Введение 10
1. Анализ технологического процесса и технологического оборудования
как объекта исследования 11
1.1 Конструкция и эксплуатация запорной арматуры 12
1.2 Привод запорной арматуры 14
1.2.1 Обоснование принципа реализации электропривода 18
1.2.2 Структурная схема механической части 19
2. Расчетная часть 20
2.1 Расчет параметров электропривода 20
2.2 Выбор преобразователя 24
2.3 Определение параметров силовой цепи 26
2.4 Расчет выпрямителя (трехфазная мостовая схема) 27
2.5 Расчет фильтра 28
2.6 Расчет механических и электромеханических характеристик
асинхронного двигателя 29
2.7 Определение области работы и проверка выбора двигателя.. 32
3. Структурная схема силового канала электропривода 35
4. Выбор функциональной и структурной схем, настройка контуров
регулирования 40
4.1 Выбор и обоснование функциональной схемы электропривода40
4.2 Структурная схема системы управления электроприводом ... 41
4.3 Определение настроек СУ электропривода 43
4.4 Параметры настройки контура тока с ПИ-регулятором и аналоговым
датчиком: 44
4.5 Настройки контура потокосцепления с ПИ-регулятором и
аналоговым датчиком: 48
4.6 Параметры настройки контура скорости с ПИ-регулятором и
импульсным датчиком: 52
5. Имитация работы электропривода запорной арматуры 56
5.1 Имитационная модель 56
5.2 Переходные процессы электропривода 59
5.3 Проверка работоспособности контура скорости в составе
имитационной модели 61
5.4 Имитация работы задвижки 66
6. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 72
6.1 Планирование работ технического проекта 72
6.2 Смета затрат на проектирование 75
6.2.1 Материальные затраты 75
6.2.2 Затраты на амортизацию 75
6.2.3 Затраты на заработную плату 76
6.2.4 Затраты на социальные нужды 77
6.2.5 Прочие затраты 77
6.2.6 Накладные затраты 77
7. Социальная ответственность 79
7.1 Анализ опасных вредных производственных факторов 79
7.2 Требования безопасности 80
7.2.1 Требования электробезопасности 80
7.2.2 Защита в чрезвычайных ситуациях 82
7.2.3 Требования пожарной безопасности 84
7.2.4 Требования безопасности при работе с персональным 85
7.2.5 Требования к освещенности 86
7.2.6 Требования к параметрам шума и вибрации 89
7.2.7 Требования к параметрам микроклимата 91
7.2.8 Социальные гарантии для работника 92
Заключение 94
Литература 95
Приложение А 98
Электропривод является одним из ведущих компонентов во многих областях современной технической цивилизации. В современных системах электропривода нашли широкое применение различные типы электродвигателей и силовых преобразователей.
В области транспортировки газового топлива электроприводы применяются для привода перекачивающих компрессорных агрегатов, для управления транспортировкой газовых потоков как привода запорной арматуры и для прочих вспомогательных нужд.
От быстрой, точной и надёжной работы электроприводов запорной арматуры в газовой отрасли напрямую зависит безопасная и эффективная работа всего газотранспортного комплекса. Таким образом, задача разработки и исследования электроприводов для управления запорной арматуры в газовой отрасли является актуальной и своевременной.
В выпускной квалификационной работе предполагается обсудить решение вопросов, связанных с разработкой и исследованием возможностей применения систем асинхронного электропривода переменного тока для управления запорной арматурой.
Рассчитаны параметры двигателя, его естественные и искусственные характеристики. для проверки перегрузочных режимов двигателя и инвертора были построены предельные электромеханические
характеристики, подробный анализ данных графиков показывает, что для применяемого АД и ПЧ токи ограничиваются максимальным током инвертора.
Проведена оптимизация контуров регулирования системы управления, по итогам оптимизации можно сказать, что ожидаемые показатели качества переходных процессов с результатами моделирования сошлись с допустимой погрешностью.
На основе классической системы векторного управления АД разработана система управления асинхронным ЭП, позволяющая
сформировать нагрузочный момент, имитирующий работу компонентов ЗА.
Для исследования работоспособности спроектированной системы проведено её имитационное моделирование в различных эксплуатационных режимах, результаты исследований выполнены в среде MATLAB Simulink 16 и показывают, что разработанный ЭП имеет повышенную точность и эффективность и может с успехом применяться при замене и перенастройке устаревших ЭПЗА.
