5. Кривая разгона двигателя и определение времени пуска
Так как ЭП – частотно регулируемый, то пуск производим при пониженных напряжении и частоте, уменьшая тем самым динамические удары и пусковые потери мощности, но увеличивается время пуска до значения, удовлетворяющего технологическому процессу. Для анализа процесса пуска произведём расчёт прямого пуска. В реальных условиях пуск приводного ЭД производится в три этапа:
открытие задвижки на выходе насоса;
пуск ЭД;
открытие задвижки на входе насоса;
Так как пуск ЭД производится не под полной нагрузкой, момент сопротивления принимаем равным 0,4*Мс.
Расчет времени запуска асинхронного двигателя производим по методу площадей с помощью программы Exel на ЭВМ.
Разбиваем ось координат на ряд участков I, при этом 1 =2 = … =I, при этом точность расчета будет зависеть от количества участков разбиения.
Совместная механическая характеристика механизма заменяется аппроксимирующей ломаной кривой и считается, что на каждом участке разбиения:
(5.1)
Общая длительность пуска:
,
(5.2)
где
–
определяется для каждого участка
разбиения по формуле:
.
(5.3)
Суммарное время разгона электропривода до номинальной скорости:
;
t
= 8,773 с.
6. Определение времени торможения и построение кривой торможения
На НПС «Шкапово» перекачка ведётся в циклическом режиме, т.е. остановка одного двигателя сопровождается запуском другого по следующей схеме:
открытие задвижки на выходе насоса, приводом которого является вновь запускаемый ЭД;
пуск ЭД;
открытие задвижки на входе вводимого в работу насоса и закрытие задвижки на входе выводимого из работы насоса;
отключение питания от останавливаемого насоса и закрытие задвижки на выходе этого насоса.
Магистральный насос работает в продолжительном режиме, остановка приводного ЭД необходима лишь в случае возникновения аварийных ситуаций в системе перекачки нефти или на время планового ремонта, в том числе технический осмотр и центровка ЭП. Поэтому выбираем способ торможения такой, как самоостанов ЭД под действием момента сопротивления насоса.
Расчет времени торможения производим по методу площадей, аналогично предыдущему пункту.
Суммарное время торможения
;
tc
=
9,85 с.
7. Построение кривых нагрева и охлаждения двигателя
При составлении выражения для построения кривой нагрева принимаем класс изоляции обмотки статора H, которая рассчитана на длительно допустимую температуру 180о С [1].
Допустимое превышение температуры изоляции над температурой окружающей среды
.
(7.1)
Постоянная времени нагрева асинхронного двигателя:
Постоянная времени охлаждения:
Выражение для построения кривой нагрева:
(7.2)
Выражение для построения кривой охлаждения:
(7.3)
8. Управление электроприводом
Способ регулирования скорости вращения двигателя выбираем частотный, так как этот способ обеспечивает плавное регулирование скорости в необходимом диапазоне, а получаемые характеристики обладают высокой жесткостью. Частотный способ обладает к тому же и еще весьма одним важным свойством: регулирование скорости АД не сопровождается увеличением его скольжения, поэтому потери мощности при регулировании скорости небольшие.
Для лучшего использования АД и получения высоких энергетических показателей его работы – коэффициентов мощности, полезного действия, перегрузочной способности – одновременно с частотой необходимо изменять и подводимое к двигателю напряжение. Закон изменения напряжения при этом зависит от характера момента нагрузки.