Разработка электропривода переменного тока для насоса подачи питьевой воды

Введение 6
1 Технологическая часть 8
1.1 Описание технологического процесса 8
2 Выбор приводного устройства 14
2.1 Выбор приводного электродвигателя 14
2.2 Расчет параметров электродвигателя 17
2.3 Расчёт параметров схемы замещения асинхронного электродвигателя 18
2.4 Построение естественных электромеханической и механической характеристики 21
2.4.1 Расчет естественной электромеханической характеристики 21
2.4.2 Расчет естественной механической характеристики 21
2.5 Определение возможных вариантов и обоснование выбора вида преобразователя электрической энергии 22
2.6 Выбор преобразователя частоты 23
2.6.1 Выбор закона частотного скалярного управления для заданного механизма 24
2.6.2 Расчет семейства механических и электромеханических характеристик при изменении частоты 24
2.7 Прямой пуск двигателя 27
3. Разработка и исследование электропривода со скалярным 33
3.1 Разработка имитационных моделей электропривода со скалярным управлением 33
3.2 Одномассовая механическая система с реактивной нагрузкой. 36
3.3 Имитационная модель задатчика интенсивности с S – образной характеристикой. 37
3.4 Модель частотно-регулируемого асинхронного электропривода насоса со скалярным управлением 41
3.5 Параметры силового канала электропривода насоса. 41
3.6 Исследование электропривода со скалярным управлением. 41
4. Экономическая эффективность 47
4.1 SWOT-анализ технического проекта 47
5 Охрана труда и техника безопасности 50
5.2 Производственная безопасность 50
5.2.1 Анализ опасных и вредных факторов 50
5.2.2 Опасные факторы производственной среды 51
5.2.3 Вредные факторы производственной среды 52
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 56
5.4 Экологическая безопасность 57
5.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности. 58
Заключение 60
Список использованных источников 61

Весь текст будет доступен после покупки

Нынешний этап развития мировой экономики характеризуется значительным повышением производства и потребления энергоресурсов. За последние десятилетия, в результате истощения природных источников, значительно выросли затраты на их добычу и транспортировку, что в конечном итоге привело к бурному повышению цен на энергоносители. Большая часть производимой энергии обеспечивается из невозобновляемых источников, поэтому все более актуальной становится эффективность их использования за счет внедрения энергосберегающих технологий [1].
Повышение цен на электроэнергию, воду, тепло подталкивают производителей и потребителей по-новому взглянуть на решение задачи их использования. Постепенно приходит осознание того, что объединение систем водо и теплоподачи, водоотведения и электроснабжения в единый технологический комплекс позволит получить дополнительный экономический эффект не только от снижения потребляемой из сети электрической мощности, но и добиться существенного снижения эксплуатационных расходов, улучшения условий труда и увеличения сроков службы оборудования [2].
Безусловно, создание высокотехнологичных, полностью автоматизированных систем управления (АСУ) технологическими процессами (ТП) невозможно без применения в них регулируемых электроприводов (ЭП) на основе асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Тем более что современный этап развития науки и техники обеспечивает высокий уровень автоматизации технологических процессов на основе «интеллектуальных» систем контроля и управления, с использованием преобразователей частоты с автономными инверторами напряжения (ПЧ с АИН) [3].
Ярким примером таких систем являются автоматизированные системы управления насосными станциями водоснабжения и водоочистки городов, в которых управление асинхронными электродвигателями является частью технологического процесса наряду с контролем целого комплекса технологических параметров [4].

Весь текст будет доступен после покупки

1 Технологическая часть
1.1 Описание технологического процесса

С целью описания технологической установки в данном разделе даны следующие термины и определения, которые характерны для установок данного типа:
Насос – гидравлическая машина, которая предназначена для напорного перемещения различных жидкостей, механических смесей жидкости с твёрдыми и коллоидными веществами, а также сжиженных газов путём преобразования механической энергии приводного двигателя в энергию потока жидкости.
Насосный агрегат – это совокупность устройств, включающая в себя насос, передаточного механизма и электропривод.
Насосная установка – это комплекс оборудования для обеспечения требуемого режима работы насосов одного или группы насосных агрегатов.
Насосная станция – это система, которая включает в себя одну или несколько насосных установок, вспомогательные устройства, а также здание, где они расположены.
Насосные установки бывают следующих типов:
? Водопроводные
? Канализационные
? Мелиоративные
? Теплофикационные
Водопроводные насосные станции – это сооружение водопровода, оборудованное насосно-силовой установкой для подъёма и подачи воды в водоводы и водопроводную сеть.
Для приведения насоса в действие необходим электродвигатель и устройство регулирования давления/разрежения. Наиболее широко применяемым способом регулирования в насосных установках является дросселирование, когда двигатель работает на максимальных оборотах, а регулирование в системе осуществляется с помощью задвижек, вентелей, отводов и т.д., т.е. путём изменения поперечного сечения трубопровода. Характеристики насоса (пунктирная линия) и трубопровода (сплошная линия) представлены на рисунке 1.1

Весь текст будет доступен после покупки

1. Удут Л.С., Мальцева О.П., Кояин Н.В. Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Часть 1. Введение в технику регулирования линейных систем. Часть 2. Оптимизация контура регулирования: учебное пособие. – Изд. 2-е, перераб. и дополн. – Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – 156 с.
2. Удут Л.С., Мальцева О.П., Кояин Н.В. Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Ч. 7. Теория оптимизации непрерывных многоконтурных систем управления электроприводов: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – 164 с.
3. Мальцева О.П., Удут Л.С., Кояин Н.В. Системы управления асинхронных частотно-регулируемых электроприводов: учебное пособие.– Томск: Изд. ТПУ, 2011. – 476с.
4. Волкова Л. Методика проведения SWOT-анализа // http://m-arket.narod.ru/S_StrAn/SWOT.html.
5. Криницына З.В., И.Г. Видяев Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение: Учебно-методическое пособие – Томск, издательство Томского политехнического университета, 2014. – 73 с.
6. ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.
7. ПУЭ, МПОТ, ПТЭ. — 6-е и 7-е изд.. — Новосибирск: Сибирское университетское изд-во, 2009. — 687 с.: ил.. — ISBN 978-5-379-01195-6.
8. ГОСТ 12.1.000-02 ССБТ. Электробезопасность. Допустимые уровни напряжений прикосновения и токов.
9. ГОСТ 12.1.003-83(СТ СЭВ 1930-79) – Шум. Общие требования безопасности.
10. ГОСТ 12.1.029 "Система стандартов безопасности труда. Средства и методы защиты от шума. Классификация".
11. СП 52.13330.2011 Естественное и искусственное освещение.
12. СанПиН 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений"
13. ГОСТ 12.4.012-83 – Вибрация. Средства измерения и контроля вибрации на рабочих местах. Технические требования..
14. НПБ 105-03 Определение категории помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.
15. СНиП 2.01.51 – 90 Инженерно – технические мероприятия гражданской обороны.
16. ГОСТ 25151-82 Водоснабжение. Термины и определения
17. СО 153-34.03603-2003 Аннотация по применению и испытанию средств защиты, применяемых в электроустановках.
18. ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования
19. ГОСТ 12.2.033-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования
20. ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление. – М.: Издательство стандартов, 1982.

Весь текст будет доступен после покупки