25.2.3. Способы регулирования производительности турбомеханизмов и выбор типа электропривода
Турбомеханизмы являются наиболее многочисленным классом рабочих машин, получивших широкое применение во всех отраслях промышленности, энергетике, коммунальном хозяйстве и других областях. Часть механизмов не требует по технологическим условиям регулирования производительности, ачать тредует. Наиболее распространенным типом приводного двигателя при мощности турбомеханизма до 320кВт являются асинхронные короткозамкнутые двигатели. При более высоких мощностях в качестве нерегулируемых приводных электродвигателей применяются синхронные и асинхронные короткозамкнутые двигатели.
Регулирование производительности турбомеханизмов возможно рядом способов:
Дросселированием в напорной магистрали.
Рециркуляцией (перепуском части потока с нагнетания на всасывание).
Изменением скорости вращения рабочего колеса.
Поворотом направляющих лопаток на входе рабочего колеса.
Изменением числа работающих агрегатов.
Проведем сравнительный анализ этих способов регулирования. Сравнительные характеристики первых трех способов регулирования приведены на рис.25.7, на котором представлена исходная Q-H-характеристика 1 с расходом Qн и давлением Нн и характеристика магистрали 2 Рис.25.7. Сравнительные характеристики способов регулирования подачи Рис.25.7. Сравнительные характеристики способов регулирования подачи
При регулировании подачи изменением скорости вращения полезная мощность равняется мощности, развиваемой насосом – площадь ОНАвАQв. Отсюда следует, что самым неэкономичным способом является способ регулирования рециркуляцией, почти такие же потери будут при регулировании дросселированием. Наиболее экономичным способом является изменение расхода посредством регулирования скорости вращения. Необходимо отметить, что при регулировании подачи изменением скорости, в отличие от других способов кпд насоса (вентилятора) практически не изменяется.
Регулирование подачи изменением положения направляющих лопаток немного экономичнее, чем дросселированием, но имеет большие потери, чем при регулировании изменением скорости вращения.
Регулирование расхода изменением числа работающих агрегатов рассмотрим на примере двухнасосной станции (рис.25.8).
П Рис.25.8. Схема (а) и Q-Н-характеристика (б) при параллельной работе насосов
Если не требуется регулирование скорости вращения для насосов и вентиляторов при мощности до 250кВт обычно используются асинхронные короткозамкнутые двигатели; при мощности свыше 250кВт применяют как асинхронные, так и синхронные двигатели.
В качестве регулируемого электропривода для турбомеханизмов используются:
частотно регулируемый асинхронный привод (ПЧ-АД) – для механизмов мощностью до 1000кВт ограничение верхнего предела мощности связано с желанием использовать преобразователь частоты на напряжение не выше 1000В;
вентильный двигатель на базе высоковольтной синхронной машины; эта система привода применяется для механизмов большой мощности;
асинхронный вентильный каскад (АВК); данная система регулируемого электропривода удобна для турбомеханизмов, поскольку требуемый для них диапазон регулирования скорости весьма мал и обычно не превышает 2:1; АВК используется для турбомеханизмов мощностью свыше 250кВт с номинальной скоростью вращения не выше 1500об/мин; это ограничение связано со сложностью изготовления асинхронного двигателя с фазным ротором на большие скорости вращения;
система ТРН-АД с регулятором напряжения на статоре асинхронного короткозамкнутого двигателя; эта наиболее простая система находит ограниченное применение для приводов мощностью не выше 15кВт, и при диапазоне регулирования не более 1,5, что связано с большими потерями в роторе двигателя при работе с повышенным скольжением.
Опыт применения регулируемых электроприводов на насосных станциях в системах холодного и горячего водоснабжения показал высокую энергетическую эффективность, благодаря чему достигается значительная экономия электроэнергии. Срок окупаемости дополнительных затрат на установку регулируемого электропривода не превышает 1,5 года [4-23].
- 25.1.2. Определение нагрузок конвейера и расчет мощности электродвигателя
- 25.1.3. Электроприводы и схемы управления конвейерами
- 25.2. Электропривод турбомеханизмов
- 25.2.1. Характеристики турбомеханизмов
- 25.2.2 Требования, предъявляемые к электроприводу турбомеханизмов и расчет мощности электродвигателей
- Расчет мощности двигателей турбомеханизмов
- 25.2.3. Способы регулирования производительности турбомеханизмов и выбор типа электропривода
- 25.2.4. Автоматизация турбомеханизмов
- 25.3. Электропривод механизмов непрерывного действия с нагрузкой, зависящей от положения рабочего органа
- 25.3.1. Электропривод механизмов с нагрузкой позиционного типа
- 25.3.2. Электропривод механизмов с ударным характером нагрузки
- 25.3.3. Требования к электроприводу поршневых машин и прессов
- 25.3.4. Расчет мощности электропривода механизмов с позиционной и ударной нагрузкой
- 25.3.5. Основные системы автоматизированного электропривода поршневых машин и прессов
- Глава 26. Электропривод механизмов циклического действия
- 26.1. Общие требования, предъявляемые к электроприводу механизмов циклического действия