АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА 8
1.1 Краткое описание руднотермической печи 8
1.2 Принцип работы и конструкция котла-утилизатора 10
1.3 Технические характеристики и краткое описание котла-
утилизатора ИД №ТМ 1006 14
1.4 Обоснование выбора дымососа 19
1.5 Основные цели проектирования СУЭД 23
1.6 Описание системы автоматического управления объекта 23
2 ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ 29
2.1 Определение мощности двигателя 29
2.2 Выбор типа двигателя 30
3 ВЫБОР МУФТЫ 33
4 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
ЭЛЕКТРОПРИВОДА 35
5 ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ 39
6 РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ЭЛЕКТРОПРИВОДА 43
6.1 Расчет естественных характеристик двигателя 43
6.1.1 Расчет параметров схемы замещения 43
6.1.2 Построение естественных характеристик 47
6.2 Построение искусственных характеристик 49
7 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СХЕМ ВКЛЮЧЕНИЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ
ПУСК И ТОРМОЖЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ 50
7.1 Пуск и торможение и торможение в системе ПЧ-АД 50
7.2_Расчет переходных характеристик 55
8 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИЛОВОГО КАНАЛА
ЭЛЕКТРОПРИВОДА, 50
8.1 Расчет естественных характеристик двигателя 43
8.2 Расчет параметров преобразователя 58
9 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА 60
9.1 Выбор трансформатора 60
9.2 Выбор выключателя нагрузки 62
9.3 Выбор камеры КСО 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ, 68
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 67
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А 69
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 70
Основной смысл использования регулируемого электропривода и систем автоматизированного управления в насосных и воздуходувных механизмах заключается в том, чтобы привести в соответствие их режим работы с режимом работы технологической установки, сети [1].
Низкая эффективность производства тепловой энергии, наряду с другими причинами, объясняется значительными непроизводственными потерями электроэнергии, обусловленные тем, что, производительность турбомеханизмов регулируется дросселирующими и напряавляющими устройствами. При этом перерасход электроэнергии мощными турбомеханизмами достигает 60% [2]. Если подачу вентилятора регулировать изменением скорости, то КПД вентилятора во всем диапазоне регулирования остается постоянным.
Существует три вида рекомендуемых регулируемых электроприводов турбомеханизмов. Это тиристорные регуляторы напряжения с асинхронным короткозамкнутым двигателем (небольшой мощности), асинхронные вентильные каскады и частотноуправляемые с двигателями переменного тока.
Управление асинхронными двигателями с частотным управлением до недавнего времени было проблематичным, несмотря на то, что теория частотного регулирования разрабатывалась ещё в тридцатые годы. Развитие частотного управления электродвигателями сдерживалось из-за высокой стоимости преобразователей частоты. Но с появлением IGBT-транзисторов, разработкой высокопроизводительных микропроцессорных схем управления позволили создавать современные преобразователи частоты с доступной стоимостью [3]. Сейчас асинхронный частотнорегулируемый электропривод турбомеханизмов является доминирующим по следующим причинам:
- широкий диапазон регулирования частоты, большой спектр напряжений и мощностей преобразователей частоты, возможность контроля параметров двигателя (I, U, f, P и т.д.), защита двигателя (по току, к.з. на землю и междуфазами, от импульсных помех, провалов напряжения и т.д.), развитая система диагностики неисправностей (50-100 видов), встроенные ПИД-регуляторы для технологических параметров, программируемые параметры разгона и останова двигателя;
- использование уже имеющихся асинхронных короткозамкнутых и синхронных двигателей без снижения их мощности;
- так как массовый регулируемый электропривод может быть реализован только на базе асинхронных двигателей. Это связано с тем, что в диапазоне мощностей до 100 кВт их производится в 40 -50 раз больше, чем двигателей постоянного тока.
-асинхронный электродвигатель удовлетворяет всем технологическим требованиям турбомеханизмов.
Частотное управление асинхронными электродвигателями находит широкое применение на промышленных предприятиях, в области энергетики, коммунальном хозяйстве и других сферах. Частотное регулирование - это способ устранить важный существенный недостаток электродвигателей переменного тока с короткозамкнутым ротором - постоянную частоту вращения ротора, которая не зависит от нагрузки. Преобразователь частоты создает возможность управлять частотой вращения электродвигателя в соответствии с характером нагрузки или заданными параметрами. В результате возникает возможность сгладить характеристики переходных процессов в электрических сетях, и обеспечить работу электродвигателей в энергосберегающем режиме [4].
Целью данной работы является разработка электропривода дымососа котла-утилизатора руднотермической печи, построенного на базе современного частотного преобразователя, для управления создаваемой тяги.
В выпускной квалификационной работе была произведена разработка системы управления электродвигателем дымососа котла-утилизатора печи №57 цеха №8 АО «ЧЭМК».
Для реализации системы ПЧ-АД был выбран трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором SIEMENS 1LA4504-6CM00-Z, мощностью 1500 кВт, также выбран преобразователь частоты, мощностью 1700 кВт.
Были приведены моменты сопротивления и произведена проверка двигателя на перегрузочную способность. Анализ механических характеристик показывает, что электропривод дымососа обеспечивает требуемый диапазон регулирования.
Величина момента во время переходного процесса всегда выше момента сопротивления и соответствует требованиям технологического процесса.
