Диплом д (1235544), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Рисунок 1.4 - Плоский контроллер

2 АНАЛИЗ ПРЕДПОСЫЛОК МОДЕРНИЗАЦИИ ПСУ

2.1 Инженерно-экономические предпосылки модернизации электропривода ПСУ

На сегодняшний день в большинстве котельных агрегатов, исполнительные механизмы питателей сырого угля приводятся в движение регулируемыми электроприводами постоянного тока. Управление скоростью машин постоянного тока осуществляется с помощью тиристорных преобразователей в относительно узком диапазоне регулирования: рабочая угловая скорость вращения вала двигателей изменяется от 500 до 1900 об/мин. В зависимости от требуемой производительности котлоагрегата, работа может производиться на любой скорости указанного диапазона в течение длительного времени. Часто, задание на требуемую производительность является единым для всех электроприводов, подключенных к общей тиристорной станции.

По отношению к электроприводу, ПСУ можно рассматривать как нагрузку, статический момент которой не зависит от скорости. Режим работы является длительным, не предусматривающим частых пусков и остановок. Жестких требований к динамике электропривода не предъявляется, не накладывается также ограничений на характер переходных процессов при пуске, торможении и переходе с одной скорости на другую.

Из общей характеристики следует, что требования к работе электропривода в штатном режиме сравнительно невелики. Однако, при эксплуатации не исключены кратковременные скачкообразные набросы нагрузки, сопровождающиеся существенным ростом статического момента, вплоть до заклинивания исполнительного механизма. Кроме того, электрические машины эксплуатируются в окружающей среде, насыщенной угольной пылью. Поэтому, при модернизации таких электроприводов, в первую очередь, стремятся увеличить надежность их работы и эксплуатационные характеристики. С технологической точки зрения, при модернизации желательно обеспечить независимое регулирование производительности ПСУ.

В таких случаях предлагается перейти к использованию асинхронных электроприводов с частотным регулированием, которые по функциональным возможностям и эксплуатационным характеристикам отвечают техническим требованиям и условиям поставленной задачи. Однако, при принятии решения о модернизации необходимо правильно оценить затраты, и что более важно, соизмерить их с достигаемым при этом эффектом.

2.2 Экономические предпосылки перехода к асинхронному электроприводу

Низкая стоимость. Асинхронная короткозамкнутая машина имеет более низкую стоимость по отношению к машине постоянного тока. Связано это с ее более простой конструкцией и высокой технологичностью изготовления. Асинхронные двигатели распространены гораздо шире, чем какие-либо другие виды электрических машин.

Низкие эксплуатационные затраты. Асинхронная короткозамкнутая машина практически не требует обслуживания в течении всего времени эксплуатации. В то время как машина постоянного тока нуждается в регулярном обслуживании коллекторного узла.

Ремонт электрической машины. Общая совокупность затрат на организацию и проведение ремонта двигателей постоянного тока зачастую оказывается соизмеримой (а для данного применения - превышает) со стоимостью новой асинхронной короткозамкнутой машины.

Степень защиты. Исполнения асинхронных короткозамкнутых машин имеют широкий ряд степеней защиты. Это имеет важное значение для рассматриваемого применения (в окружающей среде высока концентрация угольной пыли). Изготовление машины с коллектором на высокую степень защиты вызывает ее существенное удорожание и осложняет обслуживание. Иногда прибегают к созданию локальных условий установки с более благоприятной окружающей средой, что требует еще больших затрат.

Перечисленные предпосылки затрагивают только электрические машины. Преобразователи приводов здесь не рассматриваются. Их сравнение было бы крайне некорректным по отношению к используемому преобразователю привода постоянного тока. Такие приводы на существующих ПСУ часто являются не только морально устаревшими, но и давно отработавшими свой ресурс. Что приводит не только к определенным затратам на поддержание их работоспособности и снижению надежности технологического процесса в целом, но и невозможности включения их в современные системы управления без значительных дополнительных усилий.

Приведенные преимущества асинхронной машины не учитывают того факта, что она (асинхронная машина) будет работать совместно с преобразователем частоты. Незнание ряда особенностей такой работы (по существу - недостатков) может привести в лучшем случае к нерациональному использованию привода, а в худшем - неправильному его выбору. Отметим те из них, которые отвечают за оптимальные энергетические показатели и правильный выбор привода по мощности:

- при работе асинхронных двигателей от преобразователей частоты их КПД снижается на 2 … 3%, а Cosφ до 5%;

- добавочные высокочастотные потери, вызванные несинусоидальностью напряжения, вызывают нагрев двигателя и снижение полезной мощности на его валу (до 25%).

