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多级泵的软启动电控设备分析以及压力差与管道阻力的不同之处

点击:347 日期:2021-09-04 选择字号:
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多级泵的软启动电控设备分析以及压力差与管道阻力的不同之处
多级泵的软启动电控设备
随着电力电子器件参数性能的提高,使用电力电子器件构成的软启动电控设备的故障率大大降低,甚至比传统的电控设备故障率还低,基本做到了免维护运行。因此,软启动电控设备已经成为大中型电动机启动的主流设备。在电网容量小、电动机功率较大时或需要软启动的大型多级泵,应首选软启动电控设备。
 
1、工作原理
大型多级泵的软启动器控制是将电力电子器件,与自动控制技术相结合的设备,主电路用三组反向并联可控硅串接于供电电源与被控电动机之间。软启动器的主电路如图4-4-1所示,设备启动时,由电子控制电路控制可控硅的导通角,使加在电动机端的电压由低到高逐渐升高,电动机转速随之逐渐升高,直至达到额定转速,实现电动机的软启动。设备停机时,则控制可控硅的关断速度,使电动机的端电压由全电压逐渐下降至零,实现软停车。


2.软启动的优点
异步电动机在直接启动时,若施加额定电压,启动电流将达到(5-7)Ie,这样大的电流将会给供电系统造成很大冲击。所以,除了小容量电动机外,一般都采取不同启动方式以降低电动机的启动电流,传统的方式有Y-△启动、串电抗器启动、自耦变压器启动、延边三角形启动等。在电动机启动的过程中,传统的方式都有一个线圈电压切换的过程,因而对电网存在“二次冲击”,软启动设备控制则不存在该现象。常见启动方式电流曲线如图4-4-2所示。


3.软启动的类型
(1)启动时,电流以一定的斜率上升至设定值,其后维持恒定,直至启动结束。适应于绝大多数应用场合。
(2)这种启动的特点是电流上升速率缓慢,di/dt变化率小。适应于对电动机转矩、速度变化敏感的场合,如小张力绕线机构。
(3)启动时,使启动电流以一定斜率不断上升,直至启动完毕,期间对启动电流不加任何限制。适应场合为重载启动。
(4)启动一开始在极短的时向里,使晶闸管接近于全导通,然后恢复至极小导通角,进行正常的恒流软启动。适应于启动时静摩擦力矩较大的场合。
 
4.停车
停机时,控制晶闸管导通角以一定的斜率减小,使电动机端电压逐渐下降至零,减缓了电动机停车时对机械负载的冲击,下降斜率无级可调特性曲线如图4-4-5所示,还可根据需要引入电流负反馈。目前比较常见的软停车时间范围在0-60s之间。


     多级泵管道上某一点接一个压力表,所测得的读数就是那一点的压力。在水流动的时候,管道上的压力是沿着水流的方向逐渐变小的。例如,在多级泵的Dg150出水管上压力是2kg/㎡,但到距这点200米远的地方压力,可能下降成1.5kg/㎡。这2-1.5=0.5kg/㎡就是两点间的压力差。这个压力差相当于5米水柱,所以,把5米水柱的压力也就说成5米水头。
 
   这5米水柱到哪里去了呢?因为,水在这200米管道里流动的过程中,水与管壁的摩擦以及水域水之间的摩擦而消耗掉了。所以,水力学把这5米水柱的压力差叫做水头损失。它反映了长200米管道的阻力,或者说,在长200米的Dg150管道的水流过程中,由于管道的阻力,产生了5米的水头损失。管道的阻力和压力差(或水头损失)在数值大小上是相等的,但管道阻力指的是本质的东西,压力差指的是阻力所产生的现象。由于管道阻力只能通过压力差才能测出来,所以说,压力差与流速的关系,实际是指管道阻力与流速的关系。也就是说,必须知道一段管道两头的压力差和这段管道的长度,才能算出管子每1米的阻力和这段管道里的流速来。
 
   必须指出,决定流速是多级泵管道两点间的压力差,而不是某一处的压力大小。因此,如果压力差不变(也就是管道的阻力不变),流速也就不变。如上例,这段长200米的Dg150管道两头的压力,如果分别换成41.5kg/㎡及3.51.5kg/㎡或者101.5kg/㎡及9.51.5kg/㎡,由于压力差仍然是0.51.5kg/㎡,所以管子里的流速也就保持不变。至于21.5kg/㎡、41.5kg/㎡及1.5kg/㎡这些压力本身所引起的差异。

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