Проектиране на помпен агрегат



Дата10.04.2018
Размер285.19 Kb.
#66622
РУСЕНСКИ УНИВЕРСИТЕТ

АНГЕЛ КЪНЧЕВ’



РУСЕ

Дисциплина: Електроенергетика

КУРСОВА РАБОТА

Тема: Проектиране на помпен агрегат

Съставили:

Александър Тодоров; Мирослав Трифонов; Мюрсел Мюрсел, Руси Неделчев; Станислав Станев; Тихомир Ганев; Таска Ангелова

Проверил:...............

/доц. Михаилов/



ОБЩИ СВЕДЕНИЯ

Електрическите машини са преобразуватели на електрическа енергия а механическа и обратното.

Електрическата машина, предназначена за превръщане на механическата енергия, дадена на вала й, в електрическата, се нарича електрически генератор. Когато машината е предназначена за превръщане на електрическата енергия в механична тя се нарича електродвигател (електромотор). Електродвигателите служат да превеждат във въртеливо движение различните работни машини: стругове, бормашини, помпи, компресори и др. При това електрическите машини са обратими, т.е. една и съша машина може да бъде използвана и като генератор, и като двигател.

Асинхронните машини също са обратими, но се използват изключително като двигатели. Асинхронните генератори имат съществени недостатъци, поради което почти не намират приложение и затова тук няма да бъдат разгледани.

Първите асинхронни двигатели били построени от Ферарис през 1885г., но не отговаряли на промишлените изисквания и не получили разпространение. През 1889г. М.О.Доливо-Доброволски построил първите годни за промишлени цели трифазни асинхронни двигатели. Те се отличавали от използваните по това време двигатели за постоянен ток с простата си и евтина конструкция, висок КПД и сигурна работа, затова бързо продобили широко приложение. Днес трифазните асинхронни двигатели са най-разпространени от всички видове електродвигатели, особено за малки и средни мощности. За малки мощности се строят и еднофазни асинхронни двигатели.

Основни части. Асинхронните двигатели, както и всички други електрически машини, се състоят от две основни части: неподвижна - статор, и подвижна, въртяща се - ротор, който е вместен в кухината на статора. Статорът има трифазна намотка, която се съединява към трифазна мрежа и създава въртящо се магнитно поле. Намотката на ротора е различна и определя вида на двигателя. Енергията на статора се предава на ротора чрез въртящото се магнитно поле. За усилването на тази електромагнитна връзка между статора и ротора служи магнитопроводът. Така освен намотки статорът и роторът имат стоманен магнитопровод, наричан още активно желязо на двигателя.

Видове асинхронни двигатели. Има два основни вида асинхронни двигатели:

- Двигател с навит (фазов) ротор. Роторната му намотка е от изолиран проводник и има три фази, чиито краища са изведени на изолирани пръстени, монтирани на вада. Затова се наричат още двигател с пръстени.

- Двигател с ротор на късо (кафезен ротор). Неговата роторна намотка е от голи проводници, съединени на късо. Разновидности на този вид са двигателите с дълбоки канали и двигателите с двойни канали.

Режими на работа. Асинхронен двигател, чиято статорна намотка е съединена към трифазна мрежа, може да работи в следните режими:

- Режим на празен ход при неподвижен ротор. Роторната верига е отворена и роторът е неподвижен. Двигателят работи като трансформатор на празен ход.

- Режим на празен ход при въртене на ротора. Двигателят се върти свободно, без да се задвижва някаква работна машина.

- Режим на работа при натоварване. Двигателят задвижва работната машина, като и отдава механическа енергия. Режимът на работа, за който е предназначен двигателят, се нарича номинален режим.

- Режим на късо съединение. При него роторът на двигателят е неподвижен, а роторната му намотка е съединена накъсо.

Номинални величини. Те определят номиналния режим и се дават на заводската надписна табелка на двигателя.

а.) номинална мощност е полезната мощност на вала, която двигателят отдава на работната машина;

б.) номинално линейно напрежение на статорната намотка във V при определен начин на съединението на намотката;

в.) номинален линеен ток:

г.) номинална честота в № - обикновенно 50Нz.

д.) номинална скорост на въртене в обороти за минута, която двигателят развива при номинално натоварване;

е.) номинален коефициент на полезно действие в %;

ж.) номинален коефициент на мощността

На табелката се дават още заводските марка и номер, годината на произвеждането, типът на двигателят. Значението на буквите и цифрите, с които се означават типът се взема от заводските каталози. За по-големите двигатели се дава и общото им тегло.

