Курсовая с практикой на тему Модернизация турбокомпрессора К-250

Содержание:

Задание 3
1 Введение 4
2 Модель электропривода с частотным скалярным управлением 6
2.1 Расчёт параметров схемы замещения асинхронного электродвигателя 8
2.2 Расчёт параметров силового канала электропривода 13
3 Разработка модели асинхронного электропривода с частотным скалярным регулированием скорости 15
3.1 Разомкнутая система частотного управления приводом 18
3.2 Имитационные модели элементов системы скалярного управления асинхронного электропривода. 22
3.3 Частотное регулирование скорости асинхронного электропривода по закону U1f12=»const» 23
3 Расчёт параметров 26
4 Модель контура тока 33
5. Модель контура потокосцепления 37
6. Модель контура скорости 41
Заключение 45
Список литературы 46

Введение:

Рассматриваемый в курсовом проекте центробеж¬ный компрессор типа К250-61-5 предназначен для сжатия и подачи воздуха промышленного назна-че¬ния на самых различных промышленных предприятиях.
Кинематическая схема турбокомпрессора представлена на рис. 1.2. Здесь двигатель М через соединитель¬ную муфту СМ1, редуктор Р и соединительную муфту СМ2 приводит во вращение ротор компрессора.
В данной схеме двигатель М вращается со скоростью ω1, развивая при этом вращающий момент М1. Вращение передаётся через соединительную муфту СМ1 на турборедуктор Р, который предназначен для увеличения скорости вращения до значения ω2. От турборедуктора вращение, со скоростью n2, через соединительную муфту СМ2 передаётся компрессору. В электроприводе турбокомпрессоров мощностью выше 1000 квт как пра-вило применяют синхронные электродвигатели. Однако несмотря на некоторые их достоинства они имеют ряд существенных недостатков:
 высокая стоимость электродвигателя;
 большие эксплуатационные затраты;
 сложность конструкции;
 сравнительная сложность пуска;
 трудность регулирования частоты вращения.
В последнее время из-за стремительного развития частотных преобразова-телей широкое распространение получает асинхронный частотно-регулируемый электропривод. Этот привод имеет несомненные достоинства:
 простая и надёжная конструкция электродвигателя;
 низкая стоимость двигателя;
 малые эксплуатационные затраты.
Основной недостаток асинхронного электропривода — это значительное потребление реактивной энергии в режиме малых нагрузок, однако этот недо-статок частично компенсируется современными моделями асинхронного ча-стотно-регулируемого электропривода. Вследствие этого при реконструкции следует отдавать предпочтение асинхронному электроприводу.
Режим работы компрессора определяется графиком потребления газа из трубопровода. Для плавного регулирования производительности применяют регулируемый привод, который позволяет регулировать частоту вращения до 50% от номинальной.
В проекте применён асинхронный электродвигатель 4АРМ-1600/600 УХЛ4, по техническим данным практически полностью соответствующий установлен-ному синхронному двигателю.
Технические характеристики электродвигателя 4АРМ-1600/600 УХЛ4 при-ведены в таблице 1.1

Заключение:

В курсовом проекте вместо традиционного синхронного привода применён частотно-регулируемый электропривод с векторным управлением.
В соответствии с методикой изложенной в [3] спроектирован частотно-регулируемый электропривод с асинхронным двигателем с векторным управ-лением с применением преобразователя частоты с широтно-импульсной моду-ляцией.
Выполнены расчёты контура тока, контура потокосцепления и контура ско-рости. Приведены результаты моделирования этих контуров.

Фрагмент текста работы:

Электропривод компрессора предназначен для длительной работы, с редкими пусками и остановками, поэтому такие параметры как плавность пуска и тор-можения большого значения не имеют, их можно изменять технологическим способом. Пуск компрессора тоже можно производить в облегчённом режиме, что совсем несложно обеспечить технологически. Основные задачи, которые необходимо решить для электропривода турбокомпрессора это обеспечить управление моментом на валу электродвигателя и частотой его вращения.
Для решения этих задач применяются два метода частотного управления:
 скалярное управление;
 векторное управление.
Электропривод с частотным скалярным управлением наиболее простой в реализации, однако у него есть ряд недостатков:
 для регулирования скорости необходимо наличие датчика скорости, в следствие её зависимости от нагрузки;
 регулирование момента на валу двигателя невозможно осуществить без датчика момента, что представляет значительные технические трудности;
 невозможно одновременно регулировать момент и скорость.
Электропривод с частотным векторным управлением свободен от этих не-достатков, он обеспечивает независимое регулирование момента и скорости вращения на валу электродвигателя.
Существует два класса систем векторного управления:
 бездатчиковая система, без датчика скорости;
 система с обратной связью по скорости.
При небольшом диапазоне регулирования скорости (не более 1:100) и от-сутствии жестких требований к точности поддержания скорости возможно применение бездатчикового векторного управления, то есть без датчика скоро-сти.
Достоинства систем электропривода с векторным управлением:
‒ высокая точность регулирования скорости даже без датчика скорости;
‒ плавное вращение двигателя в области малых значений скорости;
‒ возможность обеспечения номинального момента двигателя при нулевой скорости в системах с датчиком скорости;
‒ быстрая реакция на изменение нагрузки;
‒ возможность получения максимальных моментов электропривода в пус-ковых и тормозных режимах, даже превышающих значение критического мо-мента асинхронного электродвигателя.
Недостатком векторного управления является большая вычислительная сложность и необходимость знания параметров двигателя.
Учитывая то, что для электропривода компрессора не требуется высокой точности регулирования скорости и при незначительном диапазоне регулиро-вания скорости (≤3:1), выбираем частотное скалярное управление электропри-водом турбокомпрессора. Для привода компрессора требуются плавные пере-ходные процессы. Турбокомпрессор имеет вентиляторный момент нагрузки, поэтому для него соотношение частоты и питающего напряжения имеет вид: