Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор современных электроприводов. сравнительные характеристики вентильного индукторного электропривода и других типов электро приводов 9
1.1. Сравнительная характеристика вентильного индукторного двигателя и традиционных типов электродвигателей 9
1.2. Электронные преобразователи в системах управления вентильным индукторным электроприводом 25
1.3. Выбор системы определения положения ротора для вентильного индукторного электропривода 30
ВЫВОДЫ 38
2. Математические модели вентильного индукторного электропривода 40
2.1. Математическая модель вентильного индукторного двигателя 40
2.2. Структурно-топологический анализ модели вентильного индукторного двигателя 45
2.3. Характеристики вентильного индукторного двигателя в системе электропривода 67
2.4. Система подчиненного регулирования вентильного индукторного электропривода 83
ВЫВОДЫ 89
3. Совершенствование систем управления вентильным индукторным электроприводом 91
3.1. Разработка испытательного стенда 91
3.2. Разработка системы независимого возбуждения вентильного индукторного двигателя 95
3.3. Разработка системы управления инвертора по сигналам датчика положения ротора 98
3.4. Результаты экспериментальных испытаний вентильного индукторного электропривода 110
ВЫВОДЫ 130
4. Энергосбережение средствами регулируемого вентильного индукторного электропривода на механиз мах центробежного типа 132
4.1. Основные характеристики механизмов центробежного типа 132
4.2. Электропривод центробежного насоса с вентильным индукторным двигателем 138
4.3. Моделирование режимов работы насосов 143
4.4. Сравнение энергетических характеристик насосных установок с вентильным индукторным и асинхронным короткозамкнутым двигателями 151
Выводы 156
Заключение 157
Библиографичесісий список 159
- Электронные преобразователи в системах управления вентильным индукторным электроприводом
- Структурно-топологический анализ модели вентильного индукторного двигателя
- Разработка системы независимого возбуждения вентильного индукторного двигателя
- Электропривод центробежного насоса с вентильным индукторным двигателем
Введение к работе
Актуальность. Сегодня в мире ежегодно выпускается порядка семи миллиардов электродвигателей. Электродвигатели потребляют около 70% общего количества произведенной электроэнергии и, соответственно, являются основными потребителями электроэнергии. Поэтому в настоящее время достаточно остро стоит задача оптимального управления электродвигателями не только с технологической точки зрения, но и с точки зрения экономии электроэнергии.
Особый интерес в промышленно развитых странах на сегодняшний день вызывает перспективный тип электропривода на основе вентильного индукторного двигателя, известного в иностранной литературе как Switched Reluctance Motor. Ведущими электротехническими компаниями за последние два с половиной десятилетия освоен выпуск вентильных индукторных двигателей (от единиц ватт до сотен киловатт) для различных областей.
К настоящему времени решены первоочередные задачи: обоснован функциональный состав привода и сформулированы требования к его элементам; проанализированы физические особенности функционирования вентильного индукторного двигателя при представлении его различными математическими моделями; намечены и частично реализованы подходы к формированию алгоритмов управления.
Одним из наиболее важных звеньев в технологическом процессе на ряде производств, в том числе и в металлургии являются цеха водоснабжения, содержащие большое количество насосных установок, электропривод которых построен на основе широко распространенного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.
Проведенные исследования показывают, что в настоящее время наиболее конкурентоспособным по технологичности, ремонтопригодности и энергетическим характеристикам является электропривод, выполненный на основе вентильного индукторного электродвигателя.
5 Однако, применение вентильного индукторного привода для насосных установок не получило широкого распространения из-за усложняющих систему и снижающих ее надежность микропроцессорных систем управления. Поэтому проблема создания простой и надежной системы управления вентильным индукторным электроприводом насосных установок является весьма актуальной.
Цель работы. Разработка системы управления вентильным индукторным электроприводом со встроенным датчиком положения ротора для использования на водяных насосах центробежного типа.
Идея работы основана на применении алгоритма управления вентильным индукторным электроприводом для водяных насосов в режиме парной коммутации фазных обмоток по сигналам встроенного датчика положения ротора на элементах Холла. Задачи работы: разработка имитационных моделей вентильного индукторного электропривода, позволяющих вести совместное исследование электромеханических процессов в вентильном индукторном двигателе и преобразователе частоты, с проверкой их адекватности реальным процессам в приводе;
разработка алгоритмов управления вентильным индукторным приводом с исследованием влияния параметров электропривода на его характеристики в статическом и динамическом режимах работы; исследование алгоритмов и системы управления вентильным индукторным электроприводом для стабилизации частоты вращения двигателя с применением контуров регулирования на основе ПИ-регуляторов тока и скорости;
разработка платы сопряжения сигналов датчика положения ротора на элементах Холла и сигналов управления транзисторами инвертора напряжения; исследование работы вентильного индукторного привода с применением платы сопряжения;
- исследование работы вентильного индукторного двигателя в качестве движителя насосной установки; сравнительный анализ работы вентильного индукторного двигателя и асинхронного двигателя, на базе которого выполнен вентильный индукторный. Научная новизна: предложен метод анализа динамических свойств вентильного индукторного двигателя с использованием структурно-топологических преобразований, отличающийся простотой, наглядностью, позволивший определить характеристическое уравнение вентильного индукторного двигателя и реакцию переменных системы на изменение модуля входного воздействия или сигнала возмущения;
разработана система управления вентильным индукторным электроприводом со встроенным датчиком положения ротора на элементах Холла, адаптированная к условиям работы насосных агрегатов, отличающаяся от известных систем обеспечением улучшенных динамических свойств электропривода за счет применения блока реализации режима парной коммутации фазных обмоток вентильного индукторного двигателя;
получены сравнительные энергетические характеристики электропривода на базе вентильного индукторного двигателя и асинхронного коротко-замкнутого двигателя, отличающиеся от известных исследований количественными показателями, подтверждающими преимущества использования вентильного индукторного привода на насосных агрегатах. Практическая значимость работы, разработаны имитационные модели, позволяющие проектировать вентильный индукторный привод, вести его наладку, а также исследовать работу привода при отсутствии возможности реального экспериментирования;
разработаны плата сопряжения сигналов датчика положения ротора и сигналов управления инвертором напряжения, алгоритмы управления
7 инвертором с использованием датчика положения ротора на элементах Холла;
предложены рекомендации по настройке системы управления электроприводом, обеспечивающие высокую точность поддержания частоты вращения при глубоком регулировании;
выявлены преимущества использования вентильного индукторного двигателя в насосных установках, где традиционно используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Методы исследования. При решении поставленных в диссертационной работе задач использованы базовые положения теории электрических машин, теории автоматизированного электропривода, аспекты имитационного компьютерного моделирования сложных динамических систем, экспериментальные исследования для подтверждения адекватности имитационного моделирования и эффективности разработанных алгоритмов управления.
Достоверность результатов подтверждена: математическим обоснованием разработанных зависимостей; представленной выборкой экспериментальных данных, полученных в реальных условиях при помощи высокоточных измерительных приборов; сопоставимостью результатов теоретических исследований с экспериментальными данными (относительная погрешность не превышает 5%).
Реализация результатов работы. Результаты исследований, содержащиеся в работе, внедрены в учебный процесс Липецкого филиала Международного института компьютерных технологий; использованы в ОАО «НЛМК» при проведении совместно с ЗАО ВНИПТИ ОАО АЭК «Динамо» научно-исследовательской работы «Разработка и исследования вентильного индукторного электропривода для технологических насосов в металлургии», что подтверждено соответствующими актами внедрения.
8 Апробация работы. Основные положения диссертационной работы бы-ли обсуждены на:
Областной конференции "Изобретательское и рационализаторское творчество - потенциал экономического подъема Липецкой области", г. Липецк, 4 ноября 2003 г.
Областной научно-практической конференции "Наука в Липецкой области: истоки и перспективы", г. Липецк, 6 февраля 2004 г.
10-ой ежегодной международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика", г. Москва, 2-3 марта 2004 г.
- Всероссийской научно-технической конференции "Электроэнергетика,
энергосберегающие технологии", г. Липецк, 29-30 апреля 2004 г.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введе
ния, четырех глав, заключения, списка литературы и десяти приложений.
Объем работы составляет 198 страниц, в том числе 158 страниц основного
текста, 141 рисунок, 9 таблиц, список литературы из 96 наименований, 10
приложений на 30 страницах.
Электронные преобразователи в системах управления вентильным индукторным электроприводом
Силовые преобразователи частоты, предназначенные для РЭП, должны преобразовывать напряжение сети (однофазной или трехфазной) промышленной частоты в переменное многофазное (обычно трехфазное) напряжение (или ток), амплитуду, частоту и фазу которого можно изменять в определенном диапазоне [63, 65, 69, 82].
