При выборе мощности двигателя для компрессора, как и для всех механизмов с продолжительным режимом работы и постоянной нагрузкой, требуемую мощность Рдв двигателя находят по мощности на валу механизма с учётом потерь в промежуточном звене механической передачи.
В зависимости от назначения, мощности и характера производства, где установлены механизмы этой группы, они могут требовать или небольшого, но постоянного подрегулирования производительности при отклонении параметров воздуха от заданных значений, или же регулирования производительности в широких пределах.
Мощность двигателя компрессора определяется по формуле:
где: Q – производительность (подача) компрессора, м3/с; А=(Аи+Аа)/2 –работа, Дж/м3, изотермического и адиабатического сжатия 1 м3 атмосферного воздуха давлением ρ1 = 1,01·105 Па до требуемого, давления ρ2, Па; для давлений до 10·105 Па значения А указаны ниже:
ηк – индикаторный КПД компрессора, учитывающий потери мощности при реальном процессе сжатия воздуха и равный 0,6 – 0,8;
ηп – КПД механической передачи между компрессором и двигателем, его значения лежат в пределах 0,9 – 0,95;
k3 – коэффициент запаса, равный 1,05 – 1,15 и учитывающий не поддающиеся расчету факторы.
Таким образом, расчетная мощность двигателя равна:
Из литературы [7] (табл. 11.6, с. 269) выбираем двигатель СТД – 1600 – 2УХЛ4, напряжением 10 кВ, с частотой вращения 3000 об/мин.
СТД – синхронный турбодвигатель;
1600 – мощность двигателя, кВт;
2 – число полюсов;
УХЛ4 – климатическое исполнение и категория места размещения.
Для компрессора типичен продолжительный режим работы, поэтому их электроприводы, как правило, нереверсивные с редкими пусками. Также компрессор имеет небольшие пусковые статические моменты – до 20-25% от номинального.
Выбор синхронного двигателя обуславливается несколькими основными причинами:
Во-первых, это жёсткая характеристика синхронных двигателей, то есть при увеличении нагрузки на валу двигателя обороты не изменяются, что очень важно для производительности компрессора.
Во-вторых, при своих габаритах синхронный двигатель имеет гораздо большую мощность по сравнению с асинхронным двигателем.
В-третьих, синхронный двигатель имеют К.П.Д. на 2,5% больше (96,6%), чем у асинхронных двигателей и момент имеет прямо пропорциональную зависимость от напряжения.
Производительность компрессоров можно изменять тремя способами: изменением угловой скорости приводного двигателя, изменением сопротивления магистрали (трубопровода) с помощью задвижки, а также конструктивными изменениями рабочих органов механизма в процессе регулирования.
В-четвёртых, у синхронных двигателей при номинальном токе cosφ = l, а при перевозбуждении двигатель может служить в качестве компенсатора реактивной мощности и повышать cosφ предприятия в целом.