Короткі теоретичні відомості. Рисунок 3.1 – Структура енергетичного каналу ЕМК

У процесі функціонування в енергетичному каналі електрогідравлічного комплексу (ЕГК) виникають різноманітні енергетичні стани або режими, які кількісно характеризуються набором електричних, енергетичних і механічних параметрів (напругою, струмом, потужністю, частотою обертання і моментом), а також технологічними показниками (продуктивністю, тиском).

Рисунок 3.1 – Структура енергетичного каналу ЕМК:

В – вмикач; ПЧ – перетворювач частоти; АД – асинхронний двигун;
ВН – відцентровий насос; ДТ, ДВ – датчик тиску та витрати, відповідно;
ВМ – виконавчий механізм засувки З

 

Єдиним параметром, який пов’язує між собою елементи ЕГК і використовується при аналізі процесів енергоспоживання, енергоперетворення і енергокерування, є потужність, що виражається в одних і тих же метричних одиницях незалежно від фізичної природи вихідних компонент. Енергетичні змінні (електрична потужність, механічна, кінетична, гідравлічна і т. д.) дають конкретну характеристику процесу перетворення енергії і дозволяють виконати оцінювання ефективності енергетичного каналу ЕГК, його енергетичної
керованості [3, 8, 12, 13].

Основними виразами, що відображають процеси енергоперетворення в ЕГК, є рівняння балансу потужностей джерела  і компонент потужності на елементах, що входять до комплексу елементарних споживачів: , де  – індекс відповідного елементарного споживача.

Стосовно енергетичного каналу ЕГК джерелом живлення є приводний двигун. Потужність, що підводиться до статорних обмоток АД, має вигляд:

                                             (3.1)

де  – струм фази А, В і С, які протікають в обмотках статора електропривода насоса, відповідно,  – напруга фази А, В, С, прикладені до обмоток статора електропривода насоса, відповідно.

Потужність на валу двигуна:

                                       ,                                        (3.2)

де  – механічна потужність двигуна;  – обертовий момент електродвигуна;  – статичний момент опору;  – динамічний момент електродвигуна;  – частота обертання двигуна.

З іншого боку потужність на валу АД дорівнює потужності, яка підводиться до технологічного механізму (насосу):

                      ,                     (3.3)

де  – коефіцієнти апроксимації, що визначаються за паспортною енергетичною характеристикою насоса;  – відносна частота обертання робочого колеса насоса; ,  – поточна і номінальна кутові швидкості робочого колеса насоса.

Тоді втрати потужності в приводному двигуні:

            або .            (3.4)

Гідравлічна потужність на виході насоса:

                                      ,                                       (3.5)

де  – напір на виході насоса;  – продуктивність насоса;  – густина рідини, що перекачується;  – прискорення вільного падіння.

Тоді втрати потужності в насосі:

                                    .                                     (3.6)

Гідравлічна потужність на ділянці трубопровідної мережі визначається за виразом:

                                ,                                 (3.7)

де ,  – напір і продуктивність на -тій ділянці трубопровідної мережі, відповідно.

Утрати потужності на першій ділянці трубопровідної мережі:

                               ,                                 (3.8)

на -тій ділянці трубопровідної мережі:

                             .                             (3.9)

Гідравлічна потужність у споживача:

                                                                    (3.10)

де ,  – сигнал напору та продуктивності у споживача (у кінцевій точці трубопровідної мережі), відповідно.

З урахуванням вищесказаного, загальне рівняння енергобалансу ЕГК має вигляд:

                                  (3.11)

Утрати енергії на -тому елементі ЕГК у перехідних режимах визначаються за виразом [5, 6]:

                                                                           (3.12)

де  – час протікання перехідного режиму;  – часова залежність утрат потужності на -тому елементі ЕГК.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: