Разработка системы управления электроприводом клиновойrnзадвижки на базе системы ТРН-АД

Карпов, Максим Сергеевич Отделение электроэнергетики и электротехники (ОЭЭ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектом исследования является система “тиристорный регулятор напряжения – асинхронный двигатель”.
Цель работы – разработка системы управления электроприводом клиновой задвижки на базе системы ТРН-АД.
В ходе выполнения данной работы было проведено моделирование переходных процессов асинхронного электродвигателя в разных режимах работы в программной среде MATLAB.
В результате работы была смоделирована система “ТРН-АД” с системой управления, позволяющей осуществлять регулирование скорости асинхронного электродвигателя, вычисление момента на валу. Так же реализован режим плавного пуска и динамического торможения. Проведен анализ графиков переходных процессов в полученной модели.

Введение ……………………………………………………………………………………………………………………….. 7
1. Технологический процесс перекачки нефти ………………………………………………………………… 8
1.1. Описание технологического процесса перекачки нефти ………………………………………… 8
1.2. Обзор задвижек ……………………………………………………………………………………………………. 8
1.3. Обзор электрических преобразователей для электроприводов задвижек………………. 12
1.4. Принцип действия тиристорного преобразователя ………………………………………………. 17
2. Выбор электропривода и расчет его оборудования ……………………………………………………. 20
2.1. Исходные данные……………………………………………………………………………………………….. 20
2.2 Характеристики электропривода………………………………………………………………………….. 21
2.2.1. Технические характеристики ЭПЦ-15000 …………………………………………………………. 21
2.2.2. Состав электропривода ……………………………………………………………………………………. 23
2.3. Расчет параметров схемы замещения асинхронного двигателя…………………………….. 24
2.4. Расчет статических характеристик электродвигателя…………………………………………… 29
3. Имитационная модель ТРН – АД………………………………………………………………………………. 31
3.1. Математическое описание асинхронного двигателя …………………………………………….. 31
3.2. Создание модели системы ТРН-АД в программной среде MATLAB Simulink ……… 43
3.2.1. Однофазный ТРН с управлением от генератора импульсов ………………………………. 44
3.2.2. Однофазный ТРН с управлением от S-function Builder ……………………………………… 48
3.2.3. Создание трехфазного ТРН………………………………………………………………………………. 53
3.2.4. Плавное изменение угла управления по заданному закону ……………………………….. 57
3.2.5. Прямой пуск асинхронного двигателя ………………………………………………………………. 59
3.2.6. Плавный пуск асинхронного двигателя…………………………………………………………….. 63
3.3 Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя с помощью системы ТРН-
АД ……………………………………………………………………………………………………………………………. 65
3.4 Вычисление момента на валу АД …………………………………………………………………………. 69
3.5 Динамическое торможение АД ……………………………………………………………………………. 74
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение …………………… 79
4.1. Предпроектный анализ ……………………………………………………………………………………….. 80
4.2. Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения ………………………. 80
4.2.1. Технология QuaD …………………………………………………………………………………………….. 80
4.2.2. SWOT-анализ ………………………………………………………………………………………………….. 83
4.3. Планирование научно-исследовательских работ …………………………………………………. 90
4.3.1. Структура работ в рамках научного исследования ……………………………………………. 90
4.3.2. Определение трудоемкости выполнения работ …………………………………………………. 91
4.3.3. Разработка графика проведения научного исследования …………………………………… 92
4.4. Бюджет научно-технического исследования (НТИ) …………………………………………….. 96
4.4.1. Основная заработная плата исполнителей темы ……………………………………………….. 96
4.4.2. Дополнительная заработная плата исполнителей темы ……………………………………… 99
4.4.3. Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) …………………………. 99
4.4.4. Накладные расходы ……………………………………………………………………………………….. 100
4.4.5. Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта……………….. 100
4.5. Определение pеcуpcoэффективнocти проекта ……………………………………………………. 101
5. Социальная ответственность …………………………………………………………………………………… 103
5.1. Характеристика объекта исследования ……………………………………………………………… 103
5.2. Анализ опасных и вредных производственных факторов …………………………………… 104
5.3. Экологическая безопасность …………………………………………………………………………….. 116
5.4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………………………….. 117
5.5. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности и условий труда
………………………………………………………………………………………………………………………………. 120
Заключение………………………………………………………………………………………………………………… 123
Список используемой литературы ………………………………………………………………………………. 123
Приложение A……………………………………………………………………………………………………………. 126
Приложение Б ……………………………………………………………………………………………………………. 143
Приложение В ……………………………………………………………………………………………………………. 144

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.

Целью данной работы являлось построение системы ТРН-АД с
возможностью регулирования частоты вращения и определения момента на
валу асинхронного электродвигателя.

Для достижения поставленных целей была создана модель системы ТРН
– АД в программной среде MATLAB Simulink. Основой модели является
блок «S-Function Builder», который позволяет пользователю интегрировать
внешний код C в модель Simulink, что позволяет значительно расширить
возможности стандартной библиотеки MATLAB.

В качестве блока, имитирующего работу АД был выбран блок
Asynchronous Machine SI Units из стандартной библиотеки MATLAB.

В данной работе был выбран электропривод «ЭПЦ – 15000», который
предназначен для дистанционного и местного управления запорной
арматурой магистральных нефтепроводов. Данный электропривод
комплектуется асинхронным двигателем «ДАТЭК – 350.03», параметры
которого были внесены в блок Asynchronous Machine SI Units, имитирующий
работу АД.

Смоделированный процесс пуска АД вхолостую показал преимущества
использования системы ТРН – АД. А именно значительное снижение
пусковых токов и моментов двигателя, что значительно экономит ресурс
электрической и механической частей электропривода.

В модель была добавлена возможность регулирования скорости
вращения ротора АД, что значительно расширяет возможности применения
системы ТРН-АД. Был выявлен максимальный диапазон регулирования,
который составил 1:50.

Так же модель была дополнена возможность определения момента на
валу АД, что позволит соблюдать рекомендуемый режим работы
электропривода, учитываю специфику такого механизма, как задвижка.

В ходе выполнения данной работы был смоделирован режим
динамического торможения и проанализированы графики переходных
процессов АД при таком режиме работы.

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!

    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 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
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 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
    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
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 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

    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)