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.
