Введение 8
1. Технологический процесс 10
1.1 Назначение и технические характеристики клиновой задвижки 10 ЗКЛП 200-16
1.2 Определение области работы регулируемого электропривода 13
2. Выбор электрооборудования, расчет параметров элементов и 15 характеристик
2.1 Схема реализации силовой части регулируемого электропривода с 15 преобразователем частоты
2.2 Определение параметров схемы замещения электродвигателя 16
2.3 Выбор типа преобразователя и способа регулирования скорости 20
2.4 Выбор cструктурной схемы силового канала электропривода 22
3. Расчет статических и предельных характеристик разомкнутой системы 23 ПЧ-АД
3.1 Расчет дополнительных параметров двигателя и преобразователя 23
3.2 Естественные механическая и электромеханическая 24
характеристики электропривода
3.3 Определение заданной области работы электропривода 26
4. Расчет линеаризованной САУ электропривода 31
4.1 Структурная схема линеаризованной САУ частотно- 31
регулируемого асинхронного электропривода с векторным управлением
4.2 Оптимизация контуров регулирования 33
5. Имитационное моделирование электропривода задвижки 51
5.1 Имитационная модель частотно-регулируемого асинхронного 51
электропривода при векторном управлении
5.2 Исследование работы электропривода в динамических режимах 55
5.3 Имитационная модель частотно-регулируемого асинхронного 57 электропривода при векторном управлении с моделью двигателя в двухфазной системе координат
5.4 Результаты имитационного моделирования 59
6. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и 63
ресурсосбережение
6.1. Инициализация проекта 63
6.1.1 Анализ конкурентных технических решений 64
6.2 Планирование научно-исследовательских и пуско-наладочных 67
работ
6.2.1 Планирование научно-исследовательских работ по проекту 67
6.2.2 Планирование пуско-наладочных работ 69
6.2.3 Состав бригады для проведения ПНР 73
6.3 Расчет бюджета проекта по внедрению частотного электропривода 75
6.3.1 Смета затрат на НИР 75
6.3.2 Смета затрат на ПНР 76
6.3.3 Расчет расходов при эксплуатации электропривода 77
(стоимости силовой электроэнергии)
6.3.4 Расчет амортизационных отчислений 77
6.3.5 Заработная плата обслуживающего персонала 78
6.3.6 Общая сумма эксплуатационных расходов 79
6.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей) и экономической 80 эффективности исследования
6.4.1. Интегральный финансовый показатель 80
6.4.2. Интегральный показатель ресурсоэффективности 81
6.4.3 Интегральный показатель эффективности вариантов 82
исполнения разработки
7. Социальная ответственность 86
7.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов
7.2 Меры безопасности при работе с клиновой задвижкой 87
7.3 Техника безопасности 88
7.4Производственная санитария 90
7.5 Пожарная безопасность 97
7.6 Охрана окружающей среды 100
7.7 Чрезвычайные ситуации 102
Заключение 103
Список использованных источников 105
Приложение А 107
Объектом исследования является задвижка клиновая ЗКЛП 200-16.
Цель работы заключаются в исследовании асинхронного электропривода механизма клиновой задвижки при различных режимах работы.
В результате исследования были настроены контура управления электроприводом. На имитационной модели получены переходные процессы скорости, тока и момента в различных режимах.
Достигнутые технико-эксплуатационные показатели: обеспечение плавного пуска, плавное изменение скорости, ограничение крутящего момента.
Выпускная квалификационная работа выполнена в текстовом редакторе Мicrosoft Word 2003, также для расчетов использовалась программа MathCad 15, среда Simulink MATLAB.
На сегодняшний день трубопроводная арматура снабжается электроприводами для повышения надежности, функциональности, а так же увеличения быстродействия всего технологического процесса. Электропривод переменного тока состоит из преобразователя частоты со звеном постоянного тока и инвертора, выполненного на основе широтно-импульсного модулятора. На сегодняшний день преимущественно используются преобразователи с автономными инверторами напряжения. Так как в роли источника напряжения выступает трехфазная сеть переменного тока, то одним из компонентов преобразователя служит трехфазный управляемый или неуправляемый выпрямитель. Для осуществления управления приводом, в контроллер интегрирована микропроцессорная система управления с внешним интерфейсом, который позволяет пользователю значительно расширить возможности применения данного комплекса. Комплект составных аппаратных частей совместно с интегрированным программным обеспечением, дает возможность реализовать на таких основах множество вариантов исполнения и назначения приводов, начиная от разомкнутых систем, заканчивая регулированием скорости и ориентации в замкнутых системах.
В том случае, если привод не обязательно должен соблюдать четкие условия регулирования скорости, применяются обыкновенные системы управления без обратной связи по скорости, осуществляющие работу по принципу U/f- регулирования при различных соотношениях между напряжением и частотой. Широкая область регулирования получается за счет использования IR- компенсации путем увеличения частоты при росте нагрузки.
В том случае, если к динамике предъявлены повышенные требования и при значительных диапазонах изменения скорости, используется векторное бездатчиковое управление и с датчиками обратной связи. Применение векторного управления совместно с датчиком обратной связи по скорости дает возможность
получить область регулирования не меньше 1000 при неизменной перегрузочной способности электропривода и значительных показаний динамики. Особенность подобного привода создавать момент на валу при значениях скорости равной нулю дает возможность применять его в системах управления положения при активной нагрузке.
Для достижения установленной цели нужно реализовать следующие задачи:
1. Выбрать электромотор и преобразователь частоты, рассчитать и построить электромеханические характеристики и механические электродвигателя.
2. Разработать схему структурную САУ частотно-регулируемого электропривода асинхронного с управлением векторным, выполнить расчет по оптимизации контуров регулирования.
3. Разработать модель имитационную в среде программной Matlab, которая позволяет исследовать электропривод механизма задвижки клиновой.
В данной выпускной квалификационной работе был рассмотрен и рассчитан следящий электропривод переменного тока с учетом нелинейностей, электропривод питается от 3х - фазной промышленной сети переменного тока с линейным напряжением 380 В частотой 50 Гц.
Был проведен расчет параметров элементов силового канала построена область существования электромеханических характеристик, электромеханические характеристики. Смоделирована работа электропривода механизма клиновой задвижки. Модель отвечает изначальным требованиям по скорости, моменту и времени закрытияоткрытия задвижки.
Синтез параметров оптимальной настройки выполнен в предположении линейности системы. Определены ожидаемые показатели качества переходных процессов.
Переходные процессы в реальном система автоматического управления СЭП обычно близко совпадают с процессами в линеаризованных системах только при малых сигналах задания перемещения, но при средних и больших перемещениях переходные процессы в реальных системах имеют значительные количественные отличия от полученных в идеализированных системах, что обусловлено, в первую очередь наличием насыщения регуляторов и ограничения тока в реальном электроприводе. Однако влияние нелинейных характеристик отдельных элементов система автоматического управления СЭП могут привести не только к количественному, но и к качественному изменению переходных процессов. Все это требует проведения дополнительных исследований по настройке реальной система автоматического управления СЭП.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
