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!

    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Дмитрий Л. КНЭУ 2015, Экономики и управления, выпускник
    4.8 (2878 отзывов)
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    #Кандидатские #Магистерские
    5125 Выполненных работ
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Евгений А. доктор, профессор
    5 (154 отзыва)
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - ... Читать все
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - по социальной работе.
    #Кандидатские #Магистерские
    260 Выполненных работ
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 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)