Помощь студентам в учебе
Частотно-регулируемый асинхронный электропривод вагоноопрокидывателя
|
ВВЕДЕНИЕ 7
1 .ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС РАБОТЫ КОМПЛЕКСА ВАГОНООПРОКИДОВАТЕЛЯ 9
1.1. Размещение технологических механизмов и электрического оборудования
комплекса 9
1.2. Устройство и характеристики вагоноопрокидывателя 11
1.3. Технологический процесс работы комплекса 16
2. ПРОЕКТНО-РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 19
2.1 Выбор электродвигателя 20
2.2 Обоснование применения частотно-регулируемого электропривода 23
2.3 Выбор преобразователя частоты 24
2.4 Система «Преобразователь частоты - асинхронный двигатель» 25
2.5 Электромеханические и механические частотные характеристики 27
Электромеханические и механические характеристики системы «Преобразователь частоты - асинхронный двигатель» с IR-компенсацией 29
3. ИМИТАЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 31
3.1 Имитационная модель прямого пуска электродвигателя МТКН 411-6...31
3.2 Имитационная модель частотного управления со скалярной IR-
компенсацией 33
3.3 Имитационная модель двухдвигательного электропривода
вагоноопрокидывателя с частотным управлением и скалярной IR- компенсацией 37
4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 42
4.1 Предпроектный анализ 46
4.2 Потенциальные потребители результатов исследования 42
4.3 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 43
4.4. FAST-анализ 45
4.5 Дерево целей проекта 49
4.6 Оценка готовности проекта к коммерциализации 51
4.7 Планирование управления научно-техническим проектом 53
4.8 Разработка графика проведения научного исследования 55
4.9.1 Основная заработная плата 57
4.9.2 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 60
4.9.3 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 60
4.9.4 Накладные расходы 62
5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 65
5.1 Анализ опасных и вредных факторов 65
5.2 Техника безопасности 66
5.3 Производственная санитария 70
5.4 Чрезвычайные ситуации 73
5.5 Охрана окружающей среды 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 78
ПРИЛОЖЕНИЕ А
1 .ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС РАБОТЫ КОМПЛЕКСА ВАГОНООПРОКИДОВАТЕЛЯ 9
1.1. Размещение технологических механизмов и электрического оборудования
комплекса 9
1.2. Устройство и характеристики вагоноопрокидывателя 11
1.3. Технологический процесс работы комплекса 16
2. ПРОЕКТНО-РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 19
2.1 Выбор электродвигателя 20
2.2 Обоснование применения частотно-регулируемого электропривода 23
2.3 Выбор преобразователя частоты 24
2.4 Система «Преобразователь частоты - асинхронный двигатель» 25
2.5 Электромеханические и механические частотные характеристики 27
Электромеханические и механические характеристики системы «Преобразователь частоты - асинхронный двигатель» с IR-компенсацией 29
3. ИМИТАЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 31
3.1 Имитационная модель прямого пуска электродвигателя МТКН 411-6...31
3.2 Имитационная модель частотного управления со скалярной IR-
компенсацией 33
3.3 Имитационная модель двухдвигательного электропривода
вагоноопрокидывателя с частотным управлением и скалярной IR- компенсацией 37
4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 42
4.1 Предпроектный анализ 46
4.2 Потенциальные потребители результатов исследования 42
4.3 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 43
4.4. FAST-анализ 45
4.5 Дерево целей проекта 49
4.6 Оценка готовности проекта к коммерциализации 51
4.7 Планирование управления научно-техническим проектом 53
4.8 Разработка графика проведения научного исследования 55
4.9.1 Основная заработная плата 57
4.9.2 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 60
4.9.3 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 60
4.9.4 Накладные расходы 62
5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 65
5.1 Анализ опасных и вредных факторов 65
5.2 Техника безопасности 66
5.3 Производственная санитария 70
5.4 Чрезвычайные ситуации 73
5.5 Охрана окружающей среды 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 78
ПРИЛОЖЕНИЕ А
На сегодняшний день наиболее эффективным механизмом для разгрузки сыпучих материалов из железнодорожного транспорта является комплекс вагоноопрокидывателя. В таких механизмах применяется двухдвигательный электропривод с разомкнутой по скорости параметрической системой управления с асинхронными электродвигателями с фазным ротором (АДФР), обеспечивающий равномерную загрузку двигателей в статических режимах. Основными недостатками существующей системы электропривода являются не обеспечение требуемых динамических и статических показателей, повышенное энергопотребление. При опрокидывании вагонов с использованием данной системы происходит образование в механических элементах значительных динамических нагрузок. В настоящее время существует тенденция применения электродвигателей с короткозамкнутым ротором (АДКЗ), которые обладают простой и надежной конструкцией.
