- қарапайым түрдегі үшін күкіртсутек 0.01 г/л көп емес, коррозияға берік түрі үшін 1,25 г/л дейін;
Қозғалтқыш жұмысының зонасында гидроқорғау қысымы 20Мпа-дан артық емес. Электрқозғалтқыштар өткізуші күші 30 КВтен кем емес маймен толтырылады. Шекті ұзақ рұқсат етілген электрқозғалтқыш статор орамының температурасы (корпус диаметрі 103мм қозғалтқыш үшін) 170 С тең, қалған қозғалтқыштар үшін 160 С.
Қозғалтқыш бір немесе бірнеше электрқозғалтқышт (үстінгі, ортанғы және төменгі, қуаты 63тен 630 КВт-қа дейін) және протектордан тұрады. Электрқозғалтқы статордан, ротордан, токберетін бастан, корпустан тұрады.
Электрқозғалтқыштың гидроқорғауы. Гидроқорғау қабат сұйықтығын электроқозғалтқыштың ішкі қуысына өтіп кетуден, электроқозғалтқыштың температурасынан ішкі қуыстағы май көлемінің азайып кетуінен сақтайды және электроқозғалтқыш білігінен айналу моментін сорап білігіне беру үшін арналған. Гидрақорғаудың бірнеше түрлері бар: П, ПД,Г.
Гидроқорғауды атқаруына қарай қарапайым және коррозияға тұрақты етіп шығарады. БЭҚ-тың жинақ комплектісіне гидроқорғаудың негізгі түрінің ашық типі қолданылады. Ашық типті гидроқоғау тығыздығы 21 г/см ге дейінгі, қабат сұйықтығы мен майы физика-химиялық қасиетке ие арнайы барьерлі сұйықты қолдануды қажет етеді.
Гидроқорғау трубкамен байланысқан екі камерадан тұрады. Қозғалтқыштағы сұйық диэлектриктің көлемінің өзгеруі кедергілік (барьер) сұйықтықтың бір камерадан екінші камераға құйылуымен компенсацияланады. Жабық типті гидроқорғауда резиналы диафрагмалар қолданылады. Олардың иілгіштігі май көлемінің өзгеруін теңгереді. БОТСҚ шығаратын ең ірі фирмалар «Реда ламп», «Ойл дайнамикс» болып табылады.
1.6 Батырмалы электрлі қозғалтқыш білігінің айналу жиілігінің ортадан тепкіш сорғыштардың жұмыс істеу сипаттамасына әсері
Тым жоғары тиімділікті ортадан тепкіш сорғыштардың жұмыс дөңгелектерінің айналу жиілігінің өзгеруіне негізделген реттеу тәсілдері қамтамасыз етеді.
Сорғыштардың жұмыс дөңгелектерінің айналу жиілігінің өзгеруі, оның барлық жұмыс параметрлерінің өзгеруіне әкеледі. Оның үстінде сорап сипаттамасының жағдайы өзгереді. Сорғыштың айналу жиілігі өгергенде,
сипаттамаларды томендегі формулалармен есептейді: |
|
|||||||
Q1 / Q2 = n1 / n2 |
, |
|
(1.1) |
|||||
H / H |
2 |
= (n / n )2 , |
(1.2) |
|||||
|
1 |
|
|
1 |
2 |
|
|
|
N / N |
|
|
= (n / n )3 |
, |
(1.3) |
|||
|
1 |
|
2 |
1 |
2 |
|
||
M |
|
/ M |
|
= (n / n )2 |
, |
(1.4) |
||
|
1 |
|
|
2 |
1 |
2 |
|
|
HC = HCT + SQ2 .
мұнда, HC - құбыр басындағы арын;
S - құбырдың гидравликалық қарсыласуы;
HCT - сұйық қабылдау және берілістің белгілеулерінің түрілігіне негізделген статикалық арын.
N gQH , 1000 Н
(1.5)
геодезикалық
(1.6)
мұнда сұйық тығыздығы, кг/м3; Q сорғыш берілісі, м3/с;
g еркін түсу үдеуі,
g 9.81м/с2;
Hсорап арыны, м;
H сорап ПӘК-і
Бөлек жағдайларда, келтірілген формуланы, мысалы, жалғыз сорғыштың жұмысында статикалық арынсыз өзгерген айналу жйілігімен жұмыс істейтін, сораптың жұмыс параметрлерін анықтағанда қолдануға болады.
