Учебная работа № /8451. «Диплом Математическое моделирование асинхронных машин с учетом высших гармоник
Учебная работа № /8451. «Диплом Математическое моделирование асинхронных машин с учетом высших гармоник
Содержание:
СОДЕРЖАНИЕ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 7
ВВЕДЕНИЕ 8
1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 11
1.1. Общая характеристика математических моделей асинхронного двигателя 11
1.2. Математическая модель во вращающейся системе координат 17
1.3. Параметры асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором 20
1.4. Выводы по 1 разделу 24
2. РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 25
2.1. Способы регулирования скорости вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором 25
2.2. Основные структуры систем регулирования скорости в электроприводах переменного тока 31
2.3. Выводы по 2 разделу 35
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ С НЕСТАБИЛЬНОЙ НАГРУЗКОЙ 36
3.1. Технические характеристики привода и значения его параметров 36
3.2. Модель нагрузки 39
3.3. Выводы по 3 разделу 42
4. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ПРИВОДА 43
4.1. Реализация в MATLAB модели асинхронного двигателя 43
4.2. Исследование асинхронного привода с ПИ-регулятором 45
4.3. Выводы по 4 главе 47
5. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ С ЭТАЛОННОЙ МОДЕЛЬЮ И СИГНАЛЬНОЙ АДАПТАЦИЕЙ 49
5.1. Математическое описание АСЭМ 49
5.2. Расчет эталонной модели 52
5.3. Расчет закона адаптации 56
5.4. Компьютерный анализ эффективности стабилизации скорости вращения в адаптивной системе с постоянной и нестабильной нагрузкой 60
5.5. Выводы по 5 главе 81
6. ОЦЕНКА НАПРЯЖЁННОСТИ ТРУДОВОГО ПРОЦЕССА 82
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 88
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 89
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Фрадков А. Л. Адаптивное управᴧение сᴧожныיִми системами. М.: Наука, 1990.
2. Борцов Ю. А., Поᴧяיִхов Н. Д., Путов В. В. Эᴧектромеיִханические системыיִ с адаптивныיִм и модаᴧьныיִм управᴧением. Л.: Энергоатомиздат, 1984.
3. Второв В. Б., Каᴧмыיִков А. Н. Некоторыיִе вопросыיִ расчета и практической реаᴧизации систем с сигнаᴧьной адаптацией // Изв. СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Сер. «Автоматизация и управᴧение». 2003. Выיִп. 1. С. 37–42.
4. Дайнеко В. А., Коваᴧинский А. И. Эᴧектрооборудование сеᴧьскоיִхозяйственныיִיִх предприятий: Учебное пособие. – Минск: Новое знание, 2008.– 320 с.
5. Сокоᴧовский Г. Г. Эᴧектроприводыיִ переменного тока с частотныיִмрегуᴧированием. – М.: Академия, 2008. – 272 с.
6. Тереיִхов В. М. Системыיִ управᴧения эᴧектроприводов / В. М. Тереיִхов, О. И. Осипов; под ред. В. М. Тереיִхова. – М.: Академия, 2008. – 304 с.
7. Туркин Д. Н. Методические указания к практическим занятиям по курсу «Теория (модеᴧи) автоматическиיִх систем преобразования энергии».
Эᴧектронная версия.
8. Иᴧьинский Н. Ф. Основыיִ эᴧектропривода: Учеб. пособие дᴧя вузов. – 2-е издание, переработанное и допоᴧненное. – М.: Издатеᴧьство МЭИ, 2003. 224с.
9. Герман — Гаᴧкин С. Г. Matlab & Simulink. Проектирование меיִхатронныיִיִх систем на ПК. – СПб.: Корона-Век, 2008. – 368 с.
10. Черныיִיִх И. В., Модеᴧирование эᴧектротеיִхническиיִх устройств в Matlab SimPowerSystems и Simulink. — М.: ДМК Пресс, 2014
11. Руководство Р 2.2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей средыיִ и трудового процесса. Критерии и кᴧассификация усᴧовий труда» (утв. Гᴧавныיִм государственныיִм санитарныיִм врачом России 29.07.05).