В связи с появлением современной преобразовательной техники, становится актуальным построение системы электропривода переменного тока с АДКЗ для механизма кантования, учитывающей особенности его работы.
Для исследования двухдвигательного электропривода используется математическая модель системы электропривода механизма кантования вагоноопрокидывателя.
Исследования в области энергосберегающих систем электропривода механизма кантования вагоноопрокидывателя являются актуальной задачей, так как совершенствование систем электропривода приводит к повышению энергоэффективности и увеличению надежности работы механизмов.
Целью работы является снижение электрических нагрузок на электродвигатели и динамических нагрузок на механическую часть вагоноопрокидывателя и полувагон и повышение за этот счет срока эксплуатации при интенсивных повторно-кратковременных режимах работы с помощью высоконадежной двухдвигательной системы электропривода с улучшенной энергоэффективностью.
Значимость:
- разработанный электропривод позволит снизить потери в системе электропривода, а также повреждаемость механизма и подвижного состава (полувагонов и вагонов), что позволит увеличить срок эксплуатации как асинхронных электродвигателей, так и конструкции вагоноопрокидывателя;
- система скалярного двухдвигательного частотного электропривода приведет к снижению износа механической части вагоноопрокидывателя, продлению срока эксплуатации двигателей за счет исключения тяжелых пусковых режимов и применения простых в обслуживании недорогих и надежных АДКЗ;
- разработанная система электропривода позволит в среднем на 20% снизить энергопотребление и уровень реактивной мощности во всех режимах работы за счет применения частотных преобразователей с рекуперацией энергии в сеть и исключения роторных сопротивлений
В связи с появлением современной преобразовательной техники, становится актуальным построение системы электропривода переменного тока с АДКЗ для механизма кантования, учитывающей особенности его работы.
Для исследования двухдвигательного электропривода используется математическая модель системы электропривода механизма кантования вагоноопрокидывателя.
Исследования в области энергосберегающих систем электропривода механизма кантования вагоноопрокидывателя являются актуальной задачей, так как совершенствование систем электропривода приводит к повышению энергоэффективности и увеличению надежности работы механизмов.
Целью работы является снижение электрических нагрузок на электродвигатели и динамических нагрузок на механическую часть вагоноопрокидывателя и полувагон и повышение за этот счет срока эксплуатации при интенсивных повторно-кратковременных режимах работы с помощью высоконадежной двухдвигательной системы электропривода с улучшенной энергоэффективностью.
Значимость:
- разработанный электропривод позволит снизить потери в системе электропривода, а также повреждаемость механизма и подвижного состава (полувагонов и вагонов), что позволит увеличить срок эксплуатации как асинхронных электродвигателей, так и конструкции вагоноопрокидывателя;
- система скалярного двухдвигательного частотного электропривода приведет к снижению износа механической части вагоноопрокидывателя, продлению срока эксплуатации двигателей за счет исключения тяжелых пусковых режимов и применения простых в обслуживании недорогих и надежных АДКЗ;
- разработанная система электропривода позволит в среднем на 20% снизить энергопотребление и уровень реактивной мощности во всех режимах работы за счет применения частотных преобразователей с рекуперацией энергии в сеть и исключения роторных сопротивлений
Целью данной выпускной квалификационной работы является снижение электрических нагрузок на электродвигатели и динамических нагрузок на механическую часть вагоноопрокидывателя и полувагон и повышение за этот счет срока эксплуатации при интенсивных повторно-кратковременных режимах работы с помощью высоконадежной двухдвигательной системы электропривода с улучшенной энергоэффективностью.