АСИНХРОННИ ДВИГАТЕЛИ

Асинхронните двигатели се отличават с надеждна работа, сравнително елементарна конструкция, директно захранване от мрежа за променлив ток и отсъствие на специални изисквания по отношение на поддръжката. Изброените предимства обясняват широкото им разпространение във всички сфери на промишлеността. Известно е, че асинхронните двигатели са два основни вида - с фазен и накъсо съединен ротор. Схемите за управление на двата вида асинхронни двигатели са различни.



Асинхронните двигатели с накъсо съединен ротор

имащи малка или средна мощност при напрежение до 1000 V, се пускат чрез пряко включване на статорната намотка към мрежовото напрежение. Схемата се реализира чрез използването на трифазен контактор. Съответните команди за пускане и спиране могат да се подадат от различни командни устройства. Най-често за целта намират приложение бутони за управление. Съществуват два основни подхода за електрозахранване на асинхронните двигатели с накъсо съединен ротор - директно към мрежата или чрез трансформатор, който осигурява потенциално разделяне на управляващите вериги и намаляване на захранващото напрежение.Управлението на многоскоростните асинхронни двигатели с накъсо съединен ротор се реализира на базата на схеми, чрез които се осъществява



превключване на намотките на статора с цел осигуряване на различен брой двойки полюси и диапазон на изменение на скоростта на двигателя. Например, нека разгледаме асинхронен двигател с една намотка, която се включва в звезда при високата скорост и в триъгълник при ниската. В подобни приложения превключването на секциите на намотката би могло да се осъществи чрез контактори. От своя страна, командите за пускане на висока и ниска скорост могат да се подават с бутони за управление. Изключването на двигателя също би могло да се реализира с бутон за управление. Съществуващи алтернативи в техническите средства за реализиране на тези функции са универсални превключватели и контролери. Така описаната схема осигурява изменение на скоростта на двигателя в процеса на работа, без да е необходимо спирането му. За целта изключващите контакти и бутони за управление изключват по-рано включения контактор. Логично, схемите за управление на трискоростни асинхронни двигатели включват три линейни контактора, съответно предназначени да включват намотките на статора за всяка от трите скорости.В приложения, характеризиращи се с маломощна захранваща мрежа, мощните асинхронни двигатели с накъсо съединен ротор се пускат с

ограничаване на пусковия токи пусковия момент на двигателя. Технически по-ниското напрежение, подавано от статора към двигателя, се осъществява чрез три базови решения - включване на допълнителни резистори, реактори или автотрансформатори в процеса на пуск на машината. Управлението на двигателя със схеми с резистори и реактори е идентично. Посредством контактор, към статора на двигателя се подава по-ниско напрежение. В края на пускането, също посредством контактор се шунтира резисторът, съответно реакторът, при което на статора се подава пълното напрежение. Логично контакторът, благодарение на който към статора се подава по-ниско напрежение, се изключва.В схемата с автотрансформатор се използват три контактора. Първоначално, в процеса на пускане на машината се включват два от тях и посредством автотрансформатора статорът на двигателя се захранва с понижено напрежение. В края на процеса на пуск двата контактора се изключват, включва се третият контактор и статорът на машината се захранва с пълното мрежово напрежение.Характерна особеност на схемите с резистори и реактори са ниските пускови моменти на двигателя Причината е, че моментът на двигателя при пускане намалява пропорционално на квадрата на отношението на токовете в схемата с ограничаване на пусковия ток и схемата с пряко пускане. От своя страна, схемата с автотрансформатор се характеризира с висок пусков момент на двигателите. В тази схема, пусковият момент на двигателя се намалява пропорционално на първата степен на отношението на токовете. Асинхронните двигатели с фазен ротор се пускат с ограничаване на момента. Управлението на момента при пускане и спиране на такива електрозадвижвания е параметрично степенно, базирано на резисторно регулиране на тока. Резисторите се включват в роторната верига. Контактори се използват за подаване на напрежение към статорната намотка. В случаите, при които контакторите за променлив ток са трифазни, се използва само един контактор. Ако контакторите са за постоянен ток - при еднополюсните се използват три, а при двуполюсните - два. Характерно за асинхронните двигатели с фазен ротор е пускането с приблизително постоянна стойност на пусковия момент. Това се реализира чрез изключване на степените на пусковия резистор при намаляване на момента на двигателя до стойността на момента на превключване. Изключването на степените се осъществява чрез шунтирането им с контактите на управляващи контактори. Точността на стабилизиране на момента е функция на броя на степените на пусковия резистор. Броят на степените му се избира и в зависимост от статичния съпротивителен момент. При двигатели с номинален ток на ротора до 900 А най-разпространена е схемата с по два контакта на всеки ускоряващ контактор. Схемата с по три контакта, включени в триъгълник или звезда, се използва сравнително рядко и основно в случаите, при които е възможно да се използват контактори с по-малки размери. Ако големината на тока в ротора е по-висока от 900 А, намират приложение две или повече паралелни вериги на пусковите резистори. Моментът при пускането на асинхронните двигатели с фазен ротор се управлява на базата на

Стабилизирането на скоростта и момента

на електрозадвижванията за променлив ток се осъществява на базата на три основни решения. Първото включва управляеми преобразуватели на променливото мрежово напрежение и преобразуватели на честотата, захранващи статорната намотка. Второто се базира на управляеми преобразуватели в роторната верига, познато още като реостатно регулиране и регулиране по схемата на асинхронно-вентилния каскад. Друго решение включва използването на електромагнитни съединители с хлъзгане.