Выдержка из похожей работы
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Расчет и проектирование асинхронного электропривода центробежного насоса UNIGLIDE SDCB 400/500
Введение
Насосная станция 15/1 Комплекса наливных грузов в МПТ «Усть-Луга» ОАО «Роснефтьбункер» предназначена для перекачки и погрузки светлых нефтепродуктов, таких как дизель, бензин, Насосная станция выполняет следующие технологические операции: погрузка нефтепродукта в танкеры, перекачка нефтепродукта из резервуара в резервуар, опорожнение и зачистка трубопроводов и резервуаров, В состав насосной станции входит 8 центробежных насосов, 6 из которых являются продуктовыми, 2 осуществляют зачистку трубопроводов и резервуаров, При этом 2 из 6 продуктовых насосов оборудованы частотно-регулируемым приводом, что позволяет управлять производительностью насосов на различных этапах погрузки танкера, Остальные насосы оснащены системами плавного пуска,
В данной работе более подробно рассматривается частотно-регулируемый электропривод продуктового центробежного насоса UNIGLIDE SDCB 400/500, который входит в состав насосной станции,
Техническое задание
Техническое задание на регулируемый электропривод продуктового центробежного насоса UNIGLIDE SDCB 400/500, входящего в состав насосной станции 15/1 Комплекса наливных грузов в МПТ «Усть-Луга» ОАО «Роснефтьбункер»,
Технические характеристики привода:
· Привод регулируемый, нереверсивный,
· Питание от сети переменного 3-х фазного тока
· Номинальное линейное напряжение, В 660
· Номинальная частота, Гц 50
· Допустимое отклонение частоты, % ±5
· Допустимое отклонение напряжения, % ±5
· Подводимая мощность (в зависимости от двигателя), кВт 230…,250
· Работа при температуре окружающей среды, -50…+50
· Запуск в работу при температуре окружающей среды, -40…+50
· Относительная влажность при температуре 25, % 80
· Режим работы S1
· Пуск электродвигателя плавный
· Коэффициент мощности 0,85
· Диапазон регулирования скорости 1:6
Требования к САР:
Статическая ошибка по скорости ±5%
Динамическая ошибка по скорости ±5%
Технические характеристики продуктового центробежного насоса UNIGLIDE SDCB 400/500:
· Номинальный напор, м 50
· Номинальн��я подача, м3/ч 1500
· Потребляемая мощность, КВт 203,17
· КПД, % 85
· Кавитационный запас, м 3,7
· Скорость вращения, об/мин 950
Требования по автоматизации:
Посты управления:
· Пост местного управления насосом
· Дистанционное управление с поста оператора (автоматизированное рабочее место)
· Система управления должна снабжаться блокировкой, запрещающей работу с местного поста управления при работе с поста диспетчера (и наоборот)
Функции системы автоматизации:
· Контроль готовности насоса и электродвигателя к пуску с выдачей сообщения о блокировках, препятствующих пуску
· Производить управление задвижками в трубопроводе (в нагнетательном трубопроводе)
· Производить плавный пуск и остановку электродвигателя
· Производить изменение производительности насоса в заданных диапазонах
· Передавать и отображать информацию на пост оператора о заданном и фактическом расходе, о давлении на всасывающем и нагнетательном трубопроводе, о токе приводного двигателя, о температуре переднего и заднего подшипника электродвигателя и насоса, о температуре корпуса насоса
· Защита системы,
Защита системы:
· Защита от токов коротко замыкания и перегрузок (система автоматического отключения)
· Защита от перегрева подшипников насоса и электродвигателя (контроль температуры осуществляется с помощью термодатчиков)
· Защита от вибрации насоса и электродвигателя (контроль вибрации осуществляется с помощью вибрационных датчиков)
· Защита при недопустимо малом давлении на всасывании насоса и при превышении давления в напорном трубопроводе (контроль давления осуществляется датчиками давления)
· Защита системы и ее блокировка при сигнализации о неисправном состоянии насоса или электродвигателя
· Защита и блокировка системы при отклонении напряжения первичной питающей сети выше 7% и ниже 10% от номинального значения (контролируется статическим преобразователем частоты)
Требования по эксплуатации:
· Диапазон температур (-50°… +50°) С
· Атмосферное давление от 84 кПа до 106,7 кПа
· Относительная влажность воздуха 98%
Требования к надежности:
· Коэффициент готовности 0,98
· Средняя наработка на отказ 10000 ч
· Минимальное время восстановления 0,5 ч
· Гарантийный срок эксплуатации 22000 ч
· Среднее время между капитальными ремонтами 25000 ч
· Средний непрерывный срок эксплуатации 24 ч
· Минимальное время восстановления 0,5 ч
Гарантии изготовителя:
· гарантийный срок службы 1,5 года
· срок хранения 2 года
· назначенный срок службы 10 лет
· минимальное время между кап, ремонтами 3 — 5 лет
1, Выбор двигателя привода
Необходимая мощность привода насоса определяется путем расчета нагрузки, создаваемой на валу двигателя, исходя из формулы:
электропривод преобразователь модернизированный
Где Q — производительность насоса, м3/с; Н — напор насоса, м; k — коэффициент запаса; г — удельный вес жидкости, Н/м3; hн, hп — соответственно КПД насоса и передаточного механизма,
Так как заводом изготовителем предоставляется механическая характеристика насоса UNIGLIDE SDCB 400/50 (рис, 1), то можно найти все необходимые значения для расчета мощности привода,
Рис, 1 Кривая эксплуатационных характеристик UNIGLIDE SDCB 400/50
Для примера транспортируемого вещества возьмем бензин удельный вес которого приблизительно 7000 Н/м3, коэффициент запаса принимаем 1,3, так как мы имеем механическую характеристику насоса, КПД насоса из паспортных данных 0,85%, КПД передачи 0,98%, Таким образом мощность привода:
2, Расчет параметров схемы замещения
Рассчитаем параметры асинхронного двигателя для моделирования по исходным данным, взятыми из справочника, Расчет параметров схемы замещения двигателя производим с помощью программы «PARAM»,
Рис, 1, Программа расчета параметров асинхронного двигателя
В справочнике даны параметры для Г-образной схемы замещения в относительных единицах, в MathLAB же мы вводим параметры для Т-образной схемы замещения в абсолютных единицах, Программа «PARAM» позволяет перевести из относительных единиц в абсолютные,
3, Описание и работа комплектного привода
Станок питается электроэнергией от низковольтной сети переменного тока напряжением 380 В или высоковольтной сети напряжением 6000 В с помощью гибкого кабеля, Станки шарошечного бурения имеют многодвигательные приводы, Общая установленная мощность электрооборудованиястанка СБШ-250МН составляет около 400 кВт, Станок имеет главный привод вращателя мощностью 68 кВт
Для питания электродвигателя вращателя и для продувки скважины воздушно-водяной смесью к вращателю подведена гирлянда с электрическим кабелем, воздушным и водяными шлангами, Провисание и повреждение гирлянды при спуске и подъеме вращателя устраняется специальным натяжным механизмом, кинематически связанным с механизмом подачи,
Электроэнергия к станку подводится гибким кабелем от низковольтной сети переменного тока напряжением 380 В»
