Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Система бездатчикового векторного управления асинхронным электроприводом нефтеперекачивающего насосного агрегата

Работа №10084

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

электротехника

Объем работы160
Год сдачи2016
Стоимость5900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
753
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


ВВЕДЕНИЕ 11
АКТУАЛЬНОСТЬ 12
1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА 13
1.1. Краткая характеристика объекта и применяемого оборудования 13
1.2. Разработка функциональной схемы питания объекта 14
2. ВЫБОР СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ И РАСЧЕТ НАГРУЗОК 16
2.1. Выбор погружных насосов[1] 16
2.2. Расчет мощности и выбор погружного электродвигателя 18
2.3. Расчет электрических нагрузок 19
2.4. Обоснование и выбор источника бесперебойного питания [3] 20
2.5. Выбор аккумуляторных батарей [4] 23
2.6. Выбор дизельной электростанции 25
2.7. Компенсация реактивной мощности 26
3. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
НАСОСНОГО УСТРОЙСТВА 29
3.1. Выбор перекачивающего насоса 29
3.2. Выбор электродвигателя для перекачивающего насоса 30
3.3. Обоснование и выбор метода регулирования насосным устройством31
3.4. Функциональная схема электропривода 36
3.5. Определение дополнительных параметров электрического двигателя
и параметров схемы замещения 38
3.6. Определение параметров АД 39
3.7. Выбор преобразователя частоты. Расчет параметров 43
3.8. Выбор способа управления скоростью двигателя в системе
преобразователь частоты - асинхронный двигатель (ПЧ-АД) 43
3.9. Расчет параметров - элементов структурной схемы силового канала
электропривода 45
3.10. Расчет предельных характеристик разомкнутой системы ПЧ - АД ... 46
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ КАК ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ 49
4.1. Модель АД в неподвижной системе координат[8] 49
5. НЕЛИНЕЙНАЯ САУ ЭЛЕКТРОПРИВОДА 55
5.2. Рассмотрение принципа скалярного управления 59
5.3. Структурная схема силового канала ЭП 60
5.4. Оптимизация контуров регулирования^] 63
5.4.1. Разработка системы векторного управления 63
9
6. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ БЕЗДАТЧИКОВОГО АСИНХРОННОГО
ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ВЕКТОРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ 85
6.1. Косвенное определение переменных АД, недоступных для прямого
измерения (угол поворота и потокосцепление) [11] 85
6.2. Косвенное определение переменных АД, недоступных для прямого
измерения (скорость вращения ротора АД) [11] 92
7. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 98
8. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 116
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 134
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 136
ПРИЛОЖЕНИЯ 138

Объектом исследования является система векторного управления асинхронным электродвигателем нефтеперекачивающего насоса.
Технические средства, используемые для добычи полезных ископаемых, всегда совершенствовались и улучшались в ходе научно - технического прогресса. Так, нефтяные насосы и подобное им насосное оборудование активно применяется на насосных станциях сельского и городского назначения. Это неудивительно, ведь, если перечислить функции нефтяных насосов, то видно, что основной их функцией является объемное и напорное дозирование нейтральных и агрессивных жидкостей.
Для выполнения перекачивающей, а также добывающей функции, нефтяные насосы подключаются к специальным двигателям. Примечательно, что в случае поломки для ремонта нефтяного насоса не требуется демонтировать двигатель. Разъем для подключения располагается в горизонтальной плоскости насоса. Благодаря столь удачной компоновке разъемов нефтяные насосы легко не только ремонтировать, но и приспосабливать под любые условия работы. По валу нефтяные насосы, как правило, имеют специальные торцовые уплотнения, они применяются специально для того, чтобы полностью исключить возможность протекания нагнетаемой и перекачиваемой жидкости.
Нефтяная промышленность занимает огромное место в экономике нашей страны. Добыча и транспортировка нефти обладает очень большой энергоемкостью, и она постоянно нуждается в модернизации энергосистем, потому что огромное количество оборудования и энергосистем в целом морально устарели.
Целью выпускной работы является исследование системы бездатчикового векторного управления асинхронным электроприводом нефтеперекачивающего насосного агрегата.
АКТУАЛЬНОСТЬ
Развитие нефтяной отрасли неразрывно связано с постоянным совершенствованием систем электропривода, задействованным в процессе добычи, транспортировки и переработки углеводородов. Качественная и надёжная работа электроприводов определяет безопасность, стабильность и бесперебойную работу технологических процессов данного типа.
Системы векторного управления асинхронными электроприводами продолжают непрерывно развиваться и совершенствоваться. Большинство свойств и показателей качества асинхронных электроприводов с векторным управлением определяются возможностями применяемых систем управления.
Таким образом, задача разработки и исследований систем векторного управления асинхронными электроприводами насосного агрегата для перекачки нефти является актуальной и перспективной.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