Затворена система на управление с отрицателна обратна връзка по скорост се използва за стабилизиране на скоростта в електрозадвижванията с управляем преобразувател на напрежението в статорната верига. Причината е, че при отворена система преобразувателят на напрежение осигурява регулиране на момента на електрозадвижването. Преобразувателите на напрежение не се използват широко във функцията на средство за регулиране на скоростта на асинхронен двигател с накъсо съединен ротор в затворена система при продължителен работен режим. Сравнително слабото им използване се дължи основно на ограничения диапазон на регулиране на скоростта при постоянен момент, поради значителните загуби в двигателя. Доста по-широко се използват електрозадвижвания с асинхронен двигател с фазен ротор и допълнителен резистор в роторната верига.

Реверсирането на асинхронните електродвигатели се базира на схеми, които осигуряват превключване на две от фазите на захранващото напрежение, подавано от статора към двигателя. Когато се използват трифазни контактори за променлив ток за осигуряване на двете посоки на въртене на двигателя, са достатъчни два контактора. Съответно, ако се използват еднополюсни контактори за постоянен ток, необходимият брой контактори е шест.

Защити при асинхронни електрозадвижвания С цел предпазване на електрооборудването от повреди и повишаване сигурността му на работа електрозадвижванията разполагат с вградена електрическа защита. Сравнително елементарна е защитата на електрозадвижвания с двигатели до 1000 V. При двигатели с по-високо напрежение схемите за защита прогресивно се усложняват и оскъпяват с нарастването на големината на напрежението. Основните защити при електрозадвижвания са - нулева, максималнотокова, топлинна и специална. Както е известно, нулевата защита е срещу самопускане на двигателя при сериозно намаляване или кратковременно прекъсване на напрежението на захранващата мрежа. Технически нулевата защита на електрозадвижванията се реализира чрез използването на линейни контактори и автоматични прекъсвачи. Характерно за електрозадвижвания, които при аварии може да спрат, без това да наруши производственият цикъл, е, че нулевата защита изключва двигателя и спира механизма. За разлика от тях, във високоотговорни електрозадвижвания защитата не изключва двигателя, а осъществява самопускането му. В подобни схеми вместо бутони за управление се използват прекъсвачи. Максималнотоковата защита има предназначение да защитава електрозадвижването от къси съединения. Реализира се от стопяеми предпазители, максималнотокови релета и автоматични прекъсвачи. Максималнотоковата защита изключва консуматора от мрежата в аварийни режими. Трябва да се има предвид, че при изграждане на максималнотокова защита на задвижване с асинхронен двигател с накъсо съединен ротор, токът, който издържа стопяемата вложка, се определя в зависимост от режима на пускане. За разлика от тях, при асинхронните двигатели с фазен ротор изборът на стопяемата вложка се прави на базата на номиналния ток на двигателя. Когато се използват максималнотокови релета, бобината им се включва в две фази на захранващата мрежа, а контактите - във веригата на бобината на линейния контактор или във веригата на релето за напрежение. За приложения, в които максималнотоковата защита се реализира чрез автоматични прекъсвачи, като такива могат са се използват едно-, дву- и триполюсни прекъсвачи. Топлинната защита се използва, за да защитава двигателите от претоварване. Реализира се чрез електротоплинни, максималнотокови релета и автоматични прекъсвачи с топлинни изключватели. В приложения, при които топлинната защита се изгражда на базата на електротоплинно реле, то се включва в две фази - непосредствено или чрез токови трансформатори. Последните се използват в случаите, при които токът на двигателя превишава номиналния ток на релето. Характерно за тази защита е, че след като предизвикат изключване на двигателя от захранващата мрежа, за последващо включване се изисква намесата на оператор. Нагревателният елемент на електротоплинното реле се избира в зависимост от номиналната мощност на двигателя или тока на нагревателния елемент, който, от своя страна, е функция на номиналния ток на двигателя и температурата на околната среда. При електрозадвижвания, поддържащи повторно-кратковременни режими на работа характеристиките на нагряване на релето и двигателя са различни, което налага за защита от претоварване да се използват максималнотокови релета. Сравнително често, подобна защита се използва при асинхронните двигатели за защита от претоварване и работа на две фази. В този случай, токът на релето трябва да има стойност, по-малка от тока на двигателя при работа на три фази и по-голяма от тока на двигателя при работа на две фази. Специфика, която следва да се отчете при използването на максималнотокови релета, е, че токовете им на настройка са по-малки от пусковите. Следователно, за да се пусне двигателят, контактите на максималнотоковите релета трябва да се шунтират с контакта на релето за време. Това се прави с отчитане на необходимостта периодът от време, през който релетата се шунтират, да бъде по-голям от времетраенето на пусковия процес на двигателя.