По итогам исследований модели ЭПЗА определены особенности изменения формы кривой, необходимой для имитации моментных усилий запорной арматуры.
1. Г. Г. Васильев, Г.Е. Коробков, А.А. Коршак и др. Трубопроводный транспорт нефти - Под редакцией С. М. Вайнштока: Учеб. Для вузов: В 2 т. - М.: ООО “Недра-Бизнесцентр”, 2002. - Т. 1. - 407 с.
2. Гошко А.И. Арматура трубопроводная целевого назначения. Выбор. Эксплуатация. Ремонт. - М.: Машиностроение, 2003 - 432 с
3. СТО Газпром 2-4.1-212-2008 «ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЕ, ПОСТАВЛЯЕМОЙ НА ОБЪЕКТЫ ПАО "ГАЗПРОМ"» - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://meganorm.ru/Data1/58/58255/index.htm, свободный. - Загл. с экрана
4. Гарганеев А.Г., Каракулов А.С., Лангараф С.В., Саидов В.С.
Особенности применения и принципы построения электроприводов запорной арматуры трубопроводного транспорта нефтепродуктов//Техшчна
електродинамша, тематичный випуск, Силова електрошка та енергоефективнють, Частина 2, !нститут електродинамши НАН Украши, Кшв 2006.
5. Ахметов С.А., Сериков Т.П., Кузеев И.Р., Баязитов М.И. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: Учебное пособие - Под ред. С. А. Ахметова. - СПб.: Недра, 2006. - 868 с.
6. Электропривод трубопроводной арматуры - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://bankpatentov.ru/node/431329, свободный. - Загл. с экрана
7. Гуревич Д.Ф., Трубопроводная арматура: Справочное пособие. -
2- е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1981. - 368 с.
8. Удут Л.С., Мальцева О.П., Кояин Н.В. Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов: учебное пособие. Ч. 8. Асинхронный частотно-регулируемый электропривод - Томский политехнический университет. -2-е изд., перераб. и доп. - Томск: изд-во Томского политехнического университета, 2014. -648 с.
9. ГОСТ 51330.0-99. Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования.
10. Диагностирование арматуры с электроприводомпри помощи относительных электрических параметров - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.diaprom.com/publication/?id=5, свободный. - Загл. с экрана
11. БиВольт - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.beevolt.ru/tinfo.php?id=6175, свободный. - Загл. с экрана
12. Электротехнический справочник: В 4т. Т.4. Использование электрической энергии / Под общей редакцией профессора МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов). - 8-е изд., испр. и доп. - М.: издательство МЭИ, 2002. - 696 с.
13. Видянев И.Г., Г.Н. Серикова, Н.А. Гаврикова. Финансовый менеджмент, ресурсоэфективность и ресурсосбережение: Учеб. - метод. пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 2014. - 36 с.
14. Крепша Н.В., Свиридов Ю.В. Безопасность жизнедеятельности: Учеб. - метод. пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 2003. - 145 с.
15. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы.
16. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
17. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03. Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий.
18. Федосова В.Д. расчет искусственного освещения: Методич. указания. - Томск: Изд - во ТПУ, 1991. - 23 с.
19. ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы.
20. ГОСТ-12.1.019-2009 Электробезопасность.
21. ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.
22. ГОСТ 12.4.124-83 ССБТ. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования.
23. ГОСТ 12.1.012-90. Вибрационная безопасность.
24. ГОСТ 12.1.009-76. ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения.
25. ГОСТ 12.1.033-81. ССБТ. Пожарная безопасность. Термины и определения.
26. Правила электроустановок ПУЭ.
27. ГОСТ 12.3.002-75 ССБТ. Процессы производственные. Общие требования безопасности
28. Охрана окружающей среды. Под ред. С.В. Белова. / М.: Высшая школа, 1991. - 128с.
29. Как утилизировать бытовую технику и электронику - [Электронный ресурс] - режим доступа: http://www.ecorb.ru/70, свободный. - Загл. с экрана
30. ГОСТ 12.1.010 - 76. Основы противопожарной защиты предприятий.
31. Эргономика рабочего места пользователя ПЭВМ -