, об./мин	Напряжение, В	КПД, %	cos
ПЭДВ 20-180		180	20	3000	380	84	0,775

Исходные данные:

Q_ном. =40 м³ /час;

Н_{ном.т.м.}=121м;

Н_ст.=113м.

Характеристики насоса показаны на Рисунках 3.1, 3.2, 3.3.

Рисунок 3.1 Характеристика H=f(Q).

Рисунок 3.2 Характеристика P=f(Q)

Рисунок 3.2 Характеристика =f(Q)

Согласно показанным характеристикам насос имеет следующие номинальные параметры:

– номинальный напор насоса, ;

– номинальная подача насоса, ;

– номинальный напор магистрали, ,

– статический напор в сети (номинальная высота подъема), .

Так как магистраль в нашем случае со статическим напором, то ее характеристика имеет следующий вид:

.

Характеристика магистрали с естественной напорной характеристикой изображена на Рисунке 3.4

Рисунок 3.4 Совместная работа турбомеханизма и магистрали.

3.2 Расчет основных параметров насоса и двигателя

Определим мощность турбомеханизма в номинальном режиме

,

где .

Номинальный момент турбомеханизма

.

Определим угловую скорость двигателя , с которой начинается перекачка

.

Найдем момент инерции электропривода:

где .

С помощью характеристики P=f(Q) определяем отношение

.

Определим мощность, с которой начинается режим перекачивания

.

Определим момент с которого начинается режим перекачивания

.

Определим площади фигур для нахождения среднего момента:

.

Найдем средний статический момент:

;

Найдем средний пусковой момент:

.

Найдем средний динамический момент:

3.3 Проверка двигателя по прямому пуску

В нашем случае используется регулируемый электропривод с системой ПЧИН – АДКЗР. Но преобразователь частоты характеризуется значительно меньшей надежностью, чем двигатель. По этому требуется предусмотреть случай, когда преобразователь частоты выйдет из строя, и двигатель автоматически подключается на прямую к трехфазной сети, а параметры насоса регулируются установленной на выходе насоса задвижкой. Для этого двигатель должен подходить по условиям прямого пуска. Для двигателя, используемого в нашей системе ПЭДВ 20-180, не известен такой параметр, как скорость нарастания температуры. По этому предлагается выбрать двигатель такой же мощности серии 4А и проверить его по условиям прямого пуска. Зная, что наш двигатель погружной и всегда находиться под водой, можно сделать вывод, что охлаждение у него будет более лучшее. Таким образом выбираем двигатель 4А180М2У3, мощностью 22 кВт и синхронной угловой скоростью 3000 об/мин. Номинальное скольжение 2%, КПД номинальное 88,5%.

Принимаем температуру окружающей среды

.

Начальная температура

где номинальные потери в двигателе

,

номинальные потери в турбомеханизме

,

.

Найдем время пуска двигателя

.

Из справочника [1] берем скорость нарастания температуры .

Температура двигателя при прямом пуске

.

Температура двигателя при прямом пуске не превышает допустимую температуру для данного класса изоляции двигателя F . Следовательно выбранный двигатель удовлетворяет условию .