Управление синхронным двигателем

       Аннотация 

       В дипломном проекте была спроектирована цифровая система векторного управления синхронным двигателем компрессорной установки, обеспечивающая автоматическое поддержание заданного давления воздуха в ресивере. Произведено математическое моделирование поведения данной системы управления в различных ситуациях, приведены графические зависимости иллюстрирующие переходные процессы. Рассчитаны и выбраны элементы силового канала электропривода, а также элементы блока управления, диагностики и защиты. Кроме того, в данном дипломном проекте представлено технико- экономическое обоснование целесообразности применения данного варианта технического решения, произведены патентные исследования, рассмотрены вопросы охраны труда, безопасности при эксплуатации и техническом обслуживании электропривода. Оценены экономический эффект от внедрения спроектированного электропривода, затраты на его изготовление и эксплуатацию. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание

                                                                                                        с

Стандартизация .87

Список  литературы........ ...............................................93

Приложение

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

       Электроэнергетика более чем какая-либо отрасль  народного хозяйства определяет уровень экономического развития страны. Рост мощностей энергосистем, разработка новых методов генерирования, передачи и распределения электроэнергии, более широкое распространение использования электроэнергии во всех отраслях промышленности находится в непосредственной связи с созданием и развитием автоматизированных систем управления энергетическими производственными процессами.

       В настоящее время все более  важную роль в промышленности стали  играть механизмы, приводимые в движение электроприводами. При создании электропривода, как правило, решается ряд противоречивых задач, таких как: максимум быстродействия, минимум потерь, максимум КПД, и минимум массы, объема и энергоемкости его производства.

       Среди различных видов приводов (гидравлические, пневматические и др.) электропривод занимает ведущее место. В современном промышленном производстве электропривод потребляет более 60% вырабатываемой в стране электроэнергии. Такое широкое применение ЭП объясняется целым рядом его достоинств и преимуществ по сравнению с другими видами приводов.

       Электроэнергия  достаточно легко может быть преобразована  в другие виды энергии, ее можно передавать на большие расстояния при сравнительно небольших потерях, она легко распределяется между потребителями.

       Поэтому электроэнергия широко используется во всех отраслях промышленности, в сельском хозяйстве, на транспорте и в быту. Кроме того, существующие электропривода перекрывают большой диапазон изменения мощности и

       скорости, а разнообразие конструктивных исполнений, простота автоматизации- технологических процессов, высокий КПД и экологическая   

       

       

чистота преобразования энергии выгодно отличают электропривод от других видов приводов.

       Рассматривая  все многообразие современных производственных процессов, в каждом конкретном производстве можно выделить рад операций, характер которых является общим для различных областей народного хозяйства. К их числу относятся доставка сырья и полуфабрикатов к источникам технологических процессов и межоперационные перемещения изделий в процессе обработки. Общепромышленные механизмы играют в народном хозяйстве страны важную роль. Они являются основными средствами автоматизации и механизации различных производственных процессов. Поэтому уровень промышленного производства и производительность труда в значительной степени зависят от оснащенности производства общепромышленными механизмами и от их технического совершенства.

       Электропривод является наиболее мобильной и быстро-развивающейся  отраслью машиностроения, позволяет эффективно решать сложные и ответственные задачи, связанные с повышением производительности, точности и автоматизации оборудования.

       Современный электропривод представляет собой  сложный комплекс электромеханических устройств, а также средств автоматического управления, базирующихся на новейших достижениях в области электромашиностроения, силовых полупроводниковых приборов, микропроцессорной и компьютерной технике.

       Технический прогресс в области электротехники и электроники привёл к существенным изменениям в теории и практике электрического привода. Эти изменения, прежде всего, касаются создания новой элементной базы и технических средств автоматизации, быстрого расширения областей и объёмов применения регулируемого электропривода.

       Существенные  изменения произошли также в  развитии автоматических систем управления электроприводами с применением цифро-аналоговых и цифровых систем управления на базе интегральных микросхем с очень вышкой степенью интеграции составляющих элементов.

       

       Как и прежде, электропривод остается силовой основой автоматизации  производственных процессов и основным потребителем электрической энергии. Основной тенденцией его развития является обеспечение наиболее полного удовлетворения требований обслуживаемых машин, механизмов и технологических линий. Наиболее эффективно это может быть реализовано при применении регулируемых электроприводов. Поэтому одной из главных задач является значительное расширение применения электроприводов на основе технически совершенных разработок.

