Расчетная Работа по курсу: Основы управления электроприводом
Выполнил: студент гр703-4 Горбачев Владимир
Проверил: Светлана Лазаревна.
Задание
По исходным данным механизма (приведенным в разделе 1) разработать электропривод промышленной установки.
1.
Для заданного механизма выбрать и обосновать.
- Описание технологической установки.
2. Тип электропривода
- Способ пуска
- Способ торможения
- Способ регулирования
Обоснование должно содержать технико-экономические аспекты
3. Предварительно выбрать двигатель, мощность и тип.
4. Рассчитать и привести момент к валу (при наличии механизма передачи)
5. Построить механические характеристики двигателя и механизма
6. Построить совместную механическую характеристику с учетом влияния передачи
7. Построить кривые разгона электродвигателя и определить время пуска.
8. Определить время торможения и построить кривую торможения с учетом выбранного способа торможения.
9. Рассчитать и построить нагрузочную диаграмму электропривода.
10. Проверить правильность выбора электродвигателя с помощью нагрузочной диаграммы по нагреву для кратковременной перегрузки и возможности пуска.
11. Для выбранного электродвигателя построить кривую нагрева и охлаждения для заданного Тw
12. Выбрать схему управления и привести её описание.
13. Разработать структурную схему электропривода, рассчитать передаточные функции отдельных элементов и всей системы в целом.
14. Составить оптимальный алгоритм управления, записать его основные показатели.
15. Расчет надежности.
16. Экономическая эффективность проектируемого ЭП
Введение
В настоящее время у большинства специалистов, эксплуатирующих насосные оборудование, уже сложилось четкое представление о возможностях использования преобразователей частоты для привода насосов и насосных агрегатов. Понимание этого вопроса обусловлено интенсивным внедрением частотно регулируемого привода за последние годы и накопленным опытом его эффективного использования.
|
|
Для всех видов перекачиваемой жидкости преобразователи частоты обеспечивают более экономичное, более эффективное чем механические способы. Независимо от области использования (добыча и транспорт нефти, электроэнергетика, жилищно-коммунальное хозяйство и т.д.) эффект от частотного регулирования насосов общеизвестен:
1- экономия электроэнергий до 36-60%.
2- снижение утечек жидкостей до 5%.
3- экономия тепловой энергий до 10%.
4- увеличение срока службы оборудования 1.5-2 раза.
5- уменьшение вероятности возникновения разрывов трубопроводов.
6- повышение эффективности зашиты электропривода.
7- улучшение экологической обстановки.
1. Описание технологической установки агрегата НКВ360\125
Назначение
Насос НКВ 360-125 предназначен для перекачивания нефтепродуктов с температурой от 120ºС до 360ºС в технологических процессах нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, также могут использоваться для перекачивания воды во взрывоопасных зонах, так же предназначены для сжиженных углеводородных газов температурой от -80 до 400°С.
Конструкция
Насосный агрегат состоит из насоса и асинхронного двигателя взрывобезопасного исполнения, установленных на общей фундаментной раме. Валы насоса и двигателя соединены между собой упругой муфтой. Крепление агрегата к фундаменту и трубопроводов к насосу - жесткое.
Насос - центробежный, горизонтальный, консольный, с рабочими колесами одностороннего входа.
Входной патрубок насоса направлен горизонтально, по оси насоса, а напорный - вертикально вверх. Ответные фланцы выполнены под приварку к трубопроводам.
Опорная поверхность насоса располагается в горизонтальной плоскости,проходящей через продольную ось насоса.
Концевые уплотнения ротора насоса - механические уплотнения торцового типа "тандем" с подводом запирающей жидкости, нейтральной к перекачиваемой среде.
Конструкцией насоса предусмотрено охлаждение камеры торцового уплотнения (термобаръера), в которую должна подаваться охлаждающая жидкость. При использовании насоса на перекачиваемой среде с температурой ниже 90ºС отверстия подвода/отвода охлаждающей жидкости должны быть заглушены.