Важной частью системы РЭП является инвертор. В этом разделе будут рассмотрены два стандартных инвертора для ВИД. Предлагаются инвертор Миллера и асимметричный полумостовой. Комплектация каждого инвертора зависит от числа фаз статора.
Асимметричный полумостовой инвертор (рис. 1.18) — наиболее используемый инвертор. Каждая фаза машины соединена с асимметричным полумостом, состоящем из двух силовых ключей и двух диодов. В асимметричном полумостовом инверторе нет ограничения для питания двух фаз одновременно, таким образом, достигается очень высокий момент.
Недостатком этого инвертора является очень большое число силовых полупроводниковых элементов, каждая половина моста требует два ключа и два диода.
В инверторе Миллера оптимизировано число силовых устройств, используется только один главный ключ и один диод для всех фаз и не более одной пары ключ-диод для каждой фазы. Схема инвертора Миллера показана на рис. 1.19. Число силовых полупроводниковых устройств в инверторе Миллера минимизировано, однако энергетические характеристики главных ключей и главных диодов намного выше, чем у фазных ключей и диодов, соответственно выше цена. Главным недостатком инвертора Миллера является то, что фазы не могут питаться независимо [14].
В конце XX - начале XXI веков развитие силовой электроники набрало высокий темп. Кроме улучшения характеристик традиционных полупроводниковых приборов (тиристор, биполярный транзистор) налажено массовое производство новых высококачественных элементов: биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) и полевых транзисторов (MOSFET). Таким образом, при построении силовых схем преобразователей частоты для электроприводов с мощностью до 104 кВА и рабочими частотами до 106 кГц широкое применение получили IGBT и MOSFET. При низковольтном напряжении питания (5 - 200 В) в блоке коммутатора используются MOSFET-транзисторы, а при высоковольтном (200 В и более) - IGBT-транзисторы [34], основными преимуществами которых являются высокие значения рабочей частоты, КПД, простота и компактность схем управления (вследствие малых токов управления). Современные приборы приблизились к теоретическому пределу в 1,8 В прямого падения напряжения на кремниевом переходе [92]. IGBT последних поколений с рабочим напряжением до 6500 В и током до 2500 А позволяют вытеснить запираемые тиристоры (GTO) в устройствах мощностью до 1 МВт и напряжением до 3,5 кВ.
Традиционно, управление ВИД было разработано с относительными недорогими аналоговыми компонентами. Однако аналоговые системы имеют несколько недостатков: старение и колебания температуры требуют регулярной корректировки системы, кроме того, уменьшается надежность системы с увеличением числа составляющих компонентов и, наконец, любая системная модернизация затруднена, поскольку конструкция аппаратная.
Эти проблемы можно решить применением цифровой системы управления, так как большинство функций выполнено в цифровой форме, модернизация может легко быть осуществлена программным обеспечением, и количество составляющих также сокращается, так как цифровые системы могут обрабатывать несколько функций, интегрированием их в одну микросхему [81].
В начале 2000 года фирма Texas Instruments представила новое семейство цифровых сигнальных процессоров (ЦСП), основными достоинствами которых являются универсальность (один и тот же процессор может использоваться для широкого круга различных задач) и относительная простота программирования (благодаря появлению языков высокого уровня - С и Ада, совместимых с ассемблером процессоров). Выход на массовое применение обусловил огромные объемы выпуска ЦСП, что в свою очередь привело к небывалому снижению их цены.
Новая серия ЦСП ( 240Х) фирмы Texas Instruments, ориентирована на управление различными двигателями. Особенности серии 240Х приводятся в Приложении 2. При управлении ВИД применяется структурная схема, представленная на рис. 1.20.
Приведенное выше семейство ЦСП реализует цифровое управление всеми типами приводов на базе АД, синхронных двигателей (СД), ВИД, шаговых двигателей переменного тока, коллекторных и бесколлекторных ДПТ, многодвигательными системами привода. В Приложении 3 представлены блок-схемы алгоритмов подпрограммы пуска и коммутации ВИЛ при применении контроллера TMS320F240, адаптированные автором к применению в конкретном ЭП на основе ВИД.
Наличие микропроцессора обеспечивает следующие режимы работы ВИД:
- регулирование оборотов в широких пределах и стабилизацию их на заданном уровне;
- коррекцию естественно падающей механической характеристики ВРЩ для оптимизации параметров электропривода с тяговой, вентиляторной, крановой, экскаваторной и другими типами нагрузок;
- разгон и торможение с необходимым ускорением;
- пуск электропривода без превышения пусковых токов над номинальными, с предварительным выбором люфта редуктора;
- рекуперацию энергии при торможении;
- реверсирование;
Структурно-топологический анализ модели вентильного индукторного двигателя
В теории дискретного привода широко применяется компактная форма уравнений, представленных в относительных единицах и безразмерном времени, выраженном в долях периода собственных круговых колебаний скорости привода [83, 86, 92]. Таким образом, уменьшается количество переменных, которые изменяются от 0 до 1.
Как упоминалось выше представлять уравнения машины переменного тока значительно проще во вращающейся системе координат, так как это не только экономит машинное время, но и позволяет использовать методы решения технических задач, применяемых при синтезе РЭП постоянного тока, в которых регулируемые координаты представлены в виде постоянных по времени сигналов [45, 56].
Методы координатных и фазных преобразований для машин переменного тока позволяют значительно упростить систему уравнений и привести ее к виду, аналогичному ЭП постоянного тока [9, 76-78, 80, 91, 93, 96]. Система автоматического управления работает с величинами, не зависящими от угла поворота ротора и др. переменных параметров.
Структурно-топологические методы широко и успешно используются при анализе линейных электромеханических систем [10]. Анализ уравнений (2.51) - (2.60) и соответствующей им структурной схемы (рис. 2.4) показывает, что необходимо асимптотически линеаризовать математическую модель в первом приближении. Наиболее подходящей системой координат для этого является система X, Y, так как в этом случае удобно рассматривать реакцию системы на скачкообразное изменение модуля входного сигнала или сигнала возмущения.
Структурная схема может быть линеаризована только при условии: электромеханическая постоянная времени двигателя значительно больше электромагнитной постоянной времени двигателя (частота вращения двигателя изменяется на бесконечно малую величину). При выполнении указанного условия можно заменить блоки умножения, реализующие функцию щ(р)х(о(р), на линейные блоки с передаточной функцией Ко=а , на вход которых поступают сигналы щх(р) и щ(р). Блоки умножения, реализующие функцию 1///р)хТэ а (р), заменены на линейные блоки с передаточной функцией W5(p)=K5, на вход которых поступают сигналы Щх(р) и щ(р).
Сделанные допущения позволяют вести исследования динамики электромагнитной системы при отсутствии электромеханических переходных процессов. Удобно расположить систему координат таким образом, чтобы вектор напряжения Us находился на оси X, тогда Usx(p)-Us(p), Usy=0.
Разработка системы независимого возбуждения вентильного индукторного двигателя
Работоспособность вентильного индукторного двигателя с независимым возбуждением обеспечивается при питании обмотки возбуждения от независимого источника постоянного тока. Регулирование тока возбуждения машины производится изменением напряжения на обмотке возбуждения по двум основным вариантам электрических схем, приведенных на рис. 3.2 и рис. 3.3.
Основные параметры системы возбуждения МТВИ-160:
- активное сопротивление ОВ - 16 Ом;
- индуктивное сопротивление ОВ - 2571,092 мГн;
- интервал изменения тока возбуждения — 0-6 А;
- постоянная времени ОВ - 0,165 с;
- напряжение звена постоянного тока - 540 В.
Стандартная схема управления на базе силового ключа - однополярного преобразователя постоянного напряжения представлена на рис. 3.2. Ток возбуждения двигателя определяется параметрами обмотки возбуждения и режимом работы ключа VT. Драйвер D управляет включением и отключением VT. Цепь VD2 — R1 -С1 и R2 предназначены для защиты от перенапряжений.
При широтно-импульсном регулировании напряжение на обмотке возбуждения определяется отношением времени проводящего состояния силового ключа и временем непроводящего состояния. Таким образом, изменяя скважность работы транзистора и принимая допущения о статическом режиме работы системы возбуждения можно записать: где Uв - напряжение на обмотке возбуждения, Тц — время цикла работы ключа, Тр - время включенного состояния ключа, /- скважность работы ключа.
Для статического режима работы преобразователя ток возбуждения:
Анализируя уравнения (3.2), можно сделать вывод о том, что ток возбуждения прямо пропорционален скважности работы ключа.
Диод VD1 служит для защиты силового IGBT-транзистора VT от перенапряжений при запирании, которые определяются энергией индуктивности ОВ:
Перенапряжения, вызываемые накопленной энергией WK, могут достигать недопустимых значений. Для снятия этих перенапряжений параллельно с транзистором включается диод VD1, который образует контур протекания индуктивного тока.
