Электропривод центробежного компрессора с расходом воздуха 110 м3/мин

Центробежный компрессор представляет собой динамический компрессор радиального типа.
Основным назначением данных установок является сжатие газа в небольшом объеме, при этом происходит одновременное увеличение давления и температуры сжимаемой среды.

Высокая производительность является отличительной особенностью и ее главным преимуществом по сравнению с другими типами компрессоров. Благодаря этой особенности центробежных воздушных компрессоров, устройство которых позволяет использовать их в интенсивной эксплуатации, они широко применяются в промышленных масштабах – в нефтеперерабатывающей промышленности, металлообработке и других областях деятельности.
К основным достоинствам центробежных компрессоров относятся: высокая производительность; надежность при интенсивной эксплуатации в течение длительного времени; выработка незагрязненного маслом газа; равномерное нагнетание газа, отсутствие скачков давления и его провалов; способность работать без вибраций, что позволяет избежать обустройства сложных фундаментов при установке;
Среди недостатков этого оборудования выделяют: сложности при сжатии газов с низкой плотностью, для работы с легкими газами требуются компрессоры с несколькими ступенями сжатия; более низкий КПД по сравнению с поршневыми компрессорами.

так как асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором имеет более низкую стоимость в отличие от других типов, простоту управления, у него выше надёжность. Был выбран двигатель 4АМ250M2

Для расчёта статических характеристик механизма, приведенного к валу двигателя, необходимо найти зависимость скорости вращения вала насоса от напора на его выходе и его подачи. Следует уточнить, что все фактические характеристики центробежного компрессора ограничены определенными пределами расхода, как справа, так и слева. При малых потоках в компрессоре возникают автоколебания, которые сопровождаются шумом и вибрацией турбомеханизма.

На данном рисунке представлены две искусственные характеристики центробежного компрессора, а также характеристики магистрали, соответствующие всем расчётным режимам работы

Структурная схема электропривода с разомкнутой обратной связью

Зависимость давления P(t) от времени t(с)

Зависимость подачи Q(t) от времени t(с).

Зависимость скорости от времени W(t) и момента от времени M(t)

Структурная схема с замкнутой обратной связью

Зависимость давления и подачи от времени

Зависимость скорости и момента от времени

Система автоматического регулирования давления осуществляется на базе современного интеллектуального преобразователя частоты (ПЧ) фирмы Delta Electronics серии VFD-F Series типа VFD-F900F43В
Схема подключения ПЧИ VFD-F Series

Серия VFD-F разработана специально для использования с насосным и вентиляторным оборудованием в различных условиях:
• для обеспечения системы вентиляции и кондиционирования,
• в рамках систем канализации и водоснабжения,
• для систем отопления зданий, при производстве и передаче теплоэнергии, включая оборудование котельных тепловых станций.
Преобразователи VFD-F могут применяться и с другими видами вентиляторов и насосного оборудования многих отраслей.
С помощью преобразователей из серии VFD-F от Delta могут быть решены различные задачи в рамках промышленного производства:
• управление параметрами вращения двигателя,
• защита двигателя рабочего оборудования,
• управление работой электродвигателя,
• управление параметрами технологических процессов с помощью ПИД-регулятора,
• одновременное управление группой двигателей,
• энергосберегающий режим работы.
В электроприводе VFD-F Series реализован ряд программных и аппаратных защит, что предохраняет электропривод от выхода из строя в нештатных и аварийных ситуациях.

Датчик давления Метран-100-Вн-ДИ-1051
Датчики давления Метран-100 предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами, обеспечивают непрерывное преобразование измеряемых величин.
Схема включения датчика в измерительную цепь

В качестве датчика расхода газа используется датчик Метран-350-М.
Схема подключения датчика расхода газа
Датчик Метран-350-М по многим своим параметрам (условиям эксплуатации, размерам т.п.) аналогичен датчику давления Метран-100. Для питания обоих датчиков будем использовать разные гальванически изолированные каналы блока питания Метран-602.

Автоматический выключатель ВА-99МL 250/200А 3P 20кА поставим для защиты по входу преобразователя частоты от коротких замыканий,

Автоматический выключатель АП50-3МТУ33 установим для защиты системы автоматики на вводе напряжения 220В

Кнопку "грибок" с фиксацией красную NP2-BS542 OFF/ON применим для аварийного выключения.
Через кнопку без фиксации MB101DB 2xOFF-(ON) (0.3A/240VAC) будет происходить включение магнитного пускателя на пульте управления оператора от 220 В.

Контактор электромагнитной серии КТИе-5200 200А 230В/АС3 IEK необходим для использования в схеме управления для пуска и остановки трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором в электрической сети с номинальным напряжением до 660 В переменного тока

Электрическая схема электропривода центробежного компрессора