ПРИНЦИП НА ДЕЙСТВИЕ НА ТРИФАЗНИТЕ АСИНХРОННИ ДВИГАТЕЛИ. СКОРОСТ НА ВЪРТЕНЕ И

ПЛЪЗГАНЕ

Принцип на действие. Трифазната статорна намотка на двигателя б най-простия случай може да бъде съставена само от три фазови бобини, чиито начала са изместени в пространството едно спрямо друго на 120", Бобините са съединени в звезда, както в случая, или в триъгълник и се захранват с електрическа енергия от трифазна мрежа. Както е известно такива бобини създават въртящо се магнитно поле. То се изменя по големина и се върти в пространството с

определена скорост, която се означава П,. Това магнитно поле може да бъде изобразено чрез сноп от магнитни силови линии, които обхващат статорната намотка и се затварят през активното желязо на ротора. От известна част от вътрешната повърхнина на статора излизат силови линии към ротора - там се оформя северния полюс над статора. Диаметрално на него е южния полюс.

Полюсите, а заедно с тях и силовите линии се въртят със скоростта П,. Посоката на въртене, както е известно, зависи от реда на фазите. В разглеждания случай тя съвпада с посоката на въртене на часовниковата стрелка.

При въртенето си статорното магнитно поле пресича намотката на ротора, който е още неподвижен, и в нея се индуктира е.д.с. Ако двигателят е с кафезна намотка, роторната верига е затворена и в нея протича ток. Посоката на електродвижещата сила и тока може да бъде определена по познатото правило на дясната ръка. Понеже тук проводникът е неподвижен, а се движи магнитното поле, за да се приложи правилото на дясната ръка, трябва да се приеме мислено, че полето е неподвижно, а проводникът се движи в обратна посока (на ляво). В такъв случай токът в ротора създава собствено магнитно поле, и чрез него влиза в взаимодействие с въртящото магнитно поле. В резултат по принципа на взаимодействие на проводник с ток и магнитно поле се създават електромагнитни сили, които завъртат ротора.

Посоката на силата Р1, действаща върху проводника а с това и посоката на въртене на ротора се определет по правилото на лявата ръка. Чрез това правило се установява, че роторът се завърта по посока на въртящото магнитно поле.

Посоката на въртене може да се определи по правилото на Лени. Роторния ток чрез своето магнитно поле се противопоставя на причината, която го е създала. Причина за индуктирането му и пресичането на роторните намотки и въртящото се магнитно поле. За да се противопоставя на това пресичане, токът създава въртящ момент, който завърта ротора по посока на въртене ан аполето с което пресичането намалява.



Скорост на въртене и плъзгане. От казаното следва, че роторът се стреми да догони въртящото се магнитно поле и да се върти със съшата скорост. Това обаче е невъзможно. Ако роторът достигне въртящото се магнитно поле,

последното няма да пресича намотката на ротора, няма да се индуктират е.д.с. и ток в ротора и няма да се създава сила, която да то върти. В следствие на триенето роторът изостава от въртящото се матнитно поле, с което индуктирането на е.д.с. и преминаването на ток в намотката му се възобновява. Затова роторът винаги се върти асинхронно (неедновременно) спрямо въртящото се магнитно поле, откъдето и произлиза и наименованието на двигателя.

Ако скоростта на въртене на ротора се означи с n2 то винаги n2> n1,Роторът се върти спрямо въртящо се магнитно поле относителна скорост на въртене:

nотн= n1+ n2

която има малка стойност в сравнание сьс скоростта на вьртене на ротора на магнитното поле .

Отношението на относителната скорост на вьртене кьм скоростта на вьртящотото се магнитно поле се нарича плъзгане и се бележи с s, т.е.



или в проценти

Колкото плъзгането е по-малко, толкова скоростта на вьртене на ротора е по-близка до тази на въртящтото се магнитно поле.

Скоростта на вьртене на магнитното поле (наричана още синхронна ) зависи от честотата на тока в мрежата f1, и то чифтовете полюси р на статорната намотка. Те могат да се определят от формулата :

об/мин.

От формулата за скоростта на вьртене на ротора се получава:

n2= n1-s.n1=n1(1-s) об/мин.

