Лабораторная работа: Розробка електропривода вентиляційної установки

До числа механізмів, найбільш розповсюджених на промислових підприємствах, електричних станціях, шахтах, гідротехнічних спорудах, у комунальному господарстві міст, належать компресори, помпи і вентилятори , котрі споживають близько 20 % вироблюваної електроенергії. Особливе місце вони займають в зв'язку з будівництвом і експлуатацією газо- і нафтопроводів, з експлуатацією зрошувальних систем, оскільки перепомповування великої кількості нафти, газу і води вимагає застосування компресорів і помп великої подачі, а отже, і великої встановленої потужності приводних електродвигунів від одиниць до десятків тисяч кіловат, наприклад, для турбокомпресорів - до 18 000 кВт, помп - до 73 000 кВт і вентиляторів - до 5 000 кВт.

Вентилятори призначені для вентиляції виробничих приміщень, відсмоктування газів, подачі повітря або газу в камери електропечей, до котелень і інших установок. Вентилятори створюють перепад тиску (0,01 - 0,1)10⁵ Па.

За конструкцією вентилятори поділяються на відцентрові й осьові. Вони випускаються в декількох виконаннях у залежності від напрямку виходу повітря (вверх, вниз, горизонтально і т. д.) і напрямку обертання.

Рисунок 1. Схеми вентиляторів: а - відцентрові; б – осьові

Робоче колесо відцентрового вентилятора (рис. 1,а) обертається в кожусі 2. Повітря засмоктується через бічний отвір 4 і викидається через вихідний розтруб 3.

Осьовий вентилятор (рис. 1,6) має робоче колесо з декількома лопатями 7, подібними за формою до лопатей повітряного чи гребного гвинта. Колесо обертається електродвигуном 2, укріпленим усередині корпуса З, і таким чином створюється тяга (потік) повітря через розтруб вентилятора.

Найбільше поширення на промислових підприємствах одержали відцентрові вентилятори. Вони мають залежність статичної потужності на валу від швидкості (Р₂ =cw³ ), тобто вентиляторну характеристику. Момент на валу вентилятора змінюється пропорційно до квадрату швидкості, а продуктивність вентилятора пропорційна до кутової швидкості в першому степені.

а) відцентрові; в) осьовий.

Рисунок 2. Конструкції вентиляторів

1.2 Вимоги до електроприводу вентилятора

Для привода вентилятора використовують асинхронні коротко замкнуті двигуни напругою 380 В при потужності до 200 кВт, асинхронні з фазним ротором — потужністю до 350 кВт. При більшій потужності — переважно синхронні двигуни напругою 6 кВ, використовуючи їх одночасно для компенсації реактивної потужності підприємства. При наявності труднощів прямого пуску синхронного двигуна від мережі (прямий пуск рекомендують при потужності на один полюс 250–300 кВт) використовують в якості розгінного асинхронний двигун з фазним ротором меншої потужності ніж синхронний. Приймаючи до уваги, що при пуску вентилятора розганяють значні махові маси, щоб виключити вплив на роботу інших споживачів шахти доцільно забезпечити плавний пуск при струмі (1,5 … 2) I_н ; тому при необхідній потужності вентиляторної установки 2000 кВт і більше рекомендують приймати асинхронний двигун з фазним ротором, що дає можливість також, при необхідності, регулювання роботи вентилятора.

За режимом роботи вентилятори відносяться до приладів с тривалим режимом роботи з постійним навантаженням. Вони характеризуються невеликим пусковим моментом, який складає до 25% номінального. Більшість вентиляторних установок не потребують регулювання швидкості, тому для приводів вентиляторів використовують трьохфазні двигуни з фазним ротором. При потужності більше 100 кВт, використовують синхронні двигуни.

Іноді, якщо необхідно регулювання швидкості для зміни їх продуктивності, використовуються асинхронні двигуни з фазним ротором або асинхронні двигуни з коротко замкнутим ротором і дроселями в колі обмотки статора. Також, для зміни швидкості, використовують муфти ковзання, які встановлюють між двигунами і вентиляторами.

Для забезпечення номінальної потужності вентилятора, двигун має бути вибраний потрібної потужності.

2. Розрахункова частина

2.1 Визначення потужності і вибір електродвигуна приводу вентилятора

Для визначення потужності електродвигуна використовується формула:

(2.1)

де:

Q — продуктивність вентилятора; Н — напір (тиск);

h_в =0,7 — К.К.Д. вентилятора;

h_п =0,98 — К.К.Д. передавального приводу;

k =1,1 1,5.

=18221,57»18,2 кВт

По результатам розрахунку вибираємо двигун за умовами що:

, 18,5³18,2

, 1465³1400