- разработанный электропривод позволит снизить потери в системе электропривода, а также повреждаемость механизма и подвижного состава (полувагонов и вагонов), что позволит увеличить срок эксплуатации как асинхронных электродвигателей, так и конструкции вагоноопрокидывателя;
- система скалярного двухдвигательного частотного электропривода приведет к снижению износа механической части вагоноопрокидывателя, продлению срока эксплуатации двигателей за счет исключения тяжелых пусковых режимов и применения простых в обслуживании недорогих и надежных АДКЗ;
- разработанная система электропривода позволит в среднем на 20% снизить энергопотребление и уровень реактивной мощности во всех режимах работы за счет применения частотных преобразователей с рекуперацией энергии в сеть и исключения роторных сопротивлений.
В разделе «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» выполнен технический проект и решены следующие задачи:
- в результате проведения SWOT-анализа были выявлены как сильные, так и слабые стороны технического проекта. В таких случаях используют интерактивные матрицы возможностей и угроз. Анализ данных матрицы, установил, что соответствия угроз с сильными и слабыми сторонами имеют низкую вероятность, что нельзя сказать о возможностях. В итоге следует, что данный технический проект имеет несколько важных преимуществ, таких как высокая безопасность производства и энергоэффективность, которые 96 обеспечат повышение производительности, безопасности и экономичности технического производства;
- при планировании технических работ была составлена ленточная диаграмма Г анта. Данная диаграмма позволяет оптимально спланировать время работы исполнителей проекта (руководителя и дипломника);
- составление сметы технического проекта позволило оценить первоначальную сумму затрат на реализацию технического проекта. По этим данным можно определить, стоит ли проводить дополнительные мероприятия по оптимизации затрат на проект;
- оценка ресурсоэффективности проекта, проведенная по интегральному показателю, дала довольно высокий результат (4,6 по 5-балльной шкале), что говорит об эффективности реализации технического проекта.
В разделе «Социальная ответственность» был проведен анализ опасных и вредных факторов, возникающих в процессе эксплуатации вагоноопрокидывателя. Освещены вопросы техники безопасности, производственной санитарии, пожарной безопасности. Также рассмотрены вопросы экологической безопасности, составлены меры и действия, проводимые работниками, во время возникновения аварийной ситуации.
- разработанный электропривод позволит снизить потери в системе электропривода, а также повреждаемость механизма и подвижного состава (полувагонов и вагонов), что позволит увеличить срок эксплуатации как асинхронных электродвигателей, так и конструкции вагоноопрокидывателя;
- система скалярного двухдвигательного частотного электропривода приведет к снижению износа механической части вагоноопрокидывателя, продлению срока эксплуатации двигателей за счет исключения тяжелых пусковых режимов и применения простых в обслуживании недорогих и надежных АДКЗ;
- разработанная система электропривода позволит в среднем на 20% снизить энергопотребление и уровень реактивной мощности во всех режимах работы за счет применения частотных преобразователей с рекуперацией энергии в сеть и исключения роторных сопротивлений.
В разделе «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» выполнен технический проект и решены следующие задачи:
- в результате проведения SWOT-анализа были выявлены как сильные, так и слабые стороны технического проекта. В таких случаях используют интерактивные матрицы возможностей и угроз. Анализ данных матрицы, установил, что соответствия угроз с сильными и слабыми сторонами имеют низкую вероятность, что нельзя сказать о возможностях. В итоге следует, что данный технический проект имеет несколько важных преимуществ, таких как высокая безопасность производства и энергоэффективность, которые 96 обеспечат повышение производительности, безопасности и экономичности технического производства;
- при планировании технических работ была составлена ленточная диаграмма Г анта. Данная диаграмма позволяет оптимально спланировать время работы исполнителей проекта (руководителя и дипломника);
- составление сметы технического проекта позволило оценить первоначальную сумму затрат на реализацию технического проекта. По этим данным можно определить, стоит ли проводить дополнительные мероприятия по оптимизации затрат на проект;
- оценка ресурсоэффективности проекта, проведенная по интегральному показателю, дала довольно высокий результат (4,6 по 5-балльной шкале), что говорит об эффективности реализации технического проекта.
В разделе «Социальная ответственность» был проведен анализ опасных и вредных факторов, возникающих в процессе эксплуатации вагоноопрокидывателя. Освещены вопросы техники безопасности, производственной санитарии, пожарной безопасности. Также рассмотрены вопросы экологической безопасности, составлены меры и действия, проводимые работниками, во время возникновения аварийной ситуации.