Төменде сорғыштың оның айналу жиілігіне байланысты статикалық арынды жүйеге жұмыс атқаратын негізгі жұмыс параметрлерінің өзгеруі қарастырылады. Оларды анықтау үшін тәуелділіктер аналитикалық және графикалық түрге келтіріледі.
Өзгермелі айналу жиілігімен жұмыс істейтін, ортадан тепкіш сорғыштың арынды сипаттамасы, (1.5) теңдеуге сәйкес анықталады:
H H |
ф |
(n / n |
ном |
)2 S |
ф |
Q2 |
, |
(1.7) |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мұнда H ф және Sф - сорғыштың фиктивті көрсеткіштері; |
|
|||||||
n және nном сорғыштың |
айналу |
жиілігінің ауыспалы және |
||||||
номиналды мағыналары.
(1.5) теңдеуден байқайтынымыз, сорғыштағы гидравликалық жоғалтулар бірдей берілістерде айналу жиіліктеріне байланысты емес. Бұл оны өзгерткенде сораптардың арынды сипаттамасы бір-біріне ұқсас болып қала беретінін көрсетеді және тек өзінің жағдайын Q және H кординаттарында вертикалды өзгертеді. Графикте (сурет. 1.6) сорғыш жұмыс істейтін құбыр сипаттамасы келтірілген. Құбырдың сипаттамасы (1.5) тәуелділікте бейнеленген. 1,2,3 сорғыш сипаттамаларының қиылысуы, өзінің айналу жиілігімен n1 , n2 , n3 ке сәйкес өзгеретін, (1.4) құбыр сипаттамасымен
жұмысшы нүктелерінің a1 , a2 , a3 жағдайын анықтайды. Бұл нүктелерге сорғыштың жұмысшы параметрлерінің арынның H1 , H 2 , H3 және берілістің Q1 ,Q2 ,Q3 сәйкес келеді. Олай болса, сорап сипаттамаларының жұмысшы нүктелері айналу жиілігін өзгерткенде құбырдың сипаттамасында орналасады.
1-4 – сораптың арынды сипаттамалары n1 , n2 , n3 , n4 кезінде; 5-құбыр
сипаттамасы Сурет 1.7 - Өзгеретін айналу жиілігімен жұмыс істейтін сораптың және
құбырдың біріккен жұмысының сипаттамасы
Q параметрлеріне салыстырмалы құбыр (1.5) және сорғыштың (1.7) сипаттамаларының теңдеулерін біріктіріп шешу арқылы айналу жиілігінен сорғыш берілісінің өзгеру тәуелділігі табылады:
|
(n / n )2 (H / Н ) |
. |
(1.8) |
|
Q Qб |
HOM |
П Ф |
||
|
|
|
||
1 (Н П / НФ )
(1.8) теңдеуден сорғыш берілісі тек оның айналу жиілігіне ғана тәуелді емес, H П / НФ қатынасына да тәуелді екендігін көріп отырмыз.
Qб , Нб және nНОМ мәндерін базисті мағыналар түрінде қабылдап (1.8) тәуелділікті мына түрге келтіреміз:
|
|
|
|
|
|
|
|
Q* |
|
n*2 (H |
* / Н |
* |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П |
Ф |
|
, |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 (Н * |
/ Н * |
) |
|
(1.9) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П |
Ф |
|
|
|
|
|
Q* |
Q / Q салыстырмалы беріліс; |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n* n / n |
НОМ |
сорғыштың салыстырмалы айналу жиілігі; |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Н * |
Н |
П |
/ Н |
б |
салыстырмалы статикалық арын; |
|
||||||||||
П |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Н * |
Н |
* |
/ Н |
б |
сұйықтың |
көтерілуінің салыстырмалы фиктивті |
||||||||||
Ф |
|
Ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
биіктігі;
(1.9) пайдаланумен 13 суретте H П* / НФ* қатынасының әр түрлі мағынасы үшін, сорғыш берілісінің айналу жиілігіне байланысты графикалық тәуелділіктердің өзгеруі келтірілген. Келтірілген қисықтардан H П* / НФ* 0 болғанда, яғни статикалық арынсыз жұмысы кезінде, сорғыштың айналу жиілігінен берілістің квадратты өзгеру тәуелділігі көрнекі түрде көрінеді. Ұқсастықтан сорғыштың айналу жиілігінен туындайтын арын өзгеруінің тәуелділігі алынды:
H * H * |
(1 Н * |
) |
n*2 |
(H П* / НФ* ) |
. |
|
||||
|
|
|
|
|||||||
П |
