Частотно-регулируемый электропривод компрессора насосной станции

Васильев, Владислав Владимирович Отделение электроэнергетики и электротехники (ОЭЭ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В работе был рассмотрен и рассчитан частотно–регулируемый электропривод компрессора насосной станции установки подготовки топливного газа. На основе действующего оборудования, выбран электродвигатель, предназначенный для частотного регулирования, и преобразователь частоты, обеспечивающий требуемый набор функций управления. В качестве способа управления выбрано скалярное управление. В ходе работы рассчитаны и построены электромеханические и механические характеристики электропривода и нагрузки, на основании которых была проведена проверка правильности выбора двигателя и преобразователя.

Введение …………………………………………………………………………………………………………. 12
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗДЕЛИИ ………………………………………………………….. 15
1.1 Назначение и конструкция установки подготовки топливного газа ………….. 15
1.2 Техническое описание работы установки ………………………………………………… 16
1.3 Устройство компрессорного блока ………………………………………………………….. 17
2. РАСЧЁТ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ РЕГЛИРУЕМОГО
ЭЛЕКТРОПРИВОДА ………………………………………………………………………………………. 19
2.1 Расчетные параметры двигателя …………………………………………………………… 19
2.1.1 Определение параметров схемы замещения двигателя ……………………….. 21
2.1.2 Проверка адекватности расчетных параметров двигателя …………………… 24
2.2 Выбор типа преобразователя и способа регулирования скорости ………….. 25
3. МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОМПРЕССОРА ………………………. 27
3.1 Структурная схема силового канала электропривода ……………………………….. 28
3.2 Функциональная схема частотно-регулируемого асинхронного
электропривода со скалярным управлением ………………………………………………….. 30
3.3 Расчет параметров элементов структурной схемы силового канала
электропривода …………………………………………………………………………………………….. 33
3.3.1 Расчет параметров преобразователя …………………………………………………… 33
3.3.2 Расчет параметров двигателя ……………………………………………………………… 34
3.4 Расчет естественных характеристик электродвигателя …………………………….. 35
3.4.1 Расчет естественной механической характеристики …………………………… 35
4. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ И
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАЗОМКНУТОЙ СИСТЕМЫ
“ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ – АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ” …………… 38
5. РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ СКОРОСТИ И МОМЕНТА ДЛЯ
РЕЖИМА ПУСКА, СБРОСА И НАБРОСА НАГРУЗКИ НА ВАЛУ ДВИГАТЕЛЯ
6. РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ СКОРОСТИ И МОМЕНТА ДЛЯ
РЕЖИМА ПУСКА СБРОСА И НАБРОСА НАГРУЗКИ НА ВАЛУ ДВИГАТЕЛЯ
ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЫ“ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ –
АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ” ……………………………………………………………………. 49
7. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……. 51
8. «Портрет» потребителя результатов НТИ ………………………………………………….. 52
8.1 Модернизация электропривода компрессора насосной станции ……………. 52
INSTART FCI-P250-4F …………………………………………………………………………………….. 52
8.2 Затраты на монтаж нового оборудования ……………………………………………… 53
8.3 Расчет эксплуатационных затрат ………………………………………………………….. 56
8.4 Определение технико-экономических показателей ……………………………….. 59
8.5 Сегментирование рынка ………………………………………………………………………….. 61
8.5.1. Разработка графика проведения научного исследования ……………………. 62
8.6 Матрица SWOT ……………………………………………………………………………………. 68
9 Социальная ответственность ……………………………………………………………………… 74
9.1.1. Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны) правовые
нормы трудового законодательства ……………………………………………………………. 75
9.1.2. Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны …………. 75
9.2. Производственная безопасность …………………………………………………………….. 76
9.2.1. Анализ потенциально возможных и опасных факторов, которые могут
возникнуть на рабочем месте при проведении исследований ……………………… 76
9.2.2. Разработка мероприятий по снижению воздействия вредных и опасных
факторов ………………………………………………………………………………………………………. 77
9.2.3 Промышленная безопасность при работе на электродвигателе …………… 86
9.3. Экологическая безопасность…………………………………………………………………… 88
9.3.1. Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду ………….. 88
9.3.2. Анализ влияния процесса исследования на окружающую среду …………… 89
9.4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях………………………………………………… 89
9.4.1. Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований и обоснование мероприятий по предотвращению ЧС …………… 89
9.4.2. Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть при проведении
исследований и обоснование мероприятий по предотвращению ЧС …………… 91
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………………………………………. 94
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………………………………… 95
ПРИЛОЖЕНИЕ А …………………………………………………………………………………………… 97
Приложение Б …………………………………………………………………………………………………. 98
GENERAL INFORMATION ABOUT THE PRODUCT …………………………………….. 100
Figure 1 – The appearance and main elements of the installation of the FGTU…….. 101
Technical description of the installation ………………………………………………………….. 101
CALCULATION AND CHOICE OF EQUIPMENT OF THE VARIABLE
FREQUENCY DRIVE …………………………………………………………………………………….. 103
Engine design parameters ……………………………………………………………………………… 103
Determination of the parameters of the equivalent circuit of the engine ……………… 106
Check the adequacy of the calculated parameters of the engine …………………………. 108
Selecting the type of converter and speed control method …………………………………. 109