При отпирании транзистора могут возникнуть перенапряжения, связанные с броском напряжения нагрузки. Для ограничения бросков напряжения предназначена цепь VD2 - С. Напряжение на конденсаторе не может измениться скачком, поэтому ограничение пускового напряжения транзистора достигается за счет плавного заряда конденсатора С по цепи "+, ОВ, VD2, С, -". Для рассеивания накопленной конденсатором за время включения транзистора энергии применяется резистор Rl.
Для выбранной схемы величина емкости определяется: номинальный ток защищаемого элемента, fy=3-10 7c -время спада тока в транзисторе (определяется по справочнику), /,/=200 В -перенапряжение на защищаемом элементе (рекомендуемая величина).
Выбор диодов VD1 и VD2 осуществляется по току, протекающему в нормальном режиме и обратному напряжению, прикладываемому к диоду в закрытом состоянии. Следуя рекомендациям [88], в качестве диодов VD1 и VD2 выбираются диоды BYP 101 производства фирмы Siemens, в качестве транзистора VT выбирается транзистор BUP 203 фирмы Siemens.
На рис. 3.3 представлена электрическая схема для питания обмотки возбуждения от промышленной сети 380 В, 50 Гц через промежуточный согласующий трансформатор TV и тиристорный управляемый выпрямитель VS1 -VS4 с ограничивающим диодом VD.
Разработка системы управления инвертора по сигналам датчика положения ротора
Рассмотренный выше вентильный индукторный двигатель с независимым возбуждением может питаться от стандартных преобразователей частоты со звеном постоянного тока, применяемых для частотно-регулируемых приводов на базе асинхронных и синхронных электродвигателей. Для приме 99 няемого преобразователя с автономным инвертором напряжения используется алгоритм парной коммутации. Принципы управления вентильным индукторным электроприводом при разных углах парной коммутации представлен на рис. 3.4 - рис. 3.10.
Для формирования сигналов коммутации силового преобразователя, обеспечивающего стабильность привода и его быструю динамическую реакцию, используется информация о положении ротора. Для построения системы вентильного индукторного привода на основе двигателя типа МТВИ-160, разработанной во Всероссийском научно-исследовательском проектно-конструкторском и технологическом институте кранового и тягового электрооборудования ОАО АЭК "Динамо", предложен типовой шестифазный датчик положения ротора на элементах Холла [24], разработанный на кафедре Электротехнических комплексов автономных объектов (ЭКАО) Московского энергетического института (МЭИ). Датчик положения ротора состоит из двух триад чувствительных элементов, расположенных на корпусе двигателя.
Датчики внутри каждой триады расположены под углом в 120 эл. град. Первая триада сдвинута относительно второй на 30 эл. град. Такое построение датчика положения ротора позволяет получить двенадцать состояний внутри полюсного деления. Чувствительные элементы датчика положения выполнены на базе однополярных микросхем К1116КП9 (элементы Холла). Сигналы с каждой триады датчиков поступают на плату сопряжения [61]. Принципиальная схема датчика положения ротора на элементах Холла представлена на рис. 3.11.
Электропривод центробежного насоса с вентильным индукторным двигателем
Вентильный индукторный двигатель, разработанный на базе типового АКД согласно [55], имеет те же типоразмеры, что и асинхронный двигатель. Замена АКД в насосной установке на ВИД не потребует дополнительных затрат, связанных с заменой сопутствующего оборудования и СУ двигателем. Однако, как было показано в 2.2, мощность и скорость вращения вентильного индукторного двигателя выше, чем у асинхронного короткозамкнутого двигателя, в соответствии с (4.8), (4.10) и (4.11) в системе с ВИД выше скорость поступательного движения жидкости, напор и подача.
Для расчета механической характеристики насоса с вентильным индукторным двигателем необходимо рассчитать и построить характеристику магистрали, подключенной к насосу, которая выражается зависимостью (4.16).
Схема расположения элементов насосной установки с вентильным индукторным двигателем показана на рис. 4.3. Пуск разрешается только заполненного водой насоса, что контролируется с помощью реле заливки 8. Реле давления 7, установленное на выходном патрубке насоса перед задвижкой, контролирует пуск насоса. Если после пуска давление не достигает нужного значения, задвижка остается закрытой, а двигатель отключается. Автоматическое отключение и включение насоса осуществляется по сигналам поплавкового реле уровня 10. Также включение и отключение может выполняться в зависимости от производительности, контролируемой с помощью расходо 139 мера 9. Структурная схема насосной установки с вентильным индукторным двигателем показана на рис. 4.4.