П |
|
1 (Н |
* |
/ Н |
* |
|
(1.10) |
||
|
|
|
|
П |
Ф ) |
|
||||
Сорғыштың маңызды көрсеткіштерінің бірі П.Ә.К. сорғыштардың айналу жиілігіне тәуелді П.Ә.К өзгеруі, сораптар үшін келтірілген Муди формуласының көмегімен анықталады:
1 2 |
D2 n |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
( |
1 |
1 |
)2 |
, |
|
(1.11) |
|
1 |
1 |
|
D2 n |
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||
мұнда 2 , n2 D2 П.Ә.К,айналу |
|
|
жиілігі |
және |
сорғыштың |
жұмысшы |
||||
дөгелегінің диаметрі; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 , n1D1 бұл да ұқсас |
сораптың |
берілгендері. |
Бірнеше |
|||||||
келтірулерден кейін алатынымыз: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 НОМ |
, |
|
|
(1.12) |
|||||
|
n* |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
мұнда НОМ сорғыштың айналу жиілігінің номиналды кезіндегі П.Ә.К
мәні. Сорғыш ПӘК-гі номиналды айналу жиілігінде номиналды ПӘК болып табылмайтынын айтып кетуіміз керек. Сорғыштың номиналды П.Ә.К ретінде тек сорғыштың жұмысшы дөңгелегінің номиналды айналу жиілігі кезіндігі максималды П.Ә.К мәні алынады. Номиналды айналу жиілігі кезіндегі сорғыш П.Ә.К-ң басқа да мәндері көбінесе тәжірибелі қисықтар түрінде беріледі және сорғыш каталогтарында келтіріледі. Кең таралған орташа және үлкен қуатты отандық сорғыштар үшін П.Ә.К мәнінің тұрақты номиналды айналу жиілігі кезіндегі берілістің мәніне тәуелділігі эмпирикалық теңдеумен беріледі:
* / |
НОМ |
1 (1 Q* )2,3 . |
(1.13) |
|
|
|
|
|
|
Сорғыштардың |
маңызды көрсеткіші |
оның механикалық |
||
сипаттамасы, яғни сорғыштың айналу жиілігінен қарсыласу моментінің тәуелділігі. Жетектің энергетикалық көрсеткіштері, жетектегі жоғалтулар
және оның П.Ә.К-гі механикалық сипаттаманың түріне байланысты.
Кез келген механизімнің, оның ішінде сорғыштың қарсыласу моменті Н*мкелесідей анықталады:
M C 9569N / n, |
(1.14) |
Мұнда N қуат, кВт; |
|
n айналу жиілігі, айн/мин. (1.14) ке (1.6) |
дағы қуат мәндерін |
қою арқылы, сорғыштың қарсыласу моментінің формуласын оның жұмысшы параметрлері арқылы аламыз:
M |
|
|
9565 gQH |
9.565 |
gQH |
. |
(1.15) |
||
C |
|
|
|
||||||
|
|
1000 H n |
H n |
|
|||||
|
|
|
|
||||||
(1.15) теңдеу салыстырмалы бірліктерде мына түрде болады: |
|||||||||
|
|
|
M C* |
Q* H * |
. |
|
|
(1.16) |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
*n* |
|
|
|
||
HÏ* / Í Ô* -ң әртүрлі мағыналары |
үшін (1.8), (1.10), |
(1.12) (1.13) |
|||||||
теңдеулердегі жұмысшы параметрлерді (1.16)-ға қою арқылы сораптың механикалық сипаттамалары анықталған.Келтірілген (1.4) формуланы жалпылама ортақ түрде көрсетуге негіз болатын, сорғыштың механикалық сипатамаларының (4)-ке сәйкес құрастырылған, квадратты параболадан айырмашылығы бар екенін келтірілген тәуелділіктер анық көрсетеді:
M1 |
( |
n1 |
)k , |
(1.17) |
|
M 2 |
n2 |
||||
|
|
|
Мұнда k 2 5. k -ң төмен мәні статикалық арынсыз жұмыс істейтін дара сораптарға, жоғары мәні – үлкен статикалық арынмен жұмыс істейтін
сораптарға тән. Су беретін және |
суды кері қайтаратын сорғыштар |
үшін |
k 3 5 . |
|
|
Сорғыш арыны статикалық |
арынмен теңескенше, (1.15) және |
(1.16) |
теңдеулер тура. Осы уақыттан бастап сорап берілісі және оның П.Ә.К-і нөлге теңеледі және теңсіздік анықталмағандық түрге аусада. Бұл шекті айналу жиілігіне сәйкес келуі
nГР nНОМ |
Н ПР |
. |
(1.18) |
|
|||
|
НФ |
|
|
сорғыштың жұмысшы және жұмысшы емес режимдері арасындағы шегараны анықтайды.
