ПЛАН

Введение ………………………………………………………….....................2

1. ХАРАКТЕРИСТИКИ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ……………………....3

1.1 Характеристика основного оборудования используемого в насосной установке……………………………………………………….. ……....….3

1.2 Анализ режимов работы……………………………………………..….8

1.3.Описание технологической схемы насосной станции теплоснабжения города Комсомольск…………………………………………………...….12

1.4 Расчет мощности и выбор двигателя…………………………...….….14

2.ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА НАСОСА ПЧ-АД……………………………………………………..…....…17

2.1Анализ существующих методов регулирования………………......…17

2.2Анализ системы регулированного привода…………………………..20

2.3Обоснование выбора системы регулирования привода по схеме

ПЧ-АД……………………………………………………………………....31

3. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ПЧ-АД………………………………………..…..…38

3.1Расчет схемы замещения…………………………………………..…..38

3.2 Расчет статических характеристик……………………………........…40 3.3Расчет механических характеристик. Нагрузочные характеристики..44

3.4Расчет энергетических характеристик………………………………...45

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА НАСОСА В КООРДИНАТАХ U,V,0…………………………………………………………….………………47

Заключение……………………………………………………………………...52

Литеретура………………………………………………………………………53

Введение

Энергосбережение (или рационализация производства, распределения и использования всех видов энергии) стало в последние годы одним из основных приоритетных направлений технической политики во всех развитых странах мира. Энергосбережение в любой сфере сводится к снижению бесполезных потерь. Электропривод, являясь энергосиловой основой современного производства, потребляет около 60% всей вырабатываемой электроэнергии, следовательно, основной эффект энергосбережения может быть получен в этой сфере. Большая часть электроэнергии потребляется электроприводами на основе повсеместно используемых асинхронных электродвигателей (АД) с короткозамкнутым ротором, для которых основным направлением энергосбережения является переход от нерегулируемого электропривода к регулируемому. Это направление принято в мировой практике и интенсивно развивается, чему активно способствуют два совпавших во времени события: ощутимый рост стоимости энергоресурсов и выдающиеся успехи силовой электроники и микроэлектроники.

Большинство насосных установок (НУ) нашей страны использует нерегулируемый электропривод, что приводит к лишним затратам электроэнергии. Цель данной курсовой работы – это исследование регулированного привода в НУ.

РАЗЕЛ I. ХАРАКТЕРИСТИКИ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

1. Характеристика основного оборудования используемого в насосной установки.

Насосная установка (НУ) это целый комплекс устройств необходимый для транспортирования различного рода жидкостей, через трубопроводную сеть, от источника к потребителю. В состав НУ входят насос, привод и трубопроводы (всасывающий и напорный).

а) Насос;

В качестве насоса для НУ применяют центробежные насосы (ЦБН) общего назначения допускающие перекачивание воды с температурой 85 °С. Они являются одной из самых распространенных разновидностей динамических гидравлических машин в виду простоты конструкции и удобства эксплуатации.

Характеристики ЦНБ представляет собой графическую зависимость основных технических показателей насоса: напора H, КПД насоса η, мощности насоса N, допустимой вакууметрической высотой всасывания или допустимым кавитационным запасомот подачи Q. Зачастую их записывают как Q – H, η – Q, N – Q характеристики (рис.1.1).

Рисунок 1.1 - Q – H, η – Q, N – Q, характеристики ЦНБ

По составленному графику устанавливается оптимальный режим работы насоса, соответствующий максимальному значению , а также определяются значения Q, H и N, соответствующие наиболее выгодным условиям работы насоса.

НУ обычно состоят из несколько одновременно работающих на общий трубопровод турбомеханизмом, работающих. Для обеспечения повышенного напора используют последовательное включение насосов в сеть. При этом общий напор равен сумме напоров обоих насосов (рис. 1.2, а)), взятых при одной и той же подаче. Следовательно, суммарная Н – Q характеристика строится сложением ординат кривых напоров обоих насосов. Параллельное соединение насосов (рис. 1.3, б) обычно применяют для увеличения подачи. Так как насосы находятся на небольшом расстоянии друг от друга, то подводящие и напорные трубопроводы имеют относительно небольшую длину, а значит их сопротивлением можно пренебречь. Если приемные уровни и напоры обоих насосов одинаковы, то одинаково и давление в узловой точке А. Для получения суммарной характеристики насосов, следует сложить абсциссы точек кривых напора H=f(Q) обоих насосов, взятых при одной и той же ординате.

Рисунок 1.2 - Групповая работа насосных агрегатов соединенных:

а) последовательно; б) параллельно.

а) б)

б) Привод;

В качестве привода для ЦБН виду компактности конструкции, простоты соединений с турбомеханизмом, легкой автоматизации и относительно низких эксплуатационных затрат в массовое применение нашли электродвигатели переменного тока.

Подбор электродвигателя осуществляется по частоте вращения, рабочему положению (горизонтальный, вертикальный), мощности, напряжению и виду исполнения.

Асинхронные двигатели – просты, компактны, но загружают сеть намагничивающим током (). У синхронных двигателейравен или больше единицы, что улучшает коэффициент мощности сети и экономит электроэнергию. Недостатком синхронных двигателей является их большая масса и большие габариты, что вызвано его системой возбуждения.

Следует заметить, что анализ и работа в целом НУ не осуществимы без трубопроводной сети.

в) Трубопроводная сеть. Трубопроводная арматура;

Гидротранспортная сеть - система сложной конфигурации, состоящая из параллельных и последовательных участков трубопровода, каждый из которых характеризуется своим диаметром, длиной, геодезическим положением, наличием запорно-регулирующей арматуры и т.д.

Напорно-расходная характеристика гидравлической сети имеет вид параболы (рис. 1.3) и описывается зависимостью , м:

(2)

где: Н_с– статический напор, обусловленный разностью геодезических отметок подачи и приема жидкости, м;

R_c– сопротивление гидравлической сети, с²/м⁵.

Рис. 1.3 Напорно-расходная характеристика сети

Статический напор обусловлен необходимостью перемещения жидкости на отметку, находящуюся выше оси напорного патрубка насоса и зависит от этажности зданий, геодезического расположения профиля трубопровода.

Вторая составляющая в выражении (2) характеризует потери напора в трубопроводе по длине и на местных сопротивлениях [гидравлика]. Зная динамические потери в трубопроводе, можно определить гидродинамическое сопротивление R_c, которое зависит от конфигурации, материала и геометрических размеров трубопровода, режима движения, температуры, плотности и фазности жидкости.

Потери напора по длине могут быть найдены по формуле Дарси - Весбаха, м:

(3)

где l – длина трубы, м;

d – диаметр трубы, м;

 - гидравлический коэффициент трения;

V – скорость движения жидкости в трубе , м/с.

Для различных соединений и ответвлений трубопровода служат так называемые фасонные части (рис.1.4) Имея различные конфигурации они являются местными сопротивлениями для протекающей жидкости.

Рис. 1.4. Фасонные части водопроводных труб: А — тройник раструбный; Б — тройник фланцевый; В — тройник раструб-фланец; Г — крестовина раструбная; Д — крестовина фланцевая; Е — крестовина раструб-фланец; Ж — колено раструбное с гладким концом; 3 — колено фланцевое; И — колено раструбное; К — отвод раструбный; Л — отвод фланцевый; М — отвод раструбный; Н — переход раструбный; О — переход фланцевый; П — патрубок фланец-раструб; Р — раструб фланец — гладкий конец; С — двойной раструб; Т — надвижная муфта

В качестве трубопроводной арматуры в насосных установках используются задвижки (рис.1.5), затворы, обратные затворы (клапаны).

Обратные клапаны устанавливают в местах, где недопустимо движение воды в обратном направлении. Клапаны пропускают воду лишь в одном направлении и автоматически закрываются при обратном движении воды. Обратные клапаны обычно устанавливают после насосов на случай их остановки из-за неисправности или прекращения подачи электроэнергии.

Воздушные клапаны — вантузы устанавливают для автоматического удаления воздуха, который сосредотачивается в самых высоких точках водопроводной сети, а также для впуска (спуска) воздуха при сливе воды из трубопровода или при его наполнении.

Рисунок 1.5 – Задвижки (а) параллельная; б) клиновая)

1-запорный диск; 2 –корпус; 3 – крышка; 4 – шпиндель; 5- сальник