Структурная схема насосной установки, представленная на рис. 4.2, будет аналогичной и для ВРЩ. На рис. 4.5 представлены Q-Н-характеристика центробежного насоса с вентильным индукторным двигателем, а на рис. 4.6 представлена зависимость КПД от подачи насоса. КПД двигателя при увеличении подачи увеличивается, но только до значения подачи, равного номинальному. В этот момент КПД вентильного индукторного двигателя имеет наибольшее значение. При увеличении подачи выше номинального значения КПД начинает резко уменьшаться, что говорит о нерациональном режиме работы насосного агрегата с завышенным значением подачи.
При моделировании используются модели насосных установок представленные уравнениями (2.1), (2.3) - (2.8), (2.10), (2.13), (4.7) - (4.11), (4.16) - (4.18) и рис. 2.22, рис. 2.23, рис. 4.2 - рис. 4.4.
На рис. 4.5 -рис. 4.10 представлены графические зависимости скорости, момента, токов статора в естественной системе координат и системе координат, связанной с ротором, потокосцепления статора и ОВ в системе координат, связанной с ротором, насосной установки с ВИД.
На рис. 4.11- рис. 4.18 представлены графические зависимости скорости, момента, токов статора и ротора в естественной системе координат и системе координат, связанной с ротором, потокосцепления статора и ротора в системе координат, связанной с ротором, насосной установки с асинхронным короткозамкнутым двигателем.
При работе насосного агрегата с вентильным индукторным и асинхронным короткозамкнутым двигателями в качестве движителя можно отметить длительность переходных процессов при пуске насоса. Переходные процессы в системе с вентильным индукторным двигателем длятся в два раза меньше, чем в системе с асинхронным двигателем. Также следует отметить более низкую колебательность системы с ВИД.
Благодаря применению режима парной коммутации, питанию прямоугольным напряжением и благоприятным характеристикам механизмов центробежного типа пульсации момента практически отсутствуют. Мощность на валу вентильного индукторного двигателя как предполагалось выше достигает больших значений, чем было заявлено в паспортных данных. То есть при одних и тех же массогабаритных параметрах мощность вентильного индукторного привода превосходит мощность асинхронного на 13,83%. Таким образом, применение вентильного индукторного двигателя в насосной установки выявляет ряд его преимуществ перед асинхронным короткозамкнутым.
Анализируя график потребляемой мощности насосов, можно сделать выводы:
- пусковой период энергопотребления насосной установки с асинхронным двигателем длится 0,12 с, а пусковой период энергопотребления насосной установки с вентильным индукторным двигателем - 0,0633 с;
- в течение пускового периода с 0,003 с до 0,0151 с потребляемая АКД мощность на 25% превышает потребляемую мощность ВИД; с 0,0151 с до 0,0374 с мощность АКД на 88% превышает мощность ВИД; с 0,0374 с до 0,0645 с мощность АКД на 255% превышает мощность ВИД; с 0,0645 с до 0,0849 с мощность АКД на 63% превышает мощность ВИД;
- в установившемся периоде энергопотребления потребляемая мощность систем как с асинхронным короткозамкнутым, так и с вентильным индукторным двигателем приблизительно одинакова.
Используя уравнения (4.19) - (4.21), можно получить зависимость потребляемой насосом мощности от времени, преобразовав которую, получено выражение для определения количества энергии:
Ж = РбГ. .[(1 + я;т) + Я2.(1-Я1)], (4.22)
где Рб - мощность, потребляемая насосом при максимальной подаче;
Н ст = —— - относительный статический напор. нб
На рис. 4.20 представлена временная диаграмма количества энергии, потребляемой агрегатом. Через 25 мин после включения насосный агрегат с АКД израсходовал 2,476 кВт, а агрегат с ВИД - 2,145 кВт. В среднем количе 153 ство энергии, потребляемое системой с асинхронным двигателем, на 13% превышает количество энергии, потребляемое системой с вентильным индукторным.
На рис. 4.21 представлены графические зависимости коэффициента полезного действия от подачи насоса ВИД и АКД. Из рисунка видно, что КПД возрастает с увеличением подачи, наибольший КПД как у вентильного индукторного двигателя (0,924), так и у асинхронного (0,769) наблюдается при номинальной подаче, при увеличении подачи больше номинального значения КПД резко снижается.
