Тема: Разработка электрического привода на основе системы “преобразователь частоты - асинхронный двигатель”

Одними из ключевых направлений развития промышленности, на сегодняшний день, являются: автоматизация производства, энергоэффективность и экономичность. Все они тесно связаны и вытекают друг из друга. Так автоматизация и модернизация технологических процессов проводится для эффективного расходования энергии и улучшения условий труда, что в свою очередь приводит к уменьшению экономических издержек. Тепловые электростанции так же не остаются в стороне и придерживаются этих тенденций. Основными способами экономии на ТЭС являются уменьшение потребления энергии на собственные нужды и повышение надежности основных узлов и агрегатов, ведь любая поломка, приводящая к остановке турбогенератора, несет за собой многомиллионные убытки. Таким образом модернизация электроприводов топливоподачи, пылеприготовления, насосов и тягодутьевых механизмов является первоочередной целью развития ТЭС.
Питатели сырого угля являются важным элементом системы топливоподачи, поэтому их привод должен соответствовать современным требованиям.
Рабочая скорость вращения вала двигателей меняется в относительно небольшом диапазоне регулирования: от 500 до 1900 об/мин. В зависимости от нужной производительности котлоагрегата механизм может работать на всех скоростях данного диапазона длительное время. По отношению к электроприводу шнековый питатель рассматривается как нагрузка, у которой статический момент не зависит от скорости. Длительный режим работы, с редкими пусками и остановками. Исходя из этого, отсутствуют жесткие требования к динамике электропривода и ограничения по характеру переходных процессов во время пуска, торможения и перехода с одной скорости на другую. Однако возможны кратковременные скачкообразные «набросы» нагрузки, сопровождаемые сильным возрастанием статического момента, что может привести к заклиниванию исполнительного механизма. Так же важно помнить, что электрические двигатели эксплуатируются в насыщенной угольной пылью окружающей среде[1].
На данный момент большинство котельных агрегатов имеет в распоряжении исполнительные механизмы питателей сырого угля приводимые в движение регулируемым электроприводом постоянного тока. Замена таких электроприводов на систему «преобразователь частоты - асинхронный двигатель» приведет к снижению эксплуатационных расходов по обслуживанию системы и возможности интеграции в современную систему управления, что соответствует целям модернизации.
Купить

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы был рассчитан и спроектирован регулируемый электропривод на основе системы ПЧ-АД для шнекового питателя сырого угля применяемого на Томь-Усинской ГРЭС. На основе данных о шнеке и редукторе произведен выбор двигателя АИР132М4. После выбора преобразователя были определены параметры схемы замещения двигателя и рассчитаны механические и электромеханические характеристики разомкнутой системы преобразователь - двигатель. Так же был произведен выбор преобразователя частоты, модель: Siemens Micromaster 440. Далее на основе функциональной и структурной схемы управления частотно регулируемого асинхронного электропривода со скалярным управлением было выполнено моделирование двухфазного асинхронного электродвигателя с реактивной нагрузкой, силового канала, преобразователя частоты и задатчика интенсивности в среде MatLAB Simulink. Имитационное исследование доказало работоспособность электропривода на всем диапазоне скоростей и по его перегрузочной способности. Цикл работы включил в себя разгон и работу на трех скоростях, две из которых являются границами диапазона регулирования, набросе и сбросе нагрузки на каждой скорости и останов двигателя.
Были спланированы этапы работ, определена трудоемкость, а также разработан график проведения научного исследования. В итоге был сформирован бюджет затрат научно-исследовательского проекта.
Также было проанализировано рабочее место инженера-проектировщика, выявлены вредные и опасные факторы в помещении, угрозы окружающей среде, объявлены необходимые для их устранения меры.

Купить