Повышение эффективности регулирования производительности в вентиляторных установках

Аннотация

Туан Н. М. Повышение эффективности регулирования производительности в вентиляторных установках Представлены способы регулирования производительности в вентиляторных установках и реактивно-вентильного электродвигателя. Приведено обоснование применения РВЭД в системе электропривода вентиляторных установок.

Содержание работы

В вентиляторных установках необходимо регулирование произво¬дительности. которое у осевых и центробежных вентиляторов осуществля¬ется следующими способами (таблица).

Способы 1-4 относятся к аэродинамическим способам регулирования производительности. Регулирующий эффект при этом достигается за счет уменьшения эквивалентного отверстия сети (что аналогично дросселированию) и закручивания потока на входе в рабочее колесо.

Метод регулирования дросселированием при постоянной частоте вращения привода сопровождается большим и зачастую неоправданным расходом энергии, что в условиях рыночной экономики и постоянно растущих цен на электроэнергию ведет к заметным экономическим затратам.

Соотношение

где: P₁, Q₁, n₁ – мощность, производительность и частота вращения в номинальном (базовом) режиме работы; P_i, Q_i, n_i – мощность, производительность и частота вращения при регулировании производительности, показывает, что даже небольшое изменение производительности дросселированием в кубической зависимости влияет на потребляемую мощность, в то время как изменение скорости пропорционально изменению производительности. Поэтому регулирование скорости дает большую экономию энергии (мощности) по сравнению с дроссельным регулированием.

При регулировании производительности воздействием на вентиляционную сеть и уменьшении величины эквивалентного отверстия А (способ 1) характеристика турбомеханизмов (пунктирная линия) остается неизменной, а характеристика сети А, В, С (сплошная линия) смещается против часовой стрелки (рис. 1, а).

При воздействии на турбомеханизм (способ 2, 3), например, увеличивая угол поворота лопаток направляющего аппарата или увеличивая угол атаки лопаток осевого вентилятора, характеристика сети остается неизменной, а характеристика турбомеханизма поворачивается по часовой стрелке (рис. 1, б).

При регулировании производительности снижением частоты вращения (способ 5) характеристики турбомеханизма смещаются вниз, а характеристика сети остается неизменной (рис. 1, в).

Для повышения эффективности способа регулирования производительности 3 (изменение угла поворота лопаток) можем оптимизировать настройку системы электропривода вентиляторной установки путем применения реактивно-вентильного двигателя (РВД).

РВЭД, типичное сечение которого представлено на рис. 2, имеет простую конструкцию. Ротор и статор выполнены в виде пакетов листового магнитомягкого материала. На роторе РВЭД отсутствуют обмотки и постоянные магниты. Фазные обмотки находятся только на статоре. Простота обмотки якоря и отсутствие обмотки и магнитов на роторе РВЭД высокую гибкость компоновки. Конструкция электродвигателя может быть плоской, вытянутой, обращенной, секторной, линейной.

РВЭД не содержит постоянных магнитов ни на роторе, ни на стат¬ре, при этом он успешно конкурирует но характеристикам с вентильными электрическими двигателями с постоянными магнитами. В среднем, при одинаковых электрических и весогабаритных характеристиках РВЭД имеет в 4 раза меньшую стоимость, большую надежность, более широкий диапазон частот вращения, более широкий диапазон рабочих температур [1].

Простота конструкции обеспечивает РВЭД более высокую безопасность, чем у других типов электрических машин. Конструктивная и электрическая независимость фазных обмоток обеспечивает работоспособность РВЭД даже в случае полного замыкания полюсной катушки одной из фаз (рис. 3).

Частота вращения быстроходного РВЭД может превышать 100000 оборотов в минуту.

Наконец, экономическая эффективность РВЭД повышается также в результате существенно меньшего расхода электроэнергии, обусловленного высоким КПД электродвигателя и применением наиболее экономичных стратегий управления в динамических режимах работы.

Таким образом, РВЭД дает возможность повысить надежность и точность позиционирования лопаток рабочего колеса при повороте, а следовательно повысить эффективность работы устройства управления электромеханической системой вентиляторной установки.

Список использованной литературы

1. Голландцев Ю. А. Вентильные индукторно-реактивные двигатели / Ю. А. Голландцев // Электроприбор, 2003. – 148 с.
2. Ключев В. И. Ограничение динамических нагрузок электропривода / В. И. Ключев. – М.: Изд-во Энергия, 1971. – 320 с.
3. Брусиловский И. В. Аэродинамические схемы и характеристики осевых вентиляторов ЦАГИ: справочное пособие / И. В. Брусиловский. – М.: Недра, 1978. – 198 с.