Содержание
1.Техническое задание…………………………………………………...2
2.Обоснование принятого варианта системы…………………………...2
3.Расчет мощности и выбор насоса……………………………………...4
4.Расчет Q-H характеристик насоса и магистрали……………………...4
5.Расчет мощности и выбор двигателя…………………………………..8
6.Расчет механических характеристик насоса…………………………..9
7.Расчет естественной механической характеристики двигателя…….11
8.Расчет и выбор элементов силовой части электропривода………….12
8.1.Выбор трансформатора………………………………………………..12
8.2.Выбор диодов и тиристоров…………………………………………..13
8.3.Выбор сглаживающего дросселя……………………………………..15
8.4.Расчет пусковых резисторов………………………………………….16
8.5.Расчет тормозного резистора…………………………………………17
9.Расчет пусковых характеристик электропривода………………..……17
10.Расчет графиков переходных процессов……………………………..20
11.Расчет удельного расхода энергии и cos
на единицу производительности…………………………………………25
12. Вывод…………………………………………………………………..28
Литература…………………………….…………………………………..29
1.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.
3.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 ; =75%; Hдопвак=4.5 м ; Dр.к.=240 мм
Q-H характеристика насоса представлена на рисунке 2.
4.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
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
H
2
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/с
H=9.78 м.
Рассчитываем по формуле:
Пример расчета:
Данные расчета представим в таблицу 2.
Таблица 2
-
Q
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
H
0
0,6113
2,445
5,501
9,78
15,281
22,01
29,9513
39,12