Асинхронный электропривод с тиристорным регулятором напряжения шиберной задвижки

Федоров, Алексей Николаевич Отделение электроэнергетики и электротехники (ОЭЭ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектом исследования является: асинхронный электропривод. Цель работы – спроектировать асинхронный электропривод с тиристорным регулятором напряжения шиберной задвижки. В процессе исследования проводились: электромагнитный и механический расчеты асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. В результате исследования построены пусковые характеристики асинхронного двигателя, создана имитационная модель в Matlab, проведены опыты прямого пуска, плавного пуска, реверса, регулирования скорости.

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………………… 13

1. Обзор электроприводов запорно-регулирующей арматуры…………………. 15

1.1 Общие сведения о запорно-регулирующей арматуре ………………………… 15

1.2 Трубопроводная арматура, применяемая в нефтяной промышленности
……………………………………………………………………………………………………………… 20

1.3 Принцип работы шиберной задвижки ………………………………………………. 23

2. Выбор оборудования …………………………………………………………………………. 27

2.1 Исходные данные …………………………………………………………………………….. 27

2.2 Выбор электропривода запорной арматуры ………………………………………. 27

2.3 Выбор электродвигателя ………………………………………………………………….. 29

2.4 Выбор редуктора ……………………………………………………………………………… 33

2.5 Выбор преобразователя электрической энергии ……………………………….. 34

2.5.1 Блок управления регулируемый …………………………………………………….. 34

2.5.2 Основные функции блока ……………………………………………………………… 35

2.5.3 Устройство и работа блока ……………………………………………………………. 36

2.5.4 Технические характеристики …………………………………………………………. 39

2.5.5 Общее описание алгоритма работы блока ……………………………………… 40

2.5.6 Настройка диаграммы формирования крутящего момента на выходном
звене электропривода ……………………………………………………………………………. 42

3. Расчет характеристик…………………………………………………………………………. 46

3.1 Расчет асинхронного двигателя ………………………………………………………… 46

3.2 Расчет параметров схемы замещения ……………………………………………….. 47

3.3 Расчет статических характеристик ……………………………………………………. 51

4. Разработка имитационной модели системы ТРН-АД ………………………….. 57
4.1. Имитационная модель асинхронного двигателя и проверка адекватности
……………………………………………………………………………………………………………… 57

4.2. Имитационная модель плавного пуска системы ТРН-АД …………………. 60

4.3. Имитационная модель ТРН-АД с реактивной нагрузкой ………………….. 62

4.4. Имитационная модель реверсивного ТРН ……………………………………….. 66

4.5. Имитационной модель плавного реверсивного ТРН ………………………… 68

Рисунок 27 – Реверс двигателя при угле управления 130° ………………………. 69

Рисунок 28 – Реверс двигателя при угле управления 150° ………………………. 69

4.6. Регулирование скорости вращения асинхронного двигателя с помощью
системы ТРН-АД …………………………………………………………………………………… 70

5. Социальная ответственность ……………………………………………………………… 74

Введение……………………………………………………………………………………………….. 74

5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …… 75

5.2 Анализ вредных и опасных производственных факторов ………………….. 76

5.2.1 Шум ……………………………………………………………………………………………… 77

5.2.2 Вибрация ………………………………………………………………………………………. 77

5.2.3 Недостаток естественного света …………………………………………………….. 78

5.2.4 Микроклимат ………………………………………………………………………………… 80

5.2.5 Электропоражение ………………………………………………………………………… 81

5.3 Защита окружающей среды ……………………………………………………………… 82

5.4 Предотвращение ЧС и устранение их последствий …………………………… 84

5.4.1 Электропоражение как источник ЧС ……………………………………………… 84

6. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
……………………………………………………………………………………………………………… 85
6.1 Технико-экономическое обоснование научно-исследовательской работы
……………………………………………………………………………………………………………… 85

