Введение 11
1 Расчет и выбор силового оборудования системы 14
1.1 Расчет мощности двигателя и предварительный его выбор 14
1.2 Выбор преобразовательного устройства системы 20
1.2.1 Расчет инвертора 21
1.2.2 Расчет выпрямителя 25
1.2.3 Расчет охладителя 29
1.2.4 Расчет фильтра 31
1.2.5 Расчет снаббера 32
1.3 Выбор преобразователя частоты 35
1.4 Выбор аппаратуры управления и защиты 38
1.4.1 Аппаратура управления 38
1.4.2 Аппаратура защиты 39
1.5 Расчет и выбор типа и сечения кабеля сети высокого напряжения 42
2 Расчет статических и динамических характеристик для разомкнутой системы
регулируемого электропривода 43
2.1 Расчет естественных ю = f(I), ю = f(M) характеристик регулируемого
электропривода 43
2.2 Расчет искусственных (регулировочных) характеристик ю = f(I), ю = f(M)
регулируемого электропривода для заданного диапазона регулирования скорости 47
2.3 Расчет энергетических показателей электропривода 53
2.4 Расчет электромеханических переходных характеристик ю = f(t) и M = f(t) при
пуске, набросе и сбросе нагрузки при мгновенном изменении задания 55
3 Расчет параметров структурной схемы 58
3.1 Составление структурной схемы системы регулируемого электропривода 58
3.1.1 Модель асинхронного двигателя 59
3.1.2 Контуры регулирования 61
3.2 Расчет коэффициентов усиления и постоянных времени системы 62
Заключение 67
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 68
4.1 Планирование научно-исследовательских работ 68
4.1.1 Структура работ в рамках научного исследования 68
4.2 Определение трудоемкости выполнения работ 69
4.3 Разработка графика проведения научного исследования 70
4.4 Расчет затрат на специальное оборудование для научных (экспериментальных)
работ 73
4.5 Основная заработная плата исполнителей темы 74
4.6 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 77
4. 7 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 77
4.8 Накладные расходы 78
5 Социальная ответственность 83
5.1 Анализ вредных производственных факторов при работе и мероприятия по их
устранению 83
5.2 Анализ опасных производственных факторов и мероприятия по их устранению. 90
5.3 Чрезвычайные ситуации 94
Список использованных источников 97
Выпускная квалификационная работа содержит 98 страниц, 26 рисунков, 35 таблиц, 18 источников.
Ключевые слова: АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ,ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, МОСТОВОЙ КРАН, МЕХАНИЗМ ПОДЪЕМА.
Цель работы - ставится цель выявить возможность и эффективность применения регулируемого электропривода и электрооборудования.
В работе произведен выбор асинхронного двигателя (АД), преобразователя частоты и способа управления скоростью АД. Сделан расчет параметров двигателя, преобразователя, механической системы электропривода машины, предельных характеристик, произведен выбор электрического оборудования механизма подъема. С помощью имитационной модели в MATLAB 7.12.0 (К2011а) проведено исследование АД, получены переходные характеристики.
В последнее время очень часто применяют частотно-регулируемые электропривода в крановом хозяйстве на металлургических предприятиях и за их пределами, как в России, так и за границей. Это обстоятельство объясняется следующим. Использование регулируемых приводов в крановом хозяйстве позволяет значительно повысить комфортные показатели работы крана в части ускорения. В свою очередь, обеспечиваемые частотно - регулируемым приводом плавные переходные процессы значительно снижают динамические нагрузки в элементах кинематической цепи привода, что позволяет повысить надежность и долговечность работы механического оборудования крана, отпадает необходимость замены редуктора, канатоведущего барабана, тормозных колодок, электродвигателя и других элементов при модернизации кранов.
Основной причиной широкого применения регулируемого привода в крановом хозяйстве является снижение энергопотребления при работе крана на 40-60%, которое достигается за счет значительного снижения вращающихся маховых масс лебедки главного подъема .
Применение частотно - регулируемых преобразователей позволяет использовать асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором общего назначения, а не специализированные асинхронные двигатели с фазным ротором. Маховый момент ротора таких двигателей в разы меньше аналогичных крановых асинхронных двигателей с фазным ротором, а стоимость их снижается в 3-4 раза по сравнению с крановыми двигателями, специальной серии.
Таким образом, экономический эффект от внедрения частотнорегулируемого электропривода складывается из экономии электроэнергии и снижения эксплуатационных затрат.
Срок окупаемости в зависимости от грузоподъемности и интенсивности работы крана составляет от 3 до 8 лет (меньшая цифра соответствует большей грузоподъемности и интенсивности).
Для более точной оценки экономической и технологической эффективности внедрения частотно-регулируемого электропривода предлагается оснастить таким электроприводом один из кранов и экспериментально замерить расход электроэнергии до и после внедрения, а также оценить динамические нагрузки, удобство в управлении и другие технические параметры крана. Наиболее важное значение для успешного проведения этой работы имеет правильный выбор преобразователя частоты, как по его техническим параметрам, так и по маркетинговым соображениям, с учетом опыта использования преобразователей другими предприятиями.
