Управление синхронным двигателем

       В качестве цели работы над дипломным  проектом ставилась задача модернизации электропривода компрессора с целью уменьшения расхода энергии, а также автоматического поддержания давления в ресивере. 
 
 

       

       

       4.1 Выбор двигателя 

       Выбор мощности двигателя осуществляется исходя из номинальной мощности компрессора и цикла его работы. Для начала необходимо определить номинальную мощность компрессора, исходя из его конструктивных особенностей. Основные параметры компрессора приведены в таблице 4.1. 

       Таблица 4.1  -  Некоторые технические  данные компрессора.

      Используя такие  параметры как давление нагнетания, ход поршня и диаметр цилиндров, построим идеализированные индикаторные диаграммы

       для каждой из ступеней компрессора. Индикаторные диаграммы первой и второй ступеней представлены на рис.4.1.

       к

       Где на рисунке обозначены: V₁, V₂ - максимальный рабочий объем цилиндра I и II ступеней; V₁^,,V₂^, - объем воздуха при максимальном давлении в цилиндрах I и II ступеней; p₁, р₂ - давление всасывания I и II ступеней;

Р₁^,, р₂^, - давление нагнетания I и II ступеней.

       Максимальный  рабочий объем цилиндра вычисляется по формуле:

       

                                   (4.1.)

где D – диаметр поршня, м; Н – ход поршня, м.

Объем воздуха  при максимальном давлении в цилиндрах  вычисляется из соотношения:

- закон Бойля – Мариотта.

 

 
 
 
 
 
 
 
 

 

Рисунок 4.1 -  Индикаторная диаграмма компрессора

     Средняя работа за цикл для каждой из ступеней из [23] (соответствует

площади диаграммы):                                        (4.2.)

       А₁=1830Дж;   А₂=2418Дж.

             Индикаторное давление из [23]:

                                                                          (4.3.)

     Индикаторная  мощность одной ступени компрессора  из [14]:

       

                                    (4.4.)

где - производительность ступени, м³/сек;

      S_п - площадь поршня, м²;

      w=52,3 – номинальная угловая скорость вала компрессора, рад/сек.

       

       

       Итак:

       

       Полная  индикаторная мощность компрессора  является суммой всех индикаторных мощностей ступеней [14]:

       

                            (4.5.)

       Т.е.:

       

       -  номинальная мощность компрессора,  соответствующая номинальной производительности  на всасывание (или номинальной  скорости вращения вала компрессора).

       Но  в процессе работы производительность компрессора может меняться, поэтому  зададимся диаграммой изменения  производительности представлена на рис. 4.2.

       

        Диаграмма изменения производительности

         
 
 
 
 
 
 
 
         

Рисунок 4.2  -  Диаграмма работы компрессора 

       Пересчитывая  полученные данные и мощность получим  диаграмму изменения мощности компрессора (см. рисунок 4.3)

       Диаграмма изменения мощности

       

         
 
 
 
 
 
 
 

         
 

       Рисунок 4.3 – Диаграмма работы компрессора

       

       Эквивалентная мощность при изменяющейся производительности выразится из формулы [22]:

       

;                      (4.6)

       отсюда:

             Мощность приводного двигателя должна быть больше эквивалентной мощности компрессора с учётом потерь в последнем:

       

                                    (4.7)

       где h_к=0,9 – КПД компрессора;

       Итак:

       

       Выбираем  по этим данным специализированный компрессорный синхронный двигатель типа ДСК – 12 – 124 мощностью 125 кВт и номинальной частотой вращения 500 об/мин. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       4.2 Расчет параметров двигателя 

       В существующей компрессорной установке  применен синхронный двигатель ДСК-12-24-124, специально предназначенный для работы в качестве приводного устройства поршневых компрессоров. Параметры данного двигателя представлены в таблице 4.2. (параметры взяты из [37]). 

       

       Таблица 4.2 - Параметры синхронного двигателя 

 
 

       Параметры схемы замещения двигателя представлены в таблице 4.3