Попутный нефтяной газ (ПНГ) – смесь различных газообразных углеводородов, растворенных в нефти которые выделяются в процессе добычи и перегонки [1]. Технология использования ПНГ, на сегодняшний день, является весьма актуальной задачей, способствующей решению проблемы утилизации ПНГ.
Одним из способов утилизация попутного нефтяного газа (ПНГ) является применение его в качестве топлива для автономных газотурбинных и газопоршневых электростанций, обеспечивающих дешевой электроэнергией и теплом сооружения на удаленных месторождениях.
Прямое использование ПНГ в качестве топливного газа для ГПЭС без надлежащей подготовки приводит к потере мощности электростанции и износу двигателей. Для достижения ГПЭС заявленной мощности необходимо выполнить ряд требований. Кроме традиционных требований по очистке от механических примесей и обеспечению точек росы (по воде и углеводородам) производители ГПЭС также предъявляют требование к компонентному составу и метановому числу топливного газа.
Одним из способов повышения качества топливного газа является использование установки подготовки топливного газа (УПТГ), одним из основных компонентов которой является компрессор управляемый электроприводом.
Электропривод – это электромеханическая система, состоящая из преобразователей электроэнергии, электромеханических и механических преобразователей, управляющих и информационных устройств и устройств сопряжения с внешними электрическими, механическими, управляющими и информационными системами, предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением в целях осуществления технологического процесса. Современный этап развития привода характеризуется массовым переходом от нерегулируемого электропривода к регулируемому [1].
Целью выпускной квалификационной работы является разработка регулируемого электропривода компрессора насосной станции установки подготовки топливного газа.

В работе был рассмотрен и рассчитан частотно–регулируемый
электропривод компрессора насосной станции установки подготовки топливного
газа. На основе действующего оборудования, выбран электродвигатель,
предназначенный для частотного регулирования, и преобразователь частоты,
обеспечивающий требуемый набор функций управления. В качестве способа
управления выбрано скалярное управление. В ходе работы рассчитаны и
построены электромеханические и механические характеристики
электропривода и нагрузки, на основании которых была проведена проверка
правильности выбора двигателя и преобразователя. Путем имитационного
моделирования исследованы переходные процессы скорости и момента для
режима пуска сброса и наброса нагрузки на валу двигателя. Данные, полученные
при моделировании в среде MATLAB Simulink, практически совпали с
расчетными значениями в среде MathCad. Спроектированный электропривод
является отличной заменой оборудованию, использующемуся в настоящее время
для подготовки топливного газа.

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!

    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    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
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 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)