CC BY
191
O.A. Лысенко, O.A. Lys&úo, e-mail: deolasiipmaft.ru A.A. Охотников, A.A. Okhotnikcrv, e-mail: alex.okhotnikqff^yarídex.iit Омский государственный технический университет, г. Омск Россия Omdc State Technical University, Omsk. Russia
ЛГОДЕЛИРОВАНИЕ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ С АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
MODELING PUMP PLANT ЛМТН ASYNCHRONOUS DRI\*ES
В статье рассмотрена классическая разомкнутая система хгектропрывола, состоящая и? центробежного насоса, асинхронного электродвигателя с ьорожозаикнутын ротором н дроссельно- регулировочной арматурой. которая н регулирует екну водоснабжения [1]. Предлагается математическая модель насосной установки. Моделирование выполнено на алгоритмическом языке MATLAB в графической системе bmuulink [2]. что позволяет осуществлять расчет электротехнических комплексов и выполнять настройку параметров модели быстро и наглядно (Рис.1) [3].
In this article the classical open-loop motor drive system consisting of a centrifugal pump. asynchronous motor with sqniiTiel-case rotor, and throttle valves - control vahes, which regulates the water supply system. A mathematical model of the pumping unit. Simulations were performed on the algorithmic language MATLAB graphics system in Simulml;. which allows the calculation of electrical systems and conñgure parameters of the model to quietly and visually.
Ключевые слова: моделирование, электрическим привод, насосная установка, асиюромный дааптелъ
Kei-words: modeling, elecrric drive, pump installation, the asynchronous motor
Электрическая энергия широко применяется во всех отраслях народного хозяйства, особенно для электрического привода различных механизмов (насосов, компрессоров и т.д.), для элеюгротехнологическнх установок и т.д.
Насосные установки широко применяются в нефтедобывающей отрасли, на электромашиностроительных предприятиях для перекачивания жидких сред, а также технологической и охлаждающей воды. Сюда относятся установки для перекачки нефти и нефтепродуктов. охлаждающей эмульсии в металлообработке, насосы в системе водоснабжения и канализации, специальные насосы для химических сред, насосы для пропиточных составов, лакокрасочных материалов и т.п.
В данной статье рассмотрена классическая разомкнутая система электропривода, состоящая из силового агрегата, центробежного насоса, вращаемого асинхронным электродвигателем с короткозамкнугам ротором через гибкую передачу, предохранительной задвижки и дроссельно - регулировочной арматуры, которая и регулирует систему7 водоснабжения [4]. Работа установки начинается с открытия регулирующего клапана, что приводит к понижению давления и выходной поток с максимальной скоростью поступает в систему. Через некоторый период времени отверстие начинает закрываться. Выходное давление начинает расти. пока не достигнет определенного уровня, и поддерживается на этом уровне регулировочной арматурой.
Для численного эксперимента был взят двигатель АИР112М2 («А» - асинхронный двигатель. «И» — Интерэлектро (Международная организация по экономическому и научно-техническому сотрудничеству в области электротехнической промышленности "Интерэлектро"), «Р» - привязка мощностей к установочным размерам в соответствии с ГОСТ Р 51689. «112» - высота вращения оси. «М» - длина ротора (вала). «2» - число полюсов) и центробеж-ньш насос ЦНСв-12,5-60 («ЦН» - центробежный насос. «С» - секционный. <:<в» - вертикальный. «12,5» - подача, м'/ч. «60» - напор, м.).
304
■ i
Рис. 1. Модель установки
н>, рад/с
т ЙО 1 1 1 | 1
1 ...................................!............................... I
! ;
ТУ)
1 ..............................!................................ I | i
.......:...... !
| i ; i 1
Рнс.2. Скорость врашения ротора ТЕНганеля го, рад/с
...................1 ........................ |----------------------------
.....................................i........................................i....................................... .......................................1.......................................1...........................
-i-i-3-3-i-
Pzc.3. Электромагнитный момент двигателя М. Н-м
Q. ц- ч
1 1 1 1 |
i
t _1_1_1_1_1_
Ptic.4. Раскол жвдхосш в насосной установке Q, м3/ч
Для вычисления характеристик центробежного насоса в диалоговом окне «Block Parameters: Centrifugal Pump» существует возможность выбрать один из трех методов: «В у approximating polynomial» - по аппроксимационному полиному. «By two ID characteristics: Р-Q aid Х-Q» - по двум одномерным массивам: PQ и NQ. «By two 2D characteristics P-Q-W and N-Q-W» - по двум двухмерным массивам: PQW и NQW В нашем случае воспользуемся методом «By two ID characteristics: P-Q andN-Q».
Для вычисления характеристик асинхронного двигателя с коротко замкнутым ротором в диалоговом окне tiBlock Parameters: Asynchronous Machine pu Units» в котором находится вкладка «Parameters», в полях исходных данных задаются следующие данные:
1. «Nominal power, voltage, and frequency:»; - номинальная мощность (Вт), напряжение (В), н частота (Гц),
2. (iStator resistance and inductance» - сопротивление статора (Ом) п индуктивность
(Гн),
3 «Rotor resistance and inductance» - сопротивление ротора (Ом) и индуктивность
(Гн),
4. «Mutual inductance» - индуктивность (Гн);
5. «Inertia constant, friction factor, and pole pairs» - инерционная постоянная (кг*м~). коэффициент трения и число пар полюсов;
6. «Initial conditions» - начальные условия.
Выходные характеристики представлены на рис. 2, 3,4.
Анализ результатов позволяет сделать следующий вывод: моделирование в графической системе Sinmlink программы MATLAB. при использовании математической модели, позволяет получить характеристики, которые подтверждают работоспособность системы двигатель-насос. Результаты моделирования могут быть использованы прн проектировании и исследовании электроприводов с нагрузкой в виде центробежного насоса, а так же при построении систем управления УЦН [5,6].
Библиографический список
1. Лысенко О А. Программный модуль «Моделирование насосной установки с центробежным насосом и асинхронным двигателем» / O.A. Лысенко. A.A. Охотников П Свидетельство о регистрации алектронного ресурса. — 2014. - № 19960 ОФЭРНиО. - М.: ВНИТЦ № 50201450176.
2. Татевосян A.A. Математическое моделирование динамических процессов линейного магннто электрического привода для испьпания вязкоупрутих свойств эластомеров при заданных режимах натр ужения A.A. Татевосян. Е.В. Осшпша И Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 5.
3. Герман-Галкин С:.Г. Matlab & Siiiiulmk. Проектирование мехатронных систем на ПК. - СПб.: КОРОНА-Век. 2008. — 368 с.
4. Бубнов. A.B. Новые принципы и способы организации управления синхронно -синфазным электроприводом сканирующих систем / A.B. Бубнов. ТА. Бубнова. А.Н. Чуди-нов // Омский научный вестник. - 2012. -№ 1 (107). - С. 192 - L96.
5. Пат. 2511934 С1 Российская Федерация. МПК Система управления ценгробежным насосом / O.A. Лысенко; заявл. 17.09.2012; опубл. 10.04.2014.
6. Пат. 101841 Российская Федерация. МПК G01R11/00. Система учета, контроля и управления ше pro pee у pea i. ш / П.В. Беляев. В.И. Васильев: заявитель Ом.гос. техн.ун-т. -№2010138125/28 ; заявл. 14.09.10 ; опубл. 27.01.11.