       Проведенные исследования показывают, что на ряду с улучшением технических характеристик обслуживающих их механизмов, переход к регулируемому электроприводу может обеспечить в среднем снижение на 20=30% расхода электроэнергии, потребляемой электродвигателями. Использование регулируемого электропривода является наиболее выгодным энергосберегающим мероприятием, так как дополнительные затраты, связанные с его применением, окупаются за 1-3 года.

       Массовое  применение автоматизированного электропривода требует серийного производства современных силовых приборов и преобразователей на их основе, микропроцессорных средств управления, различных датчиков и защитной аппаратуры, специальных электрических двигателей.

       Автоматизированный  электропривод относится к быстропрогресси-рующим отраслям техники в связи с постоянным появлением новых более сложных и точных технологий, требующих усложнение задач управления и регулирования преобразованием электрической энергии в механическую.

       В области теории автоматизированного  электропривода приобретает актуальность разработка обобщенных методов, позволяющих автоматизировать технические решения на стадии проектирования.

       

       Появление на рынке производителей широкой  номенклатуры микропроцессорных устройств, программируемых контроллеров, микро-ЭВМ  позволяет широко развернуть научные работы по созданию и внедрению адаптивных алгоритмов управления.

         Технико-экономическая задача, решаемая в сфере производства с учетом свободного рынка, заключается в выборе оптимальной номенклатуры электроприводов для массового, крупносерийного, мелкосерийного и индивидуального производства Сложность организации работ определяется тем, что развитие электропривода должно быть связано с развитием электродвигателей, полупроводниковых приборов и других изделий силовой электротехники, а также с развитием средств автоматизации.

       Целью настоящего дипломного проекта является разработка экономичного электропривода компрессорной установки для автоматического поддержания давления на заданном уровне при изменении расхода воздуха.

       Кроме того, в данную пояснительную записку включены результаты работы на всех этапах проектирования. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Техническое задание 

      

1. Наименование и область применения.

      Регулируемый электропривод компрессорной установки предназначен для автоматического регулирования и/или поддержания давления воздуха в системе на заданном уровне независимо от колебания расхода воздуха

2. Основание для разработки.

      Основанием для разработки является задание на дипломный проект.

3. Цель разработки.

      Целью разработки является модернизация электроснабжение зернохранилищ семеноводческого хозяйства "Дятьково" с применением автоматизированного электропривода при хранении зерна.

4. Технические требования.
1. Требования к параметрам. - Номинальное давление воздуха в системе –

      5 атм. - Статическая ошибка поддержания давления не более ± 10%. - Время установления номинального давления не более 30 сек

2. Требования к электроприводу.

      Питание электропривода должно осуществляться от сети трехфазного переменного тока напряжением 380 В +10% ... -15%, промышленной частоты 50 Гц ±2%.

3. Требование к безопасности.

      Система управления должна исключать самопроизвольное включение при подаче питающего напряжения. Электробезопасность по ГОСТ 12.1019-88.

4. Требования к монтажу электрических цепей и заземлению.

      Требования должны соответствовать:

      ГОСТ 12.2.007.0-75;

      ГОСТ 12.2.007.7-83;

      ГОСТ 12.2.007.14-75; 

      

      

      ГОСТ 12.1.030-81, а также «ПУЭ».

5. Требования к условиям эксплуатации.

      Электропривод должен эксплуатироваться в закрытых отапливаемых помещениях, соответствующих действующим «Санитарным нормам проектирования промышленных предприятий», в районах с умеренным и холодным климатом (климатическое исполнение УХЛ, категория размещения 4 по ГОСТ 15543.1-89).

      Температура окружающей среды +5 ... +40 °С.

      Высота  над уровнем моря до 1000 м.

      Окружающая  среда не взрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию, не насыщенная токопроводящей пылью и водяными парами.

      Содержание  нетокопроводящей пыли в помещениях и в охлаждающем воздухе не более 0,7 мг/м³.

      Место установки электропривода должно быть защищено от попадания эмульсий, масел и т.п.

6. Требования к ремонтопригодности.

      Электропривод должен быть ремонтопригодным согласно ГОСТ 12.2.033-85 и комплектоваться ЗИП.

5. Общие экономические требования

       Общие экономические требования должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.049-80. 
 
 
 
 
 
 
 

        2. Технико-экономическое обоснование

       Современный регулируемый электропривод содержит, как правило, статический (электронный) преобразователь электроэнергии, с помощью которого обеспечивается экономичное и плавное регулирование параметров движения в широком диапазоне, формирование переходных процессов с заданным качеством, автоматизация процессов управления.