Модернізація електропривода системи подачі охолоджуваної рідини виробничої лінії по виготовленню руберойду

1.

1
МОДЕРНІЗАЦІЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДА СИСТЕМИ ПОДАЧІ
ОХОЛОДЖУВАНОЇ РІДИНИ ВИРОБНИЧОЇ ЛІНІЇ ПО
ВИГОТОВЛЕННЮ РУБЕРОЙДУ
Студент: ст. гр. 1ЕМ-18б
Басюк Ю.А.
Керівник: Паянок О.А.

2.

Об’єкт, предтем, мета та завдання дослідження
Об’єктом дослідження в роботі є процеси перетворення енергії, які протікають у
електротехнічній системі електропривода системи подачі охолоджуваної рідини виробничої
лінії по виготовленню руберойду.
Предметом дослідження є математичні моделі та структури, які дають можливість
підвищити функціональну та експлуатаційну ефективність електропривода системи подачі
охолоджуваної рідини виробничої лінії по виготовленню руберойду.
Метою бакалаврської дипломної роботи є підвищення надійності та експлуатаційної
ефективності функціонування електропривода системи подачі охолоджуваної рідини
виробничої лінії по виготовленню руберойду за рахунок вдосконалення схеми електричної
принципової за рахунок впровадження сучасних засобів автоматизації.
Відповідно до мети роботи в роботі поставлені такі задачі:
•- проаналізувати характеристики та режими роботи виробничого лінії досліджуваного
механізму;
•- виконати розрахунок та вибір потужності електродвигуна механізму;
•- привести техніко-економічне обгрунтування вибору системи електропривода;
•- виконати розрахунок, вибір та побудову схеми структурної, функціональної та принципової
системи електроприводу;
•- для вибраної системи електроприводу виконати моделювання перехідних процесів та
розрахунок динаміки електропривода;
•- сформувати вимоги та необхідні умови безпечної експлуатації електропривода системи
подачі охолоджуваної рідини виробничої лінії по виготовленню руберойду.
2

3.

Загальна характеристика технологічного процесу
3
Рисунок 1.1 – Принципова технологічна схема отримання руберойду
На рисунку приведені такі позначення: 1 - ємність для госиполової смоли; 2 - вентилі; 3 -насоси; 4 - реактор для
зневоднення госиполої смоли; 5 - димар для виділення газів; 6 - реактор для отримання бітуму; 7 - бункер для
СаО; 8 - ємність гумової крихти; 9 - ємність кубового залишку моноетаноламінової очистки; 10 - ємність
соапстоку; 11 - розпилювальна установка бітуму; 12 - ролики для поліетилену; 13 - ємність бітуму для
просочення картону; 14 - ущільнювальні ролики;
Рисунок 1.2 – Структурна схема досліджуваного технологічного циклу

4.

Характеристики технологічного механізму
l7
l5
Q
l3
l1
l6
l10
4
Q
l4
l8
l2
l9
Рисунок 2.1 – Технологічна схема трубопроводу подачі води в ванну охолодження рубероїду
Н, м
20
1
18
16
Рисунок 2.2 – Характеристика спільної
роботи насоса на трубопровідну мережу:
14
12
10
2
1 – крива напірно-витратної
характеристики насоса;
2 – крива напірно-витратної
характеристики мережі
А
8
6
Нс
4
2
0
500
1500
2000
2500
3000
Q , м 3 год

5.

Техніко-економічне обґрунтування САЕП. Вибір ЕД
5

6.

Аналіз методів регулювання технологічних параметрів
насосних агрегатів
H, м
6
N ,
N Q
H Q
H
Рисунок 5.2 — Чарактеристика АД
А4
А3
А2
А1
Hс
Q
Q4
Q3 Q2 Q1
Рисунок 6.1 – Регулювання подачі насоса
частотою обертання
Рисунок 5.3 – Механічна характеристика
двигуна
Q, л / с

7.

Розробка схеми електричної структурної САЕП
U1 = const
Мережа
+ Ud, Id
КВ
U2 = var
+
Ф
-
-
7
АІС
f1 = const
M
f2 = var
BR
СІФК
СКІ
РС
uзс
ФП3
НПШ
+
-
ФП1
uрш
ФП2
Us
ПНЧ
РШ
+
uз
ПЧН
-
РТ
uзт
+
pтиск
-
НПТ
СТ
Рисунок 6.2 – Схема електрична структурна системи електропривода

8.

