Введение 11
1 Технологический процесс работы вентилятора 12
1.1 Классификация вентиляторов, их конструкция 12
1.2 Вентиляция тупиковых выработок 13
1.3 Схемы и способы вентиляции тупиковых выработок 14
1.3.1 Проветривание за счет общешахтной депрессии 14
1.3.2 Нагнетательный способ проветривания тупиковых выработок... 14
1.3.3 Всасывающий способ проветривания 16
2. Выбор оборудования и расчет параметров 20
2.1 Аэродинамические характеристики и параметры вентилятора ВМЭ-6
20
2.2 Выбор приводного двигателя 24
2.3 Определение параметров схемы замещения двигателя 26
2.4 Расчет естественных характеристик электродвигателя 30
2.4.1 Расчет естественной характеристики: механической 30
2.4.2 Расчет естественной характеристики: электромеханической 31
2.5 Механическая характеристика вентилятора в режиме работы с
максимальным давлением 33
3 Обзор систем управления и способов регулирования электропривода ... 35
3.1 Системы управления электроприводом 35
3.2 Выбор закона частотного регулирования 36
3.3 Выбор преобразователя частоты 36
4 Расчет статических характеристик системы преобразователь - двигатель
при частотном регулировании 41
4.1 Система преобразователь - двигатель. Закон регулирования U1/f1 =
const. Механические характеристики 42
2
4.2 Система преобразователь - двигатель. Закон регулирования U1/f1 =
const. Электромеханические характеристики 45
5 Асинхронный электропривод со скалярным управлением. Частотнорегулируемый 48
5.1 Функциональная схема частотно-регулируемого асинхронного
электропривода со скалярным управлением 52
5.2 Исследования частотно-регулируемого асинхронного электропривода
вентилятора со скалярным управлением 56
6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 60
6.1 Выбор и обоснование структурной (принципиальной) схемы
электропривода 60
6.2 Анализ и оценка научно-технического уровня проекта (НТУ) 63
6.3 Планирование проектных работ 65
6.4 Расчет сметы затрат на проектирование 66
6.5 Расчет капитальных вложений на реализацию проекта 67
6.6 Расчет расходов при эксплуатации электропривода 68
6.7 Издержки на ремонтно-эксплуатационное обслуживание
электроприводов 70
7. Социальная ответственность 73
7.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 73
7.2 Микроклимат на рабочем месте 75
7.3 Рудничное освещение 78
7.4 Защита от шума и вибрации 84
7.5 Электробезопасность 86
7.6 Обрушения горных выработок 90
7.7 Взрывы газа и пыли 92
7.8 Рудничные пожары 96
7.9 Первичные средства пожаротушения в шахте 98
7.10 Выбросы пород и газа 99
7.11 Горные удары 101
7.12 Прорывы воды и глины 102
7.13 Горноспасательное дело 104
7.14 Экологическая безопасность 106
Заключение 109
Список использованных источников 111
Реферат
Выпускная квалификационная работа содержит 120 страниц, 21 рисунков, 8 таблиц, 12 источник, 1 приложение, 1 листа графического материала.
ЭЛЕКТРОПРИВОД ВЕНТИЛЯТОРА, АСИНХРОННЫЙ ЧАСТОТНОРЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ, СТАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.
Объектом выпускной квалификационной работы является разработка регулируемого электропривода шахтного вентилятора. Цель работы - разработка и исследование асинхронного частотно-регулируемого электропривода вентилятора.
В выпускной квалификационной работе был произведён расчет и выбор приводного двигателя; преобразователя частоты, а также определенны параметры силовой цепи. Обоснован выбор способа управления, рассчитаны механические и электромеханические характеристики. Методом имитационного моделирования на ЭВМ исследованы переходные процессы в основных режимах работы.
В разделе экономики произведен расчет сметы на пуско-наладочные работы электропривода вентилятора.
В разделе безопасность и жизнедеятельность труда рассмотрены вопросы охраны труда и техники безопасности. Проанализированы опасные и вредные факторы производства. Выпускная квалификационная работа выполнена в текстовом редакторе MicrosoftWord 2010, в работе использованы программы MathCAD, MicrosoftVisio 2010, MicrosoftPowerPoint, Simulink (MatLab ).
Введение
Атмосфера подземных горных выработок шахт в силу ограниченного их объема легко насыщается различными вредностями техногенного или природного характера. Превышение допустимых концентраций вредностей опасно для здоровья и жизни работающих в выработках и ограничивает возможности проведения производственных процессов. Основное направление борьбы с вредностями в подземных горных выработках - их разжижение подаваемым в выработки свежим воздухом до допустимых концентраций.