Наличие добавочных потерь в обмотках и стали магнитопровода обусловлено высшими гармониками тока и магнитного потока. Поэтому, при использовании асинхронных приводов с частотным регулированием, принимают меры по улучшению гармонического состава (устанавливают дополнительные устройства, корректируют параметры настройки преобразователя и т.п.).

2.3 Достигаемые с технологической точки зрения преимущества

Независимое управление каждым из трех ПСУ котла позволяет легко организовать регулирование нагрузки котла без скачков при переходе с одной пылесистемы на другую.

Резкое сокращение занимаемых под систему управления площадей, поскольку отсутствует необходимость установки магнитной станции или строительства помещения под тиристорный привод.

Переход к управлению от переменного напряжения 380 В 50 Гц с отключением цепей 220 В постоянного тока. Это разгружает аккумуляторные батареи станции и позволяет отказаться от громоздких релейных схем управления по цепям постоянного тока.

Современные преобразователи частоты легко интегрируются в любые системы управления, как низовой интеллектуальный элемент автоматики, не требуют сложных согласующих схем и обладают отличным набором встроенных сервисных возможностей (контроль за током и скоростью приводного двигателя, развитая система защит и т.д.).

3 РАСЧЕТ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ МОДЕРНИЗАЦИИ ПСУ

3.1 Расчет и выбор электродвигателя и преобразователя частоты

Для частотного регулирования питателей сырого угля котлоагрегатов мы так же заменяем двигатель постоянного тока на асинхронный двигатель переменного тока.

Выбор производим из известного номинально момента на валу двигателя постоянного тока и скорость вращения. Высота оси вращения 180мм, , . Отсюда находим номинальную мощность:

Синхронная скорость вращения:

где S_Н – скольжение в номинальном режиме двигателя; S_Н = 3,2% = 0,032.

Число пар полюсов статора определяется по формуле:

Асинхронный электродвигатель АИР с короткозамкнутым ротором, благодаря простоте конструкции, отсутствию подвижных контактов, высокой ремонтопригодности, невысокой цене по сравнению с другими электрическими двигателями применяются практически во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства. Они используются для привода вентиляционного оборудования, насосов, компрессорных установок, станков, эскалаторов и многих других машин. Выбираем Электродвигатель асинхронный АИР160S8 7.5кВт 750об/мин.

Основные технические характеристики АИР160S8

Степень защиты IP55 (электродвигатель АИР) по ГОСТ17494-87. Некоторое количество пыли может проникать внутрь, однако это не нарушает работу устройства. Полная защита от контакта. Защита от водяных струй с любого направления.
Изоляция класса нагревостойкости «F» по ГОСТ8865-93. Материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с синтетическими связующими и пропитывающими составами, которые соответствуют данному классу нагревостойкости, предел стойкости изоляции при нагреве электрической машины .

Климатическое исполнение У2 по ГОСТ15150-69. Изделия для эксплуатации в районах с умеренным климатом под навесом или в помещениях со свободным доступом воздуха.

Режим работы S1 по ГОСТ183-74. Продолжительный режим работы. Работа машины при неизменной нагрузке Р и потерях Р_v достаточно длительное время для достижения установившейся (неизменной) температуры всех её частей (Θ_max).

Способ охлаждения 1С-0151 по ГОСТ20459-87. Закрытая машина, имеющая корпус с трубами для прохода воздуха, с наружным и внутренним вентиляторами.

Расшифровка условного обозначения - электродвигатель АИР 160S8 7.5 кВт, 750 об/мин:
- "А" - асинхронный двигатель;
- "И" – Интерэлектро;
- "Р" - привязка мощностей к установочным размерам в соответствии с ГОСТ Р 51689;
- 160 - высота оси вращения (габарит);
- s - установочный размер по длине станины;
- 8- число полюсов.

Технические и габаритные параметры представлены в таблицах 3.1 и 3.2 соответственно, а на рисунке 3.1 габаритно-присоеденительные размеры.

Таблица 3.1 - Технические параметры электродвигателя АИР 160S8

Таблица 3.2 - Габаритно-присоединительные размеры АИР 160S8

Рисунок 3.1 - Габаритно-присоеденительные размеры АИР160S8

Данные технические характеристики удовлетворяют нашим требованиям, для соосности поднимаем двигатель на 20мм при помощи стальной проставки.

Характеристики

Список файлов ВКР