Розробка схеми електричної функціональної САЕП
U1 = const
Lдр
Мережа
+
КВ
-
U2 = var
АІС
Ud, Id
f1 = const
M
f2 = var
BR
СКІ
СІФК
РС
СЧ
t
pп
uзс
ПНЧ
R 2
Us
L2
uрш
РШ
+
3p п 22
ФП1
U/f
ФП2
p
3pп 22
+
+
-
ПЧН
t
uз
U
U/f
+
-
РТ
t
-
+
uзт
НПТ
СТ
Рисунок 6.3 – Схема електрична функціональна системи ЕП
НПШ
8

9.

Розробка схеми електричної принципової САЕП
VD7
U
C7
R1
R2
C8
R3
QF1
R4 C9
UЗт
9
+15В
RP1
R5
+15В
DA1
VD11
R6
VS1
+15В
R9
+15В
DA2
R11
DA3
VD12 R10
R7
DA4
R8
7
-15В
R12
R13 -15В
-15В
3 1
1
2
2
4
1
2
3
4
5
6
2
VS4
VS3
4
3
VS5
-15В
DA6 BP1
VS2
1
DA5
VS6
6
5
BE1
L1
VS7
VS8
1
VD1
2
VD2
DA16
7
R14
С1
1
2
3
4
5
6
VS9
С3
С2
3
VD3
С6
VS12
С5
R15
VD7
R17
VD8
R18
R24
RP2
R30
VD9
+15В
R25
DA9
VD10
R19
+
R22
DA10
1
-
M
2
+15В
RP3
DA11
1
2
R26
R23
R31
R29
3
R21
VD6
DA7
-15В
R20
VD5
5
R16
+15В
3
DA13
-15В
R27 -15В
DA12
-15В
R28
-15В
+15В
BR
DA8
C10
-15В
DA14
2
3
1
4
VD4
VS11
+15В
С4
VS10
RP4
DA15
3 1
4
2
Рисунок 7.1 – Схема електрична принципова системи електропривода
6

10.

МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ОЦІНЮВАННЯ ДИНАМІЧНИХ
ХАРАКТЕРИСТИК САЕП
Рисунок 8.1 – Модель СКЕП в ППП Matlab Simulink
10

11.

МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ОЦІНЮВАННЯ ДИНАМІЧНИХ
ХАРАКТЕРИСТИК САЕП
11
Мc, Нм
p, кг/см3
1800
5
1500
4
1200
3
900
2
600
1
300
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
t,c
22
0
•Рисунок 8.2 – Графік зміни тиску в магістралі подачі
охолоджуваної рідини
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
t,c
Рисунок 8.3 – Графік зміни моменту статичного
навантаження насосу
М, Нм
, рад/с
2100
150
1800
120
1500
1200
90
900
60
600
30
300
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
t,c
0
•Рисунок 8.4 – Графік перехідного процесу
швидкості
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
•Рисунок 8.5 – Графік зміни моменту на
валу двигуна в перехідних режимах
t,c

12.

ВИСНОВКИ
1. В результаті виконання дипломної роботи було досліджено декілька електроприводів
для даного типу виробничого механізму та в результаті техніко-економічного порівняння та
попереднього розрахунку потужності двигуна була вибрана найбільш оптимальна система
регулювання швидкості типу ПЧ-АД.
2. Запропоновано схему електричну структурну та функціональну досліджуваної
системи електропривода. Здійснено розрахунок та вибір основного електрообладнання
силового кола та кола управління частотним електроприводом з асинхронним двигуном на
основі автономного інвертора струму.
3. Вибрано елементи регуляторів та зворотних зв'язків кіл керування системи
електропривода, побудовано схему електричну принципову системи електропривода. що
стало підготовчим етапом для створення структурної схеми системи та математичної моделі в
ППП Matlab.
4. Проведено моделювання поведінки системи в перехідних режимах роботи в
ППП Matlab Simulink. Результати виконаних дослідження свідчать про те, що система має
належні показники функціонування системи в перехідних процесах при зміні навантаження в
магістралі подачі охолоджувальної рідини.
5. Здійснено опис основних заходів щодо техніки безпеки та безпечної експлуатації
електропривода системи подачі охолоджуваної рідини виробничої лінії по виготовленню
руберойду.
12

13.

Публікації
13
За тематикою дослідження опубліковано 1 тези доповідей матеріалів конференцій:
Електропривод системи подачі охолоджуваної рідини виробничої лінії по виготовленню руберойду /
О.А.Паянок, Ю.А.Басюк – Матеріали конференції «LI Науково-технічна конференція підрозділів Вінницького
національного
технічного
університету»,
Вінниця,
2022.
[Електронний
ресурс].
URL:
https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/all-feeem/all-feeem-2022/paper/view/15836/13367 – Вінниця : ВНТУ, 2022. – 3
с. [17].