Современное горное предприятие немыслимо без принудительной вентиляции. Прекращение проветривания влечет за собой остановку всего технологического комплекса шахты или рудника, к выводу людей на поверхность, прекращению работы всех машин и механизмов. От надежной, безотказной работы системы проветривания полностью зависит безопасность, а зачастую и жизнь людей, работающих в шахте.
Возникновение движения воздуха в некотором объеме
связано с наличием в этом объеме зон, обладающих более высоким уровнем энергии по сравнению с уровнем, необходимым для состояния покоя. Воздух движется от зоны с большим энергетическим уровнем к зоне с меньшим уровнем.
В связи с необходимостью наличия в шахтных условиях надежного, необходимой мощности и управляемого источника сил движения воздуха, в качестве основного источника этих сил используется вентилятор.
Вентиляторы широко применяются во всех отраслях промышленности. На их привод расходуется огромное количество электроэнергии, вырабатываемой в стране. В частности, в горной отрасли на привод вентиляторов, обслуживающих шахту, уходит до 8 - 10% электроэнергии расходуемой всей шахтой. В связи с этим, создание высокоэкономичных вентиляторов и правильное их использование имеет большое экономическое значение.
Заключение
Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка электропривода шахтного вентилятора ВМЭ-6.
По результатам расчета требуемой мощности вентилятора выбран электродвигатель взрывозащищенного исполнения серии 3ВРМ160М2, произведен расчет его параметров, рассчитаны естественные механические и электромеханические характеристики двигателя.
Проанализирован и выбран наиболее подходящий, для вентиляторной нагрузки вид управления - скалярное управление по закону - и/ f2. Данный вид управления позволяет получить искусственные механические характеристики с требуемой жесткостью, ему свойственна техническая простота измерения и регулирования абсолютных значений переменных АД.
В ходе работы выбран преобразователь частоты фирмы ВЕСПЕР серии EI-P7012. В программной среде MathCad14 рассчитаны и построены искусственные механические и электромеханические характеристики системы преобразователь частоты - асинхронный двигатель при разных частотах управления. Получено, что при соответствующей корректировки вольт- частотной характеристики, обеспечивается требуемый диапазон регулирования скорости вентилятора 1:10.
Исследование переходных процессов в программе Simulink пакета MatLab проводилось на имитационной модели САУ ЭП вентилятора составленной по функциональной схеме частотно-регулируемого асинхронного электропривода со скалярным управлением. Переходные процессы в электроприводе протекают плавно с ограничением динамического момента, токов двигателя и преобразователя. Время пуска и электрического торможения электропривода определяется и может быть изменено путём выбора значения постоянной времени задатчика интенсивности скорости.
В разделе производственной и экологической безопасности проведен анализ вредных факторов, рассмотрена техника безопасности, производственная санитария, пожарная безопасность технологического процесса.
Список использованных источников
1. Электронный каталог [Электронный ресурс]: база данных содержит сведения о вентиляторах - Режим доступа: http://www.temz.tomsk.ru/price/?section=vent&goods=vme 6&simple=on
2.Электронный каталог [Электронный ресурс]: база данных содержит сведения о расчете мощности вентилятора - Режим доступа: http://electrichelp.ru/raschet-moshhnosti-elektrodvigatelya-ventilyatora/
3. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию: Учеб.пособие для вузов.-2-е изд.,доп. - М.: Высш.шк..2000. - 255с.,ил.
4. Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Ч. 8. Асинхронный частотно-регулируемый электропривод: учебное пособие / Л.С. Удут, О.П. Мальцева, Н.В. Кояин. - Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2009. - 354 с.
5. Электронный каталог [Электронный ресурс]: база данных содержит сведения о частотных преобразователях фирмы ВЕСПЕР - Режим
доступа:http://www.vltdrives.com.ua/usersimage/File/flles/ instructions MG27A25
0. pdf
6. Электрический привод: учебно-методическое пособие / А.Ю. Чернышев, С.И. Качин, И.А. Чернышев; Томский политехнический университет, - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. - 156с.
7. А.Ю. Чернышев. Электропривод переменного тока: учебное пособие/ А.Ю. Чернышев, И.А. Чернышев. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. - 218с.
8. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Г.Г. Соколовский. - М.: Издательский центр "Академия", 2006. - 272 с.
9. Системы управления асинхронных частотно-регулируемых электроприводов: учебное пособие / О. П. Мальцева, Л.С. Удут, Н.В. Кояин;
Томский политехнический университет. - Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2011. - 476 с.
10. Черных И.В. Моделирование электрических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink - СПб. ; М. : Питер : ДМК Пресс, 2008. — 288 с
11. М.В.Суворов. Технико-экономическое обоснование приминения преобразователей частоты для привода вентилятора. «Экологические системы», №6,2005.
12. Шахтные вентиляторы: Учебное пособие * Единое окно доступа к образовательным ресурсам