Тьй като честотата в мрежата и броят на чифтовете полюси на даден двигател се изменят през време на работата му, скоростта на въртящото се магнитно поле също се изменя .



СВЪРЗВАНЕ НА ДВИГАТЕЛИТЕ КЪМ МРЕЖАТА

Означение на изходите. Независимо от схемата на съединението от статорната намотка на трифазния асинхронен двигател се извеждат трите начапа и трте края на на фазовите намотки, или общо 6 извода. Те са означени както следва:

Изводи: Н1, Н2, Н3, К1, К2, К, по българските норми:C1, C2, C3, C4, C5, C6, помеждународните стандарти: UVWXYZ. Бъква С означава "статор". Изводите на двигателя се съединяват на клемната плочка. За удобство при съединевнието на намотките в звезда или в триъгълник начаката и краищата се подреждат по начина показан на фигурата. На същия чертеж е показано разположението на самите намотки.

При някои малки двигатели липсва клемната плочка и изводите на намотката излизат като свободни проводници. За означаване началата и краищата на проводниците се поставят маншетки със съответните букви.

Съединени изводите на намотката,

Фазовите намотки на асинхронния двигател се съединяват в звезда или триъгълник. За осъществяване на съединението звезда началата на трите фази се съединяват на късо чрез подходящи метални пластинки. Краищата се съединяват към трифазна мрежа. За да се получи съединение триъгълник, е необходимо краят на първата фаза да се съедини с началото на втората, краят на втората -- с началото на третата и краят на тертата с началото на първата.

При двигатели без клемна плочка изводите трябва обезателно да имат означения. За съединение в звезда изводите C1, C2 и C3 (началата) се свързват в една точка, а изводите C4, С5 и С6 (краищата) се съединяват към мрежата.

Разбира се, че може към мрежата да се съединят началата а краищата да се вържат в една точка (нулева точка). Ясно е, че за съединения триъгълник трябва да се съединят изводите: C4,c C2, С5 с C3 и C6 с C1, като от всяка съединителна

точка изхождат линейни проводници.

При някои съвсем малки двигатели съединението звезда или триъгълник се осъществява вътер в двигателя и се извеждат само три проводника за съединение с мрежата.



Възможности за съединение на двигателя към мрежата. За правилното съединение на двигателя към мрежата е необходимо да се знае, как трябва да се

съединят фазовите намотки - в звезда или в триъгълник. Начинът на съединение се избира съобразно линейното напрежение на мрежата Uл и номинално напрежение на фазите на двигателя, което се определя от надписа на табелката. Целта на фазовите намотки на двигателя е да бъдат захранени с нормалното им напрежение, за което са оразмерени.

При използваните у нас асинхронни двигателя и стандартно напржение 380/220V се срешат следните случаи:

а) на табелката на двигателя е дадено напрежение 220/380У.

Прието е първото число да означава номиналното фазово напрежение на двигателя, а второто - линейното напрежение на мрежата. Ясно е, че този двигател може да се съединява в звезда към мрежата с линейно напрежение 380V,защото тогава фазите му ще са подложени на нормалното им напрежение:

Затова освен горното значение на табелката може да е написано и Y = 380V, което показва начина на съединение и линейно напрежение. Двигателя не бива да се съединява към мрежа за 380V в триъгълник, тъй като в такъв случай фазите му ще са подложени на напрежение Uф= 380У. То е пъти по-голямо от номиналното фазово напрежение, поради което токът ще е по-голям от номиналния и намотката може да изгори. В триъгълник този двигател може да се включи към мрежата, за линейно напрежение 220V ( фазово напрежение 127V), което у нас не е стандартизирано и не се използва. Затова понякога тези двигатели може да бъдат означени по още един начин, а именно Δ/ у 220 380V, който е най-ясен.

б) на табелката на двигателя е дадено напрежение 380/660V или Δ 380V. Фазовите намотки на двигателя са навити за 380V и затова той работи нормално съединен в триъгълник към мрежа за линейно напрежение 380V, което е развно на фазовото напрежение. Ако при същата мрежа намотките се съединят в звезда, на всяка фаза ще се падат по 220V, т.е. пъти по-малко от номиналното й напрежение, поради което двигателят няма да може да -развие номиналната си мощност. И този двигател може да се съедини в звезда, но към мрежа с линейно напрежение .380 = 660V, каквото у нас не се използва.



РАБОТНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ



Работна характеристика на асинхронен двигател А41 - 4

Определение. Работни характеристики на асинхронния двигател се наричат

зависимостите на скоростта на въртене на ротора n2 , плъзгането s , въртящият момент М, коефициента на полезно действие η и коефициента на мощността соsφ1 от натоварването на двигателя, т.е. от полезната механична мощност Р2, която той отдава на работната машина. За изучаването на тези зависимости същите се изобразяват графически. По абсцисната ос е нанесена полезната мощност като всяко деление съответства на 1/10 част от номиналната й стойност, която е приета за единица.