Сорғыштың айналу жиілігін төмендеткеннен кейін, төмен шекаралы қарсыласу момент теңдеуге сәйкес өзгереді:
M |
C |
(M |
0 |
M |
T |
)(n / n |
НОМ |
)2 М |
Т |
, |
|
(1.19) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
мұнда М 0 сорғыштың |
ысырмасы |
|
жабық |
|
және айналу |
жиілігі |
||||||
номиналды кезіндегі қарсыласу моменті, |
|
|
|
|
|
|
||||||
МТ сальниктерінде |
|
және |
|
подшипниктерінде |
қажалуға |
|||||||
бейімделген сораптың қарсыласу моменті; Моментті |
М 0 сораптың бос жүріс |
|||||||||||
қуатының және оның айналу жиілігінің номинал мәнін (1.14)-ші формулаға
қою арқылы табады. Тәжірибелі мәліметтерге сүйенсек, |
момент М Т |
сорғыштың номинал моментінің 5-10% құрайды. |
|
Q H кординатарында оның жұмысшы нүктелерінің геометриялық |
|
орыны құбыр жұмысының сипаттамаларында жатса, сорғыштың |
осындай |
айналу жиілігін қолдау мағыналы. Сорғыштың арын сипаттамасының және құбыр теңдеулерін айналу жиілікке салыстырмалы біріктіріп шешу арқылы келесі теңдеу алынады:
n nНОМ |
Н П |
(1 |
Н П |
)( |
Q |
)2 , |
(1.20) |
НФ |
|
|
|||||
|
|
НФ |
Qб |
|
|||
мұнда Н П арынның статикалық бірігуі; НФ берілістің нол мәніндегі сұйықтың көтерілуінің фиктивті
биіктігі;
Qб берілген жүйе үшін сорғыш берілісі.
Айналу жиілігі, (1.20) теңдеумен анықталатын, сорғыштың жұмысы сорғыш қондырғысының шығар жеріндегі арын ағысының минималды мәнін оның берілісінің өзгеруінің барлық диапазонында сақталуын қамтамасыз етеді.
(1.20)-ға сәйкес айналу жиілігін реттегенде абсольютті мағыналары бойынша энергияқорын жұмсау, тұрақты айналу жиілігімен жұмыс жасайтын кездегі орынға ие болатын арын жоғарлауына бейімделген, жоғалтуларға тең келеді.
2 Ортадан тепкіш сорғыштың электржетектері
2.1 Асинхронды электрқозғалтқыштың жылдамдығын реттеу әдістері
Реттелуші электржетек негізгі топқа бөлінеді:тұрақты ток және ауыспалы ток. Электр жетек деп - электрлік энергияны механикалық энергияга айналдыратын және электрқозғалтқыштан, беріліс механизмінен (трасмиссия, муфта, редуктор), басқару жүйесінен тұтатын қондырғыны айтамыз.
Сорғыштың және кез келген механизмнің айналу жиілігін реттеу процесін сорапты агрегаттың механикалық сипаттамасы бойынша талдауға ыңғайлы.
Сорғышты агрегаттың механикалық сипаттамасын қарастырайық. 2.1 суретте ортадан тепкіш сорғыштың сипаттамасы көрсетілген. Ол кері ысырма мен (қисық 1) және қысқа бекітілген ротолы электрқозғалтқышпен (қисық 2) жабдықталған ортадан тепкіш сорғыштың механикалық сипаттамасы көрсетілген. Әр қозғалтқыштың айналу және қарсыласу моментінің мағналарының айырмашылығын динамикалық момент деп атаймыз. Егер айналу моменті қарсыласу моментінен көп болса динамикалық момент аз болып, ал егер аз болса – теріс болып саналады. Динамикалық момент аз болған жағдайда сорғышты агрегат жоғарғы жылдамдықта жұмыс істейді. Егер динамикалық момент теріс болса, сорғышты агрегат баяу жұмыс істейді, яғни жұмысын тоқтатады. Екі моменттің теңесуі кезінде сорғышты агрегат тұрақты режимде біркелкі жиілікпен жұмыс істейді. Айналу жиілігі және соған сәйкес момент электрқозғалтқыштың механикалық сипаттамасы мен сорғыштың қиылысу нүктесі бойынша анықталады (сурет 2.1 а нүктесі ) егер реттеу процесі механикалық сипаттаманы өзгерткен жағдайда, мысалы электрқозғалтқыштың роторлы шынжырына қосымша кернеу беру арқылы (қисық 3 сурет 2.1) оны жұмсартқанда, электрқозғалтқыштың айналу моменті қарсыласу моментінен аз болады. Динамиалық момент теріс болған кезде сорғышты агрегат жұмысын баяулатады, яғни айналу моменті теңескенше тежелісте болады. Бұл нүктеге өзінің айналу жиілігі және өзінің моменті сәйкес келеді. Сонымен сорғышты агрегаттың айналу жиілігін реттеу процесі элекрқозғалтқыштың айналу моменті мен сорғыштың қарсыласу моменттерінің өзгеруіне байланысты.
Сурет 2.1 - сорғышты агрегаттың механикалық сипаттамасы
Статордағы кернеуді өзгерту арқылы электрқозғалтқыштың айналу жиілігін реттеу. Электрқозғалтқыштың асинхронды айналу жиілігі электрқозғалтқышқа келтірілген кернеудің квадратына пропорциянал:
M ВР KU 2 . |
(2.1) |
Сол себептен статор қыспағындағы кернеу өзгерісі электрқозғалтқыштың механикалық сипаттамасының формасын өзгертеді. Электрқозғалтқыштың және сораптың механикалық сипаттамасын қарастыра отырып (сурет. 2.2), әр өзгерген кернеуге өзінің жұмыс нүктесі сәйкес келеді a1 , a2 , a3 ,...an , және әр нүктеге сәйкес қисық көрсетілген s1 , s2 , s3 ,....sn .
Кернеудің өзгеруі барысында сырғанаудың критикалық мәні өзгермейді, сондықтан максималды момент кернеудің өзгерісінде бір мәнге ие. Жуықтап 0,1-0,2.Бұмен айналу жиілігінің салыстырмалы қысқа диапозоны анықталады.Қозғалтқыш статорындағы кернеуді реттеу тиристорлы (жиілікті)кернеу реттегішінің көмегімен орындалады. (сурет 2.2).
1-нақты сипатамасы; 2,3-кернеу төмендеген кездегі сипаттамасы; 4- сорғыштың механикалық сипатамасы;
Сурет 2.2 - кернеу өзгерісі кезіндегі электрқозғалтқыштың механикалық сипаттамасы
Сурет 2.3 - Тиристорлы (жиілікті) кернеу реттегіші бар электржетегі.
Жиілікті электржетек.Жиілікті электржетегтің негізгі элементі тиристорлы(жиілікті) түрлендіргіш болып саналады.Бұл түрлендіргіште қоректендіру желісінің f1 тұрақты жиілігі ауыспалы жиілікке f 2 өзгереді. Түрлендіргіштің шыға берісіне қосылған электроқозғалтқыштың айналу жиілігі f2 жиілігіне пропорционалды өзгереді.
Жиілікті түрлендіргіштер екі негізгі түрге бөлінеді:тұрақты токтың аралық түйіні және тура байланыс.2.3.4 және 2.3.5 суретте бірінші т.рдегі жиілікті түрлендіргіштің сұлбасы көрсетілген.Түрлендіргіш түзеткіштен В,фильтрдан Ф, және инвертордан И тұрады.
2.2 Ортадан тепкіш сорғыштардың жылдамдығын реттеуді энергия үнемдеуді есепке ала отырып таңдау
Жиілікті түрлендіргіш арқылы өзгермейтін параметрлер жүйесі,яғни кернеуU1 және жиілік f1 ,басқару жүйесіне қажетті U 2 және f2 өзгеретін параметрлерге түрленеді.
Электрқозғалтқыштың тұрақты жұмысын қамтамасыз ету үшін жиілікті түрлендіргіш кіріс және шығыс параметрлер арасындағы нақты қатынасты үзбей ұстап тұру қажет.Бұл сораптың механикалық сипаттамасының түріне тәуелді болады.Бұл қатынастар жиілікті реттегіш Костенка заңының теңдігінен алынады [6]
|
|
|
|
U1 /U2 M1 / M 2 f1 / f2 . |
(2.2) |
||
Сурет 2.4 - Кернеуі инверторлы электржетектің жиілікті сұлбасы
Сурет 2.5 -Токты инверторлы электржетектің жиілікті сұлбасы
Статикалық арында жұмыс істемейтін сорғыштар үшін механикалық сипаттама квадратты парабола теңдігімен жазылады:
U1 / f12 |
U2 / f22 |
const. |
(2.3) |
n M координатасында өзінің |
орнын |
өзгертіп |
қана қоймай,сонымен |