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!

    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
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    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
    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
    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
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 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

    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)