Электропривод центробежного насоса

Выбор способа регулирования производительности центробежного насоса, мощности и типа асинхронного двигателя. Расчет элементов вентильной каскадной группы. Использование электропривода центробежного насоса по схеме асинхронного вентильного каскада.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра электропривода и автоматизации

промышленных установок

Курсовая работа

по дисциплине

«Электропривод промышленных механизмов»

Выполнила: студентка группы

ЭАТКк-09-02 Жумадилов Г.Б.

Проверила: Сарсенбаев Е.

Алматы 2013



Введение

При описании технологической установки используются некоторые термины, являющиеся специфическими для данного типа установок:

Насос - гидравлическая машина, создающая напорное перемещение жидкости при сообщении ей энергии.

Насосный агрегат (НА) - совокупность насоса, электропривода и передаточного механизма (муфта, редуктор, шкив).

Насосная установка (НУ) - комплекс оборудования обеспечивающий требуемый режим работы насосов одного или нескольких насосных агрегатов. НУ состоит из одного или нескольких насосных агрегатов, трубопроводов, запорной и регулирующей арматуры, контрольно-измерительной аппаратуры, а также аппаратуры управления и защиты.

Насосная станция (НС) - сооружение, включающее в себя одну или несколько насосных установок, а также вспомогательные системы и оборудование.

Насосные установки подразделяются на водопроводные, канализационные, мелиоративные, теплофикационные и др.

Насосные установки ежегодно расходуют около 20% электроэнергии, вырабатываемой энергосистемами республики. В настоящее время большая часть насосных установок работают неэкономично. Потери электроэнергии составляют 10.15%, а иногда достигают 20.25% потребляемой электроэнергии.



Центробежные насосы

Центробежные насосы составляют основной класс насосов. Перекачивание жидкости или создание давления производится вращением одного или нескольких рабочих колёс. В результате воздействия рабочего колеса жидкость выходит из него с более высоким давлением, и большей скоростью, чем при входе. При этом происходит поворот потока жидкости на 90? от осевого направления к радиальному. Выходная скорость преобразуется в корпусе центробежного насоса в давление перед выходом жидкости из насоса.

Классификация центробежных насосов

а) по числу колес:

1) одноступенчатые;

2) многоступенчатые.

Рис. 1 Центробежный насос

На рис.1 показана схема типичного центробежного насоса. Жидкость поступает к центральной части рабочего колеса (крыльчатке). Крыльчатка установлена на валу в корпусе и приводится во вращение электрическим или другим двигателем. Энергия вращения передается крыльчаткой жидкости; жидкость перемещается на периферию крыльчатки, собирается в кольцевом коллекторе (улитке) и удаляется через выходной патрубок. Патрубок имеет расширяющуюся форму; скорость потока в нем падает, и часть кинетической энергии жидкости, приобретенной в рабочем колесе насоса, преобразуется в потенциальную энергию давления. Увеличение давления на выходе из насоса может быть достигнуто увеличением либо частоты вращения, либо диаметра крыльчатки.

Вход жидкости в колесо организован в центре. Далее жидкость захватывается лопатками (для уменьшения утечек и повышения прочности лопатки с боков закрыты дисками), отбрасывается к периферии и далее попадает в улитку (корпус насоса).

В данной конструкции насоса хорошо видно увеличивающееся сечение для прохода жидкости между рабочим колесом и корпусом. Далее проходное сечение резко уменьшается (отсечка потока) и в корпусе организуется канал или отверстие для отвода жидкости.

Наиболее распространенным типом центробежных насосов являются одноступенчатые центробежные насосы с горизонтальным расположением вала и рабочим колесом одностороннего входа.

Рис. 2 Схема центробежного самовсасывающего насоса НЦС-1:

1-донный клапан; 2-всасывающий патрубок; 3-центробежный насос; 4-подающий патрубок; 5-электродвигатель; 6-рама.

Исходные данные

№задания	Q	H	L	d	R	D	nc
8	500	150	2000	270	750	1,25	1500



Выбор системы привода

Выбор мощности и типа электродвигателя

Мощность насоса равна:

(3.1)

где Q - подача насоса, м³/c; ;

Н - напор, м;

с - максимальная плотность перекачиваемой нефти, кг/м³;

_н - КПД насоса.

Мощность приводного электродвигателя выбирают на основе приведенной выше формулы, но с учетом возможного отклонения режима работы насоса от его номинального (паспортного) режима. Чтобы не перегружать двигатель при любых режимах, его мощность выбирают с запасом [3].

(3.2)

где k - коэффициент запаса, выбираем k = 1,1, так как ЭД является приводом насоса, работающего при постоянной нагрузке в продолжительном режиме, и имеет редкие пуски при закрытой задвижке.

_п - кпд передачи, при соединении валов двигателя и насоса муфтой _п=0,98.

Выбираем асинхронный двигатель типа 4АНК280М6У3



Таблица 2 - Технические данные двигателя 4АНК280М6У3

РНОМ, кВт	n0, об/мин	sном, %	, %	CosНОМ		Ток ротора	Масса, кг	Напряжение ротора
110	1000	3,6	91,5	0,87	1,9	297	3850	230

Скорость вращения двигателя совпадает с необходимой скоростью вращения насоса, следовательно, нет необходимости применения передачи.центробежный насос электропривод электродвигатель

Механические характеристики двигателя и производственного механизма. Совместная механическая характеристика электропривода

- Номинальная скорость вращения:

n_ном=n₀(1-s_ном)=1000 (1-0,036)=964 об/мин.

- номинальная частота вращения двигателя:

- синхронная частота вращения двигателя:

- критическое скольжение:

- номинальный момент двигателя:



- критический момент двигателя:

Зависимость частоты вращения от скольжения:

Уравнение механической характеристики асинхронного двигателя:

Механическая характеристика центробежного насоса:

Уравнение совместной механической характеристики:

(4.14)

Рассчитать и выбрать элементы вентильной каскадной группы для случая использования привода по схеме асинхронного вентильного каскада (АВК). Выбрать преобразователь стандартной серии

Комплектный выпрямительно-инверторный преобразователь КВИП предназначен работы в составе электропривода переменного тока, выполненного по схеме асинхронно-вентильного каскада (АВК). Преобразователь используется для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя с фазным ротором (АД) с отдачей энергии скольжения ротора в сеть.

Функции, выполняемые преобразователем:

- «Плавный» пуск двигателя от нуля до требуемой скорости вращения;

- длительная работа с установившейся частотой вращения в пределах указанного диапазона регулирования;

- стабилизация установленной частоты вращения;

- торможение механизма с заданны темпом;

- при использовании реверсоров в цепи статора - реверс направления вращения;

- торможение без реверса;

- дотяжка без переключения статора.

Область применения:

- шахтные вентиляторы, конвейеры, подъемные машины;

- вращающиеся печи, воздуходувки, тягодутьевые установки цементных заводов;

- электроприводы механизмов собственных нужд электростанций (питательные, конденсатные, дымососы, циркуляционные насосы);