Работните характеристики на даден двигател може да се построят при опитното му изследване. В зависимост от номиналната мощност и чифтовете полюси характерните му величини могат да имат различни номинални стойности, но зависимостта им от натоварването като на фигурата.

Зависимост на скоростта на въртене от натоварването. Ако скоростта на въртящото се магнитно поле n1 се приеме за единица ( въпреки че в случая 1500 об/мин,), тя може да се изрази с хоризонтална права линия ( на чертежа тя е прекъсната линия), тъй като не зависи от натоварването. При празен ход

скоростта на въртене на ротора n2.0 е твърде близка до тази на въртящото магнитно поле и с известно приближение може да се приеме, че е равна на нея. Затова кривата за скоростта на въртене при празен ход започва от 1. С увеличение на натоварването до номиналната мощност скоростта намалява незначително -кривата за n2 е леко наклонена на долу. На номиналния товар съответства

номиналната скорост на въртене. По диаграмата тя е 0.95, а действителната й стойност се пресмята от синхронната скорост на въртене, приета за единица, или n2H=0,95 n1= 0,95.1500= 1420 об/мин, както е дадено на табелката на двигателя. Дължината на вертикалната отсечка, заключена между графиките на n1 и n2 определя относителната скорост nопш. Вижда се; че с увеличение на натоварването тя нараства.

Зависимост на плъзгането от натоварването. Изменението на плъзгането е пряко свързано с изменението на скоростта на въртене, като при намалението на последната плъзгането се увеличава.

Плъзгането при номинално натоварване в разглеждания случаи е



или 5,3 %
както е нанесено и на диаграмата.

Зависимост на въртящият момент от натоварването. Полезната механична мощност е пропорционална на въртящият момент и на скоростта на въртене. Тъй като оборотите в границите от празен ход до номинално натоварване се изменят твърде малко, въртящият момент и механичната мощност са приблизително пропорционални. Затова с увеличение на натоварването, въртящият момент също се увеличава, което графично се изобразява с една почти права наклонена линия. Тя започва от 0, тъй като на празен ход двигателят не създава полезен въртящ момент. Номиналният въртящ момент е приет за единица.

Зависимост на КПД от натоварването. Зависимостта на КПД от натоварването е сложна. Тя е подобна на тази при трансформаторите. При празен ход двигателят не отдава полезна мощност и затова η= 0 (кривата започва от началото). Коефициентът на полезно действие при нормално натоварване на разглеждания двигател е 0,815 (81,5%), а е най-добър (82,5%) при 0,75Рн .

Зависимост на соsφ1, от натоварването. Както бе установено соз^1( при празен ход е малък (под 0,2), тъй като двигателят работи като бобина със стоманена сърцевина и консумира предимно реактивна мощност. С увеличаване на натоварването двигателят консумира все повече активна мощност и затова соsφ1, се подобрява, но винаги остава по-малък от единица (индуктивен). Около номиналния товар соsφ1е най-добър, а при претоварване отново се влошава.

За разглеждания двигател соsφ1 при номинален товар достига до 0,83. Коефициентът на мощността на по-бързоходните и по-мощните двигатели достига до 0,92 и повече.

Поради лошия коефициент на мощността при празен ход и недонатоварване номиналната мощност на двигателя трябва да се избира, така че при нормална работа на работната машина двигателят да е натоварен напълно.

ОСНОВНИ ПАРАМЕТРИ НА ПОМПИТЕ И ТЯХНО ТО ИЗМЕРВА НЕ

Основните параметри, с които се характеризира всяка хидравлична машина, са нейният дебит Q, напор (налягане), Н (р), консумираната мощност Р, коефициентът на полезно действие η и честота на въртене n.



Дебитът Q на една хидравлична машина представлява количеството флуид, което преминава през машината за единица време. При помпите най-често се работи с обемния дебит. За измерването на този дебит се използват различни начини като: обемен, чрез преливник, чрез бленда,

При обемния начин за измерване на дебита на една помпа е необходимо да се измери времето t, s, за което помпата напълва някакъв резервоар, на който предварително се познава обемът V, m3/s. При използването на преливник дебитът се изчислява от размерите на преливника и т.нар. преливна височина.

При използване на бленда е необходимо да се измери разликата между налягането пред и след блендата, след което чрез размерите на блендата и тази разлика от налягането лесно се намиреа дебитът.

Трите посочени начина за измерване на дебит намират най-широко приложение в практиката.