Опорами ротора насоса являются подшипники качения с картерной смазкой. Картером для смазки служит внутренняя полость кронштейна насоса.
Конструкцией насоса предусмотрено охлаждение картера путем подвода охлаждающей жидкости в специальную полость.
Направление вращения ротора указано стрелкой, расположенной на кронштейне.
Управление агрегатом должно осуществляться от системы контроля, управления, сигнализации и противоаварийной автоматической защиты технологических процессов в соответствии с требованиями. Данный насосный агрегат используется на заводах с нефтепродуктами и газо-продуктами.
|
|
Материалы
|
|
Корпуса, крышки и секции - поковки из теплостойкой углеродистой легированной стали с коррозионными наплавками по уплотняемым поверхностям;
Деталей проточной части - отливки и поковки из хромистых сталей 20Х13Л и 30Х13
деталей щелевых уплотнений – не задираемые коррозионностойкие сплавы;
вала – сортовой прокат из конструкционной легированной стали 40Х.
Комплектность
Насос в собранном виде с вспомогательными трубопроводами в пределах насоса;
ответные фланцы на патрубках;
приводной электродвигатель взрывозащищенного исполнения;
соединительная муфта типа МУВП или МУП с ограждением;
общая фундаментная рама;
системы обеспечения работы торцовых уплотнений;
детали крепления насоса, двигателя и ограждения муфты;
комплект ЗИП. Таблица 1.1
Технические данные насоса
| Параметр | Технические данные |
| Подача Q, м/ч | 360м3/с |
| Напор H, м | 125м |
| Частота вращения вала, (об/мин) | 3000об/мин |
| Масса, кг КПД | 3100кг |
2. Описание типа электрического привода
Электрооборудование используется на нефтеперерабатывающих установках должно удовлетворять требованиям взрывобезопасности.
Применение двигателя постоянного тока для привода насоса не целесообразна из особенности конструкции (наличие искрения на коллекторе) из-за относительно большой стоимости, наличие источника постоянного тока. применение синхронного двигателя целесообразно так как приводной механизм обладает небольшой мощностью.К тому же синхронные двигатели в следствии наличия контактных колец и коллектора электромагнитного возбудителя менее асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором приспособлены для работы во взрывоопасных и сырых помещениях и требуют более квалифицированного обслуживания,характеризуются более высоких эксплуатирующими расходами.Электропривод с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором наиболее распространены в следствии простоты устройства и обслуживания, относительно малой стоимости.
3. Расчет мощности приводного электродвигателя
Выбор электрического двигателя производится по эффективной мощности механизма. Наибольшей эффективной мощности механизма соответствует наибольшая мощность перекачиваемого продукта, либо наибольшая подача перекачиваемой жидкости.
Так как в процессе работы насосного агрегата в связи с изменением суммарной температуры окружаемого воздуха изменяется плотность перекачиваемого нефтепродукта, то соответственно будет изменяться и момент сопротивления механизма на валу электродвигателя.
Эффективная мощность насоса равна 
(3.1)
Q – подача насоса; Q = 
Данные из таблицы 1.1.
H – напор
- максимальная плотность перекачиваемой среды м/м3
- К П Д насоса
кВт
Мощность проводимого электродвигателя выдает на основе формулы 3.1, но с учетом возможного отключения режима работы насоса от его номинального (паспортного режима).Чтобы не перегрузить двигатель при ремонтах, мощность выдают с запасом.
(3.2)
Где К- коэффициент запаса (К=1.1) так как электродвигатель является приводом насоса работающего при постоянной нагрузке в продолжительном режиме и имеет резкие пуски при закрытой задвижке.
. – КПД передачи при соединении валом двигателя и насоса муфтой (=0.98)
Максимальная эффективная мощность наоса равна 141 кВт по максимальной эффективной мощности выбираем асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором во взрывоопасном исполнении серии ВАО 355М6.
Таблица 1.2
Технические данные двигателя ВАО 355М6