6.2 Планирование научно-исследовательской работы …………………………….. 85

6.3 Определение трудоемкости выполнения работ …………………………………. 86

6.4 Построение графика работ ……………………………………………………………….. 88

6.5 Бюджет научно-технического исследования (НИР) ………………………….. 90

6.5.1 Расчет материальных затрат НИР ………………………………………………….. 90

6.5.2 Основная заработная плата исполнителей темы …………………………….. 92

6.5.3 Дополнительная заработная плата исполнителей темы ………………….. 94

6.5.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) ………. 95

6.5.5 Накладные расходы ………………………………………………………………………. 95

6.6.6 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 96

6.7 Оценка научно-технического уровня НИР………………………………………… 96

Заключение …………………………………………………………………………………………. 100

Список литературы ……………………………………………………………………………… 101

Приложение А …………………………………………………………………………………….. 103

Нефтяное месторождение, как правило, расположено на достаточно
большом расстоянии от нефтеперерабатывающего предприятия. По этой
причине задача транспортировки нефтепродуктов является актуальным.
Нефть транспортируется несколькими способами: морским,
железнодорожным, автомобильным, речным и трубопроводным транспортом.
Эти способы транспорта отличают условиями эксплуатации, пропускной
способностью, техническими и экономическими показателями. У каждого
вида транспорта есть свои параметры, подходящие для перевозки отдельной
группы нефтепродуктов. Совокупность всех видов транспортировки нефти
является единой системой.
Нефтепровод – это трубопровод, который служит для прокачки нефти.
Нефтепровод является самым дешевым, надежным и прибыльным способом
транспортировки нефти и нефтепродуктов. Также этот метод является самым
экологически чистым. В России этот вид транспорта является основным. У
данного вида транспортировки есть следующие положительные качества:
нефтепровод можно проложить между любыми объектами; он является самым
коротким расстоянием между двумя объектами; нефтепровод непрерывен, что
позволяет бесперебойно доставлять нефтепродукты до потребителей. Поэтому
нет необходимости в хранилищах.
Во время работы трубопровода возникают ситуации, когда по какой-то
причине необходимо прекратить прокачку нефти по трубопроводу. Это может
быть либо запланированная остановка для планового технического
обслуживания нефтепровода, либо незапланированная остановка (например, в
случае чрезвычайной ситуации). Достичь этих целей можно с помощью такого
механизма, как задвижка. Задвижки должны располагаться по всей длине
трубопровода с определенным интервалом, и при необходимости их можно
использовать для блокировки отдельной секции трубопровода.
Учитывая тот факт, что нефтепроводы имеют большую длину,
необходимо дистанционное управление открыванием и закрытием задвижек.
Для таких целей на этом механизме установлен электропривод. Это поможет
в кратчайшие сроки совершать необходимые действия с задвижками. Это
серьезно упрощает обслуживание нефтепровода. Кроме того, с помощью
электрического привода можно быстро реагировать на чрезвычайные
ситуации. Это может значительно снизить последствия аварии на
нефтепроводе.
В работе рассмотрены режимы работы электропривода шиберных
задвижек путем имитации переходных процессов в программной среде
MATLAB Simulink.

В работе был рассмотрен асинхронный электропривод с тиристорным
регулятором напряжения шиберной задвижки.
В данной работе был выбран электропривод ЭПЦ-4000, в который
входит шиберная задвижка, система управления БУР, взрывозащищенный
электродвигатель марки BA132S6 мощностью 5,5 кВт. Для данного двигателя
были рассчитаны параметры схемы замещения и построены естественные
механическая и электромеханические характеристики. На основании данных
расчетов мы удостоверились, что двигатель удовлетворяет параметрам
задвижки.
В программной среде MATLAB Simulink была создана имитационная
модель ТРН-АД. В результате имитационного моделирования были
проделаны опыты при прямом пуске, плавном пуске, реверсе и регулировании
скорости асинхронного двигателя. Выяснилось, что двигатель является
устойчивым звеном, и параметры схемы замещения вычислены правильно.
Cняли переходные характеристики тока, скорости и момента электропривода.
За счет плавного пуска удалось устранить броски момента и фазного
тока электродвигателя. Поставленная задача проекта была решена. С
помощью системы ТРН-АД удалось снизить пусковой ток и момент
электропривода, осуществить плавное регулирование скорости при пуске
двигателя.
В результате можно сделать вывод, что данный проект отвечает всем
нормативным требованиям.

1.КлючевВ.И.Ограничениединамическихнагрузок
электропривода, М., «Энергия», 1971. – 320 с.
2.Запорные устройства [электронный ресурс], режим доступа
http://armgasinvest.ru/catalog/detail/zapornie_ustrojstva/, свободный, 20.02.19 г.
3.Трубопроводный кран [электронный ресурс], режим доступа
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%D1%83%D0%B1%D0%BE%D
0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0
%B9_%D0%BA%D1%80%D0%B0%D0%BD, свободный, 25.02.19 г.
4.Гошко А.И. Арматура промышленная общего и специального
назначения. Справочник – М.: Мелго, 2007 г.
5.Чернышев А.Ю., Кояин Н.В. Проектирование электрических
приводов: Учебно-методическое пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2005. – 120 с.
6.Дементьев Ю.Н., Чернышев А.Ю., Чернышев И.А. Электрический
привод: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. – 244 с.
7.ГОСТ12.0.003-2015(ССБТ).«Опасныеивредные
производственные факторы. Классификация»
8.ГОСТ12.1.003-2014ССБТ«Шум.Общиетребования
безопасности»
9.ГОСТ 12.0.004–2015 ССБТ. «Организация обучения безопасности
труда. Общие положения»
10.ГОСТ 12.1.012-2004 ССБТ. «Вибрационная безопасность. Общие
требования»
11.ТК РФ, Статья 221. Обеспечение работников средствами
индивидуальной защиты.
12.ТК РФ. Глава 15. Рабочее время. Общие положения.
13.Федеральным законом от 24.07.1998г. №125-ФЗ «Об
обязательномсоциальномстрахованииотнесчастныхслучаевна
производстве и профессиональных заболеваний».
14.ТК РФ, Статья 213. Медицинские осмотры некоторых категорий
работников.
15.СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение»
16.ГОСТ 12.3.002-2014 ССБТ «Процессы производственные. Общие
требования безопасности»
17.ГОСТ Р 22.0.07-97 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях.
Источникитехногенныхчрезвычайныхситуаций.Классификацияи
номенклатура поражающих факторов и их параметров»
18.ГОСТ 30772-2001. Ресурсосбережение. Обращение с отходами.
Термины и определения.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Кирилл Ч. ИНЖЭКОН 2010, экономика и управление на предприятии транс...
    4.9 (343 отзыва)
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). С... Читать все
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). Сейчас пишу диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    692 Выполненных работы
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Энергосервисный договор
    📅 2018год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет
    Асинхронный электропривод вентиляционной установки
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка имитационной модели системы электропитания тяжелого самолета
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Оптимизация структуры и режимов фотоэлектростанций северных территорий
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)