ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Динамическая схема поршневых компрессорных установок с синхронным приводом из "Динамика синхронного привода поршневых компрессорных установок " Поршневые компрессорные установки с синхронным приводом,, с точки зрения динамики, представляют энергетически замкнутые системы. Замкнутыми их называют потому, что в процессе работы компрессорной установки под влиянием сил давления рабочего процесса, сил трения и инерции неуравновешенных периодически движущихся деталей упругие элементы привода деформируются и, в свою очередь, изменяют условия рабочего процесса, трения, условия работы синхронного двигателя. Это приводит к изменению соответствующих сил и новому изменению деформации. Одновременно с этим меняются процессы в синхронном двигателе и системе электроснабжения, строительных сооружениях и технологических коммуникациях. [c.17] Динамическая схема поршневых компрессорных установок с синхронным приводом представляет собой совокупность указанных процессов в их взаимодействии (рис. 6). Внешнее воздействие на рабочий процесс f t) выражается в заданном изменении режима работы поршневой компрессорной установки, например, по производительности или другим технологическим параметрам. Внеш нее воздействие на процесс трения у 1) обычно характеризуется статистическими данными, определяющими условия работы тру-рся деталей поршневого компрессора. На упругие элементы. Синода оказывают воздействие силы инерции неуравновешенных талей F t). В цехах компрессии химических предприятий, на различных компрессорных станциях располагаются до 10 и более эднотипных поршневых компрессорных установок с синхронным риводом, которые при параллельной работе оказывают взаимное Ф яние через систему электроснабжения, строительные сооружения (фундаменты) и технологические коммуникации (трубопроводы и технологические аппараты). Взаимное влияние компрессорных установок на рис. 6 отражается внешними воздействиями от других компрессорных агрегатов КА. [c.17] Колебания трубопроводов наблюдаются в коммуникациях поршневых компрессорных установок. Чаще всего они вызываются не механическими колебаниями машин, а действием пульсирующих потоков и происходят с частотой, в несколько раз превышающей частоту колебаний мащины и близкой к одной из частот собственных колебаний газового столба. Колебания трубопроводов отмечаются при толчкообразном пуске. компрессорной установки. Колебания технологических коммуникаций усиливаются при совпадении циклов выходной ступени параллельно работаю-Ш.ИХ компрессорных агрегатов. [c.18] Основные показатели Д1шамического качества компрессорных установок следующие запас и степень устойчивости отклонение координат динамической системы при внешних воздействиях быстродействие. Запас и степень устойчивости характеризуют возможность изменения параметров системы без нарушения устойчивости. Нарушение устойчивости выражается в появлении недопустимых колебаний оборудования, электропривода и системы электроснабжения, строительных сооружений и технологических коммуникаций. Известно [П], что запас устойчивости определяется в соответствии с амплитудно-фазовой характеристикой разомкнутой системы двумя показателями — запасами устойчивости по амплитуде и фазе, а степень устойчивости — расстоянием от мнимой оси до ближайшего корня характеристического уравнения на плоскости корней. Быстродействие системы характеризует скорость затухания переходного процесса, вызваного изменением внешних воздействий. [c.19] Уравнение (23) описывает процессы в реальной динамической системе при ограниченном диапазоне изменений входной и выходной величин, т. е. малых отклонениях относительно установившихся значений. [c.19] Устойчивость оценивают по уравнению свободного движения системы, которое получают, полагая правую часть выражения (23) равной нулю, т. е. [c.19] Для анализа устойчивости линейных динамических систем разработаны различные методы и критерии [11]. Основной отличительной особенностью рассматриваемой динамической схемы лоршневых (Компрессоров с синхронными приводами является наличие более чем одной замкнутой динамической системы, причем процессы в системах взаимосвязаны. Это приводит к резкому возрастанию порядка дифференциального уравнения, описывающего поведение динамической системы в целом. [c.20] Для системы с п синхронными двигателями при условии пренебрежения электромагнитными переходными процессами в статорных цепях и системе электроснабжения в сравнении с механическими переходными процессами синхронных электроприводов, уравнения динамики в отклонениях переменных в операторной форме можно записать следующим образом 140]. [c.21] В соответствии с системой уравнений (26) — (30) для синхронных двигателей на рис. 7, 6 изображена обобщенная структурная схема системы с синхронными двигателями. Выражения для передаточных функций каждого синхронного двигателя этой схемы имеют вид [40]. [c.24] На приведенной структурной схеме указаны обобщенные координаты рассматриваемой системы, точки их приложения и связи между ними. [c.24] Механические колебания деталей поршневых компрессорных установок и строительных сооружений происходят иод действием возбуждающей переменной силы, сил инерции и сил упругого сопротивления. Инерционные силы определяются в основном величиной и распределением массы деталей, а упругие силы — упругими свойствами деталей. Упругие силы выражают через коэффициенты упругости, характеризующие силовые реакции по отношению к единичным перемещениям. [c.25] Различные соотношения между коэффициентами упругости и массами деталей определяют собственные частоты число последних может меняться от единицы до нескольких единиц в зависимости от числа основных масс, из которых состоит деталь, и главных направлений, в которых возможны перемещения масс. [c.25] При вращении двигателя в упругом элементе возникает усилие, противодействующее вращению двигателя. [c.26] Поочередным двукратным интегрированием уравнений (37) определяем угловые частоты ы и углы ф по соответствующим координатам. [c.27] В соответствии с уравнениями (37) и рассмотренным методом их решения можно получить структурную математическую модель системы привода с упругим элементом (рис. 9). Структурная схема включает две одноконтурные структурно неустойчивые системы с двумя интегрирующими звеньями, охваченные общей положительной обратной связью. [c.27] Таким образом, рассматриваемая двухмассовая динамическая система с упругим элементом и синхронным двигателем является устойчивой, т. е. крутильные колебания коленчатого вала компрессорной установки при действии возмущения затухают. [c.30] Для этого уравнения не выполняется необходимое условие устойчивости — положительность коэффициентов характеристического уравнения. Динамическая система с подобным характеристическим уравнением неустойчива. При малых значениях асинхронного момента синхронного двигателя рассматриваемой двухмассовой динамической системе свойственны крутильные колебания со слабым затуханием. Для обеспечения крутильных колебаний с сильным затуханием необходимо, чтобы синхронный двигатель обладал достаточно большим асинхронным моментом, т. е. имел мощную демпферную обмотку на роторе двигателя [12]. При разработке систем синхронного привода поршневых компрессорных установок рассмотрение двухмассовой динамической системы позволяет определять частоту свободных колебаний и сопоставлять ее с частотой периодического возмущения, свойственного компрессорным установкам. Выбором рациональных параметров системы привода (маховик, режим двигателя) в системе устраняют резонансные явления. [c.30] Правая часть этого выражения для поршневого компрессора является постоянной составляющей момента нагрузки Aio и суммой гармоник в соответствии с уравнением (22). [c.31] Отсюда видно, что корни р и могут быть либо вещественными и отрицательными, либо комплексно сопряженными с отрицательными вещественными частями, т. е. [c.31] Расчет номинального режима синхронного двигателя выполняют в относительных единицах, принимая [/ =1,0 (см. следующий раздел). [c.35] Вернуться к основной статье