- •Введение
- •1 Анализ методов управления электроприводом насосных станций и постановка задачи исследования
- •1.1 Описание технологического процесса и принцип работы оператора
- •1.2 Общие сведения и патентно-информационный обзор по насосным установкам
- •1.3 Режимы работы насосной установки
- •1.4 Способы регулирования насосной установки
- •1.5 Основные сведения о частотно-регулируемом электроприводе. Скалярное и векторное управление асинхронным двигателем
- •1.6 Насосная станция с приводом на базе вентильного электродвигателя. Преимущества использования регулируемого электропривода в технологических процессах
- •1.7 Требования к автоматизированному электроприводу, системе управления насосной установки и обоснование выбора системы электропривода
- •1.8 Цели и задачи исследования
- •2 Выбор систем электропривода насосных станций и расчет его параметров
- •2.1 Структура частотного преобразователя
- •2.4 Расчетная схема механической части электропривода
- •2.5 Расчет нагрузок механизмов установки
- •2.6 Выбор электродвигателя и расчет его мощности
- •2.7 Выбор преобразователя и устройств автоматизации
- •3 Исследование частотно-управляемого электропривода насосной станции в среде matlab
- •3.1 Исследование модели асинхронного двигателя в и его математическое описание
- •3.2 Виртуальная модель асинхронного двигателя в среде matlab
- •3.3 Математическое описание системы частотно – регулируемый
- •3.4 Математическая модель центробежного насоса
- •3.5 Моделирование системы пч – ад – центробежный насос в matlab
- •4 Безопасность жизнедеятельности
- •4.1 Анализ условий труда в насосной станции
- •4.2 Расчёт искусственного освещения
- •4.3 Расчет зануления
- •5. Экономикалық бөлім
- •5.1. Жобаны әзірлеу мақсаты.
- •5.2. Өтім нарығын талдау
- •5.3. Электр энергиясының тарифы
- •5.4. Ұйымдық және заңды жоспары
- •5.5. Экологиялық ақпарат
- •5.6. Қосалқы станцияның технико-экономикалық көрсеткіштерін есептеу. Нұсқа бойынша күрделі қаржы шығынын анықтау. (пч–ад жүйесі)
- •5.7. Текущие годовые издержки на эксплуатацию
- •5.8 Показатели финансово-экономической эффективности инвестиций
- •Заключение
- •Список использованных источников
2.6 Выбор электродвигателя и расчет его мощности
В качестве электропривода для проектируемой установки применим трехфазный асинхронный электропривод, построенный по системе ПЧ-АД КЗР. Действительно, применение системы ПЧ-АД позволяет плавно изменять скорость привода в достаточно широких пределах, что должно обеспечить плавное регулирование напора в насосной установке, и, в итоге, значительно уменьшить количество энергии, потребляемой насосной установкой.
Автоматизировать установку предлагается внедрением программируемого контроллера. В функции контроллера в таком случае будут входить: выработка задания для электропривода в зависимости от напора в сети; осуществление переключения основного и резервного насосов при выходе из строя основного; диагностика состояния элементов установки; подключение дополнительного насоса при перегрузке основного; выдача аварийных сигналов в диспетчерскую службу.
В соответствии с техническими данными насоса, рассчитанной предварительно мощностью двигателя а также, согласно выбранной системы электропривода, предварительно выбираем трехфазный асинхронный двигатель 4А112М2У3 с короткозамкнутым ротором серии 4А, с номинальными техническими характеристиками приведенными ниже [2]:
- номинальная мощность: 7,5 кВт;
- синхронная частота вращения: 3000 об/мин;
- номинальное скольжение: 2,6%;
- номинальный КПД: 87,5%;
- номинальный cos = 0,88;
- Мmax/Мном = 2,2;
- Мп/Мном = 2;
- критическое скольжение: 17%;
- кратность пускового тока: Iп/Iном = 7,5;
- момент инерции двигателя: 0,01 кг*м2.
Степень защиты выбранного двигателя - IP44, обеспечивает защиту от проникновения внутрь оболочки проволоки, инструментов и т.п. диаметром или толщиной более 2,5мм и от проникновения твердых тел размером более 1 мм, обеспечивает защиту от брызг: вода, разбрызгиваемая на оболочку в любом направлении не должна оказывать вредного влияния на изделие.
Способ охлаждения ICАО141 - закрытая машина с ребристой или гладкой станиной, обдуваемой внешним вентилятором, расположенным на валу машины.
Определим мощность двигателя, необходимую для привода насоса. Исходя из [1] получаем:
, (2.3)
где: = 1000 кг/м3 - плотность перекачиваемой жидкости (воды); = 1.25 - коэффициент запаса;Qном и Нном - параметры насоса, g = 9.81 кг/- ускорение свободного падения;ном = 79,5% - номинальный КПД насоса.
Подставив необходимые значения в формулу 2.3, получаем, что мощность, необходимая для приведения насоса в движение равна 7,5 кВт.
2.7 Выбор преобразователя и устройств автоматизации
В соответствии с требованиями, предъявляемыми к системе автоматизации, выбранной системой электропривода и выбранным двигателем, для питания двигателя предварительно выбираем преобразователь частоты РЭН-2-02-УХЛ4 (ЯВИЕ.435321.001) а для управления насосной установкой применим контроллер ГСП МИКРОДАТ.
Данный преобразователь частоты РЭН-2-02-УХЛ4 предназначен для частотного управления асинхронными трехфазными электродвигателями мощностью до 30 кВт. Область применения преобразователя: насосные станции водо - и теплоснабжения в жилищно-коммунальном хозяйстве, энергетике, технологические насосные установки в химической промышленности, станции оборотного водоснабжения на предприятиях машиностроительной и других отраслей промышленности. Основные параметры преобразователя частоты типа РЭН:
- номинальное напряжение питающей сети 338010% В, 501% Гц;
- номинальное напряжение питания приводного двигателя 3380 В, 50 Гц;
- номинальная мощность приводного двигателя - не более 7,5, 11, 15, 22, 30 кВт, в зависимости от конструктивного исполнения преобразователя (принимаем преобразователь РЭН-2-02-УХЛ4, рассчитанный на мощность приводного двигателя до 7,5 кВт);
- диапазон регулирования частоты от 2,5 до 50 Гц;
- форма выходного напряжения - импульсная, модулированная по гармоническому закону, обеспечивает квазисинусоидальную форму тока во всем диапазоне регулирования выходной частоты;
- коэффициент полезного действия преобразователя в номинальном режиме не менее 0,9;
- коэффициент мощности преобразователя - не менее 0,95;
- преобразователь частоты предназначен для работы в закрытых отапливаемых помещениях в районах с умеренным климатом.