В диссертационной работе была спроектирована функциональная схема бесперебойного электропитания объекта. Был выбран источник бесперебойного питания, выбраны и рассчитаны аккумуляторные батареи для поддержания питания нагрузки на время равное 15 мин. для запуска ДЭС, произведен выбор перекачивающего насос ТКА 32/80 и электродвигатель для насоса ВА 180 S2.
Применение ПЧ-АД позволяет повысить энергоэффективность, а также надежность производства, так как в системе используется самая простейшая электрическая машина - асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. В настоящее время система ПЧ-АД получает широкое распространение, так как это экономически целесообразнее, чем другие виды регулирования. Высокая плавность регулирования скорости также является одним из основных достоинств такой системы.
В качестве ключевого элемента системы была исследована система без датчикового векторного управления асинхронным электроприводом нефтеперекачивающего насосного агрегата
Была смоделирована модель имитирующая пуск двигателя с заданной нагрузкой. Выполнено моделирование на основе оптимизированных контуров системы управления. Получены и проанализированы основные показатели качества регулирования системы. Сняты переходные характеристики, в которых скорость полностью отрабатывает все возмущения, можно сделать вывод, что привод можно эксплуатировать в данной системе. Данные процессы соответствуют расчетам, что подтверждает правильность выбора вышеперечисленного оборудования и создания системы управления.
Также было произведено моделирование с косвенной оценкой переменных АД, недоступных для прямого измерения, в конечном итоге было определено качество работы всего асинхронного электропривода с векторным управлением.
Анализ различных способов восстановления переменных и координат АД, недоступных для прямого измерения показал, что для общепромышленного асинхронного ЭП с векторным управлением наилучшим вариантом является применение системы на основе имитационной модели АД с автоматической ориентацией системы координат.



1. Сваровская Н.А. Подготовка транспорт и хранение скважной продукции Учебное пособие. - Томск: Изд.ТПУ, 2004.-268 с. [1]
2. Кабышев А.В. Электроснабжение объектов.Ч.1. Расчет электрических нагрузок,нагрев проводиков и электрооборудования: учебное пособие. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2007. [2]
3. Системы бесперебойного электропитания [Электронный ресурс]. - Режим доступа:http://www.ups-
info.ru/for_partners/library/istochniki_bespereboynogo_pitaniya_bez_sekretov/tipe _istochnikov_bespereboynogo_pitaniya/ свободный. [3]
4. Аккумуляторные батареи - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.380v.ru/catalogue/batteries/batteries. [4]
5. Ключев В.И. Теория электропривода: Учеб. для вузов. - 2-е изд. Перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1998. - 704 с.: ил. [5]
6. А.Ю. Чернышев, Н.В. Кояин. Проектирование автоматизированных электроприводов. Томск-2004 г. [6]
7. Ю.Н. Дементьев, А.Ю. Чернышев, И.А. Чернышев - Электрический привод. 2-е издание. 2016. [7]
8. И.П. Копылов. Электрические машины. 2004. [8]
9. С.В. Ланграф. Асинхронный моментный электропривод с векторным управлением для имитации усилий запорной арматуры. 2007. [9]
10. О.П. Мальцева, Л.С. Удут, Н.В. Кояин. Системы управления
электроприводов. Учебное пособие, 2007. [10]
11. С.В. Ланграф. Косвенное определение момента и частоты вращения асинхронного двигателя, 2004г. [11]
12. Гарганеев А.Г.: Системы аварийного электроснабжения ответственных потребителей переменного тока. - Томск: Изд-во Томского политехнического ун-та, 2009. - 228с. [12]
13. Дизельная электростанция. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.generent.ru/diesel/catalog/energo/ed-160-400-iv/ [13]


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