Модернизация электропривода насоса ВНЗ Д 200-36 на насосной станции Ленинградской АЭС
ВВЕДЕНИЕ
В условиях современного производства все большее распространение получает регулируемый автоматизированный электропривод. Основными причинами являются: повышенные возможности энергосбережения, повышение качества производственного процесса, а также широкий круг возможностей, обусловленных применением программируемых контроллеров. Поскольку высокими темпами развиваются микроэлектроника, силовая преобразовательная техника, системы управления электроприводами и другие области науки и техники, то такие темпы развития приводят к тому, что электрооборудование быстро морально устаревает и требует модернизации.
Подавляющее большинство насосных установок построены по системе нерегулируемого электропривода, который не допускает эффективного использования мощности приводного электродвигателя в технологическом процессе. Целью выполнения работы является модернизация электропривода насоса ВНЗ Д200-36 на насосной станции Ленинградской АЭС.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1 ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА НАСОСНОГО АГРЕГАТА 4
1.1 Конструкция центробежного насоса 4
1.2 Обоснование необходимости модернизации электропривода 6
1.3 Варианты реализации технических решений 10
1.4 Исходные данные для модернизации 13
2 РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НАСОСОМ 14
2.1 Расчет мощности электродвигателя насосного агрегата 14
2.2 Выбор приводного электродвигателя насосного агрегата 14
2.3 Выбор преобразователя частоты насосного агрегата 15
2.4 Разработка схемы электрической принципиальной электропривода насосного агрегата 17
2.5 Выбор датчика выходного параметра 18
2.6 Выбор автоматического выключателя 19
3 СИНТЕЗ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА 20
3.1 Определение параметров схемы замещения асинхронного двигателя 20
3.2 Расчет естественной механической и электромеханической характеристики 23
3.3 Расчет статических характеристик при частотном регулировании 25
3.4 Построение модели центробежного насоса 28
3.5 Построение модели двигателя 33
3.6 Построение модели задатчика интенсивности 36
3.7 Построение модели идеального преобразователя 38
3.8 Построение замкнутой системы стабилизации напора 41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 46
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 Фащиленко, В. Н. Регулируемый электропривод насосных и вентиляторных установок горных предприятий : учебное пособие / В. Н. Фащиленко. — Москва : Горная книга, 2011. — 260 с. — ISBN 978-5-98672-189-7.
2 Насосы центробежные двустороннего входа типа Д и агрегаты электронасосные на их основе. Руководство по эксплуатации Н03.3.302.00.00.000 РЭ, 2021 г.
3 Хакимьянов, М. И. Управление электроприводами скважинных насосных установок : монография / М. И. Хакимьянов. — 2-е изд., испр. — Вологда : Инфра-Инженерия, 2021. — 140 с. — ISBN 978-5-9729-0673-4.
4 Асинхронный частотно-регулируемый электропривод типовых производственных механизмов : учебное пособие / Ю. Н. Дементьев, В. М. Завьялов, Н. В. Кояин, Л. С. Удут. — Томск : ТПУ, 2017. — 404 с. — ISBN 978-5-4387-0774-5.
5 Мощинский Ю.А. Определение параметров схемы замещения асинхронных машин по каталожным данным Статья. Опубликована в журнале Электричество, №4, 1998. С.38-42.
6 Фролов, Ю. М. Электрический привод : учебное пособие для спо / Ю. М. Фролов. — Санкт-Петербург : Лань, 2021. — 236 с. — ISBN 978-5-8114-7403-5.
7 Электрический привод : учебное пособие / М. Б. Фомин, В. Г. Петько, И. А. Рахимжанова [и др.]. — Оренбург : Оренбургский ГАУ, 2020. — 180 с. — ISBN 978-5-600-02859-3.
8 Усольцев, А. А. Электрический привод : учебное пособие / А. А. Усольцев. — Санкт-Петербург : НИУ ИТМО, 2012. — 238 с.
9 Синицын, И. Е. Электрический привод : учебное пособие / И. Е. Синицын. — Рязань : РГРТУ, 2019 — Часть 1 — 2019. — 64 с.
10 Харламов, В. В. Расчет электропривода технологических установок: практикум к изучению дисциплин "Основы электропривода технологических установок", "Основы электрического привода", "Электропривод" : учебное пособие / В. В. Харламов, Ю. В. Москалев, Д. И. Попов. — Омск : ОмГУПС, 2020. — 38 с.
11 Тугашова, Л. Г. Моделирование объектов управления в MatLab : учебное пособие для спо / Л. Г. Тугашова, А. В. Затонский. — 2-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, 2022. — 144 с. — ISBN 978-5-8114-8986-2.
12 Гринев, А. Ю. Основы электродинамики с Matlab : учебное пособие / А. Ю. Гринев, Е. В. Ильин. — Москва : Логос, 2020. — 176 с. — ISBN 978-5-98704-700-2.
13 Симаков, Г. М. Специальные разделы теории электропривода : учебное пособие / Г. М. Симаков, Ю. П. Филюшов. — Новосибирск : НГТУ, 2020. — 124 с. — ISBN 978-5-7782-4074-2.
14 Королев В.И. Электропривод: Методические указания по курсовому проектированию. 2015 г. – 44 с.
Для выбора датчика давления необходимо учитывать максимальное давление на выходе насоса, которое должно соответствовать измеряемому давлению датчиком.
Датчик давления будет использоваться в замкнутой системе управления электроприводом насоса. Рассмотрим варианты передачи сигнала от датчика давления к преобразователю частоты. Для этого сравним преимущества применения датчиков с выходным сигналом напряжения 0-5 В и выходным токовым сигналом 4-20 мА.
Основным преимуществом токовой петли является высокая точность передачи информации. В реальной системе связи на величину напряжения сигнала на приемной стороне влияют физические параметры линии, в первую очередь – активное сопротивление ее проводников. Согласно второму закону Кирхгофа, сумма напряжений в замкнутом контуре должна быть равна нулю, поэтому напряжение UВЫХ, генерируемое передатчиком, равно сумме падений напряжений на сопротивлениях проводов линии связи и входном сопротивлении приемника UВХ.