Модернизация электропривода агрегата компрессорной станции

1. Дипломная работа «Модернизация электропривода агрегата компрессорной станции»

Выполнил ст. гр. АЭ-11-03
Жилинков К. В.
Научный руководитель
проф., д.т.н. Ершов М. С.

2. Цели и задачи дипломной работы

Цели:
Задачи:
Модернизация электропривода
1. Обоснованно выбрать
газоперекачивающего агрегата для
двигатель меньшей мощности,
снижения энергозатрат и
что увеличит коэффициент
повышения надежности работы
полезного действия системы.
компрессора.
2. Произвести выбор
преобразователя частоты.
3. Обоснованно определить тип
управления частотного
преобразователя.

3. Исходные данные

Технические данные по компрессору
Требования к электроприводу компрессора
Среда
Инертный газ
Номинальная подача
2,095 Нм3/ч
Начальное давление
0,97 бар (a)
Конечное давление
3,50 бар (a)
Перепад давления
2,53 бар
1. Режим работы –
продолжительный (S1)
2. Диапазон регулирования скорости
– 850-3000 об/мин (3.5:1)
3. Максимально допустимая ошибка
поддержания скорости - ± 5%
Начальная температура
прибл. 45°C
Конечная температура
прибл. 215°C
Скорость двигателя
2,950 об/мин
Мощность двигателя
200 кВт
Допуск на подачу газа
0% - + 5 %

4. Выбор двигателя

Параметр
Тип двигателя
Номинальная мощность , кВт
Номинальная скорость , об/мин
Синхронная скорость , об/мин
Величина
1LG4 313-4AА
132
1488
1500
Число полюсов
КПД , %
Коэффициент мощности
Номинальный момент , Н м
Пусковой момент
Максимальный момент
4
95,2
0,85
847
2,7
3
Пусковой ток
Момент инерции , кг м2
6,8
4,2
Масса , кг
810

5. Проверка двигателя на нагрев

6. Механическая характеристика двигателя и компрессорной установки

7. Выбор преобразователя частоты

Преобразователь частоты
Номинальная мощность Pн, кВт
Номинальное напряжение Uн, В
Номинальный выходной ток Iнв, А
Базовый ток нагрузки Iб, А
Ток перегрузки Imax, А
Номинальный ток звена постоянного тока IDC, А
Питающий ток Iвх, А
Потери мощности выпрямителя при 2,5 кГц , кВт
Потери мощности инвертора при 2,5 кГц , кВт
КПД , %
Требуемый расход охлаждающего воздуха, м3/с
Уровень шума со стандартной степенью защиты IR20/IR00
, дБ
Габаритные размеры Ш*В*Г
Примерный вес m, кг
6SE7033–2EG60 - выпрямитель
6SE7033–2TG60 - инвертор
160
380-480
315
287
430
375
346
4,30
3,47
0,96-0,98
0,41
82
508х1450х465
180

8. Модель асинхронного короткозамкнутого АД

9. Характеристики модели АД

Скорость, электромагнитный момент, ток и поток двигателя в переходных
режимах
Динамическая
характеристика
двигателя

10. ПЧ-АД со скалярным управлением

11. Характеристики ПЧ со скалярным управлением

,
рад
с
Переходный процесс скорости
с
Механические характеристики АД при
вентиляторной нагрузке
tпп 1,39с t, c
Переходный процесс момента
Скалярное управление позволило получить искусственные
механические характеристики с требуемой жесткостью. И,
исходя из требований к технологическому процессу, можно
сделать вывод, что данная система имеет тенденцию к
применению на производстве.

12.

Безопасность и экологичность
Данные для расчета: Кожух – сталь листовая, толщина :0,7 мм, вес : 1 м2- 6,5 кг, минераловатная плита: толщина: 60 мм
Звукоизоляция
однослойной Эффективность звукоизоляции кожуха с учетом Требуемое снижение уровня
перегородки
без
учета звукопоглощения в облицовке минераловатной звукового давления:
звукопоглощения в ней для первой плитой определим по формуле:
ΔLтр=L0-Lдоп
октавы определяется по формуле:
где L0
– октавный уровень
ΔLk=R0+10lgαобл
звукового давления в дБ,
R01=20lg(Gf1)-47,5 дБ
создаваемый источником шума
где R0 – звукоизоляция стенок кожуха, дБ
α
–
реверберационный
коэффициент в расчетной точке.
где
G – масса 1м2 ограждения, кг обл
звукопоглощения
выбранной
конструкции L
доп – допустимый октавный
f – частота, Гц.
облицовки в октавной полосе частот.
уровень звукового давления в
дБ в расчетной точке.
R01=4,745 дБ
ΔL1=1,277 дБ
ΔLтр1=1 дБ
R02=10,696 дБ
ΔL2=7,686 дБ
ΔLтр2=5 дБ
R03=16,717 дБ
ΔL3=15,748 дБ
ΔLтр3=15 дБ
R04=22,738 дБ
ΔL4=22,515 дБ
ΔLтр4=19 дБ
R05=28,758 дБ
ΔL5=27,147 дБ
ΔLтр5=21 дБ
R06=34,779 дБ
ΔL6=32,487 дБ
ΔLтр6=22 дБ
R07=40,799 дБ
ΔL7=37,789 дБ
ΔLтр7=25 дБ
ΔL8=41,591 дБ
R08=46,82 дБ
ΔLтр8=27 дБ
Предложенная конструкция шумозащитного устройства вполне удовлетворительна, т.к. во всех октавных полосах: ΔLi>ΔLтр

13. Заключение

В данном дипломном проекте была произведена модернизация
электропривода агрегата компрессорной станции. Это позволило улучшить
технические параметры, повысило надежность компрессора. Для достижения
этой цели были выполнены следующие задачи:
• Рассчитан, выбран, а также проверен на нагрев двигатель.
• Построена механическая характеристика двигателя и компрессорной
установки.
• Произведен выбор преобразователя частоты.
• Была исследована система управления электропривода.
• Произведено математическое моделирование АДК пакете MATLAB 6.1., и
получены его характеристики.
• Произведено моделирование скалярного управления электропривода
компрессорной установки.
• Рассчитаны и получены с помощью пакета MATLAB 6.1 механические
характеристики АД.