Напор Н се нарича предобитата в помпата специфична енергия (за единица обем или за единица тегло) от течността. Съгласно това определение напорът на една помпа представлява разликата между енергията на изхода и на входа на течността. Енергията на изхода на една помпа съгласно означенията на фигурата:



а на входа:




Съгласно определената за напора на помпата следва, че:


Абсолютните статични налягания

и

където ра - атмосферно налягане;

рм - статично налягане при изхода на помпата;

рv - статично подналягане при входа на помпата;



- налягане, което не се отчита от манометъра.

След заместване на така изразените налягания по-горното уравнение придобива вида:


където е показанието на манометъра, mН2О;



- показанието на вакуумметъра, mН2О;

- е неотчетеното от уредите налягане.

От уравнението се вижда, че за измерването на напора на една помпа е необходимо да се измери налягането на входа и на изхода на помпата монтажното разстояние от приложната точка на вакуумметъра до оста на циферблата на манометъра и да се познават сечениетята в точките s и d и дебитът Q, тъй като скоростите сs и сd се намират чрез дебитът и тези сечения.



Действителна консумирана мощност Р. Това е мощността, която консумира помпата от съответния двигател, който я задвижва. Мощността на помпата се измерва като се използва за задвижване на електрически двигател, на който се познава коефициентът на полезно действие в зависимост от мощността. В този случай се измерва електрическата мощност на двигателя по една от схемите на ватметъра, умножена по съответния К.П.Д на двигателя, ще даде мощността върху вала на двигателя, т.е. върху вала на помпата.

Когато се измерва въртящият момент, подаван към помпата, мощността може да се определи след измерване на ъгловата скорост ω, при което



Теоретична (оползотъворена) мощност. Р, Това; е мощността, която излизащата от помпата течност е придобила при преминаването си през работното колело



Хидравлична мощност Рh. Това е мощността, която се отдава на течността освен за увеличаване на нейната енергия, но и за преодоляване на хидравличните и обемните загуби.

Коефициент на полезно действие η на помпата. Представлява отношението на теоретичната мощност Р, и действително консумираната от помпата мощност Р или


ЦЕНТРОБЕЖНИ ПОМПИ - УСТРОЙСТВА И КЛА СИФИКА ЦИЯ

Най-важната част на пом­пата е работното колело 2. Него­вото предназначение е да пре­дава енергия на течността. Със­тои се от два диска: преден (а) и заден (б).

Пространството между двата диска е разделено от лопатките (в).

Чрез главината на задния диск работното колело се закрепва неподвижно към вала на помпата.

Понякога работното колело е изработено без преден диск.

Работното колело е разположено в неподвижната спираловидна камера 3. Течността постъпва през смукателния тръбопровод 1, а се отвежда към напорния през дифузора 4. Спираловидната камера и дифузорът служат за преобразуване на част от кинетичната енергия на потока в потенциална (налягане).

Когато помпата се намира над смукателния резервоар, създаденото от нея подналягане е недостатъчно за да издигне течността до височината на работното колело. За да се осъществи засмукване, в началото на смукателния тръбопровод се поставя обратен клапан , позволяващ преди пускане да бъде запълнено работното пространство на помпата. За тази цел, обикновено в най-високата точка на спирало­видната камера, се поставя пробка, която след напълването се затваря. При наличие на твърди примеси в течността обратният клапан се комбинира с филтър.

След запълването се пуска задвижващият двигател. който завърта работното колело. Частиците течност от входа на колелото под действието на центробежните сили се придвижват по междулопатъчните канали към изхода. В резултат на това движение и на освободения обем, на входа на колелото се създава подналягане. Тогава в резултат на разликата между налаганията по повърхността в смукателния резервоар и на входа на колелото течността постъпва по смукателния тръбопровод към помпата. По такъв начин се осъществява постоянен напор и непрекъсната обмяна на енергия.


Центробежните помпи спадат към групата на динамичните помпи. Движението на течността е в резултат на силовото и взаимодействие с работно колело, извършващо въртеливо движение при постоянен обем на работното пространство, което е непрекъснато свързано с входа и изхода. Течността се движи през работното колело радиално - от центъра към периферията.

Центробежните помпи се класифицират според следните признаци:

а) според броя на работните колела:

- едностъпални (с едно работно колело}, (фиг. 1 - а, в);

- многостьпални (фиг. 1 - б). Течността се подава от изхода на първото работно колело към входа на следващото и т.н.

б) според начина на подвеждане на течността към работното колело:

- с едностранно подвеждане (фиг. 1 - а, б);

- с двустранно подвеждане (фиг. 1 - в).


в) според разположението на вала:

- с хоризонтален вал;

- с вертикален вал.

г) според вида на работната течност:

- за чисти, химически неутрални течности;

- за силно замърсени течности;

- за високовискозни течности;

- за агресивни течности.

ПРИНЦИПНА СХЕМА НА ПОМПЕНА УРЕДБА

Помпените уредби се управляват ръчно и автоматично. Може да се автоматозират пускането, спирането и регулирането на производителността на агрегат. В схемите на помпените уредби освен апарати с обшо (контактори, релета, бутони за управление и др.) се използват и апарати. Това са т. нар. поплавкови и струйни релета, релета за и др., реагиращи на неелектрически величини.




схема за управление на помпен агрегат

Силова верига. Двигателят се захранва от мрежа ниско напрежение 380V. Пускането се извършва с въздушен контактор тип КВ 25 за ток 25А. Защитата от късо съединение се осъществява със стопяеми предпазители , а от претоварване - с биметално реле . Лостовият прекъсвач тип ВЛДк -250 служи като разединител.

Оперативна верига. Захранва се с 220V през предпазител. Чрез универсален превключвател се избира режимът на работа - ръчен или автоматичен режим се осъщестява с поплавковото реле и помощното междинно реле.

При спадане на водата в резервоара до долното ниво се затваря контактът КА1, а при покачване на водата до горното ниво се отваря контактът КА2. Ръчният режим се осъществява с бутоните П и С.

Помпеният агрегат се изключва посредством релето за авария: при претоварване на двигателя и при препълване на резервоара - чрез поплавковото реле. Осъществена е сигнализация със зелена лампа при работа и червена - при спиране на агрегата (от неизправност в уредбата).

Последователността в действието на агрегата е следната: включва се лостовия прекъсвач, универсалния превключвател се поставя на режим автоматично или ръчно . Водата от резервоара се изчерпва и когато достигне долното ниво, се затваря КА1. През КА2 се подава захранване на помощното междинно реле. Затваря се веригата на бобината К и чрез контактите К в силовата верига се включва двигателят. Помпата започва да пълни резервоара. Чрез контакта 2 лампата сигнализира, че агрегатът работи. Когато водата достигне долното ниво, се отваря контактът 1РП - 2 и агрегатът изключва.

По аналогичен начин се осъществява ръчният режим - позиция Р, като контакторът К се включва и изключва с бутоните П и С.

Ако през време на работа се случи авария, чрез затваряне на контактите РТБ и 2РП се включва релето за авария РА. То отваря изключващият контакт РА - 1 във веригата К и изключва агрегата. Чрез РА - 3 светва 2ЛС и сигнализира за настъпилата авария. През включващият контакт РА 2 аварийното реле се самозахранва. След отстраняване на повредата агрегатът може да се пусне отново само при натискане на бутона Б и деблокиране на релето РА.


Параметри на помпата:

Производителност Q= 48m3.h-1

Общ напор H=41,5 m

Честота на въртене n=2900 min-1

КПД на помпата ηn=0,62

КПД на предавката ηnp=1



Избиране на елементи:

Двигател – избираме по мощността:

Където Рп - полезната мощност kW;

ρ – плътността на водата, kg/m3;

g – земно притегляне, m/s2;

Q – дебит на помпата, m3/s;

H – напор

ηn - КПД на помпата

За избирането на електродвигателя ще използваме входящата мощност, която вземаме от:


По тази мощност избираме електродвигател за задвижване на центробежна помпа по следните данни:




Тип

Рн

Честота на въртене

Мп/Мн

Масов инерционен момент



η

cosφ

Iпус

Маса

-

kW

min-1

-

Kg.m2

A

%

-

A

kg

AOП160МК2

11

2920

2,6

0,038

21,2

88

0,9

140

93

Предпазител стопяем – избираме по ток:



Където Iпус е пусковия ток на двигателя;



α- коефициент отчитащ усилванията на пускане.
Останалата комутативна апаратура е:

  • Лостов прекъсвач ВЛДк -250, Iн=250 A, тип П-2000-IV, Iн= 4000А

  • Реле термично биметално РТБ 11, Iн=40 A, UH=500V

  • Контактор въздушен

  • Двуботонен ключ

  • Еднобутонен ключ

  • Реле за авария

  • Сигнални лампи

  • Нереверсивен магнитен пускател с автоматичен прекъсвач

Каталог: files -> files
files -> Р е п у б л и к а б ъ л г а р и я
files -> Дебелината на армираната изравнителна циментова замазка /позиция 3/ е 4 см
files -> „Европейско законодателство и практики в помощ на добри управленски решения, която се състоя на 24 септември 2009 г в София
files -> В сила oт 16. 03. 2011 Разяснение на нап здравни Вноски при Неплатен Отпуск ззо
files -> В сила oт 23. 05. 2008 Указание нои прилагане на ксо и нпос ксо
files -> 1. По пътя към паметник „1300 години България
files -> Георги Димитров – Kreston BulMar
files -> В сила oт 13. 05. 2005 Писмо мтсп обезщетение Неизползван Отпуск кт


Сподели с приятели:




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница