Разработка автоматизированного электропривода центробежного насоса подачи исходной смеси для процесса ректификации метилового спирта - Курсовая работа

Уровень автоматизации производственных процессов, производительность труда и качество выпускаемой продукции определяется силовой электровооруженностью труда, основу которой составляют регулируемые электрические машины. В силу своих конструктивных особенностей асинхронная машина лишена ряда недостатков, присущих машинам постоянного тока. В частности, отсутствие коллектора и щеток в короткозамкнутом асинхронном двигателе (АД) обуславливает большую предельную единичную мощность, лучшие весогабаритные показатели, более высокую перегрузочную способность и допустимую скорость изменения момента, более высокие скорости вращения, чем машины постоянного тока. Известно, что преимущества АД наиболее полно реализуются при частотном управлении, что обуславливает постоянное вытеснение регулируемого электропривода постоянного тока частотно-регулируемым асинхронным электроприводом во всех отраслях промышленности.Показатель эффективности процесса - концентрация Qд искомого компонента в дистилляте самым непосредственным образом зависит от начальных параметров исходной смеси. С их изменением в процесс могут поступать наиболее сильные возмущения, в частности по каналу состава исходной смеси, так как состав определяется предыдущим технологическим процессом. Режим работы механизмов центробежного типа определяется тремя величинами: подачей Q; напором Н и угловой скоростью . При неизменной скорости рабочая точка механизма перемещается по Q-Н характеристике в сторону снижения подачи до точки пересечения с новой характеристикой магистрали (рис.1.2). напор, создаваемый механизмом перед регулирующим органом;Насос для перекачивания метилового спирта при температуре 25°С из открытой емкости в ректификационную колонну, работающую под избыточным давлением 0,2 МПА. Расход жидкости . На линии нагнетания имеются два отвода под углом 120°, десять отводов под углом 90° с радиусом поворота, равным 6 диаметрам трубы, и два нормальных вентиля. На всасывающем участке трубопровода установлено два прямоточных вентиля, имеется четыре отвода под углом 90° с радиусом поворота, равным шести диаметрам трубы. Для всасывающего и нагнетательного трубопровода примем одинаковую скорость течения воды, равную 2 м/с. Таким образом, в трубопроводе имеет место, смешанное трение, и расчет следует проводить по формуле: (2.5)Расчет и выбор силовых полупроводниковых приборов выпрямителя (3.3) в) коэффициент формы тока (3.4) г) условие выбора диодов по току Выбираем диод Д112-10-7 [3]: Іпр.ср.мах = 10 А; Uобр. и пр.мах = 800 В. Транзисторы выбираются по максимальному коллекторному току и максимальному напряжению Uкэ. а.) максимальный коллекторный токПостоянная времени тиристорного преобразователя сек. Электромагнитная постоянная двигателя: сек (4.6) индуктивность ротора, приведенная к статору; сопротивление ротора, приведенное к статору; Поскольку момент инерции насоса аналитически вычислить сложно, то воспользуемся формулой [4]: включений/час (4.14) где - допустимое число включений в час;Структурная схема контура тока приведена на рис. Тогда передаточная функция регулятора тока будет иметь вид: (5.1) пропорциональная часть регулятора тока, определяется по формуле: (5.2) где - малая постоянная времени токового контура;Регулятор скорости организован по пропорционально-интегральному (ПИ) закону управления с настройкой на симметричный оптимум. Регулятор для обеспечения требуемых динамических параметров должен компенсировать электромеханическую постоянную времени системы .Структурная схема рассчитанного электропривода приведена на рис 7.1. Для исследования динамических характеристик электропривода подадим на вход системы сигнал задания равный 10В в виде ступеньки. В результате получили следующие переходные характеристики частоты вращения и тока. Из приведенных графиков следует, что рассчитанные регуляторы обеспечивают необходимое быстродействие, однако, присутсутствует большое перерегулирование по частоте вращения (65%) и совершенно недопустимое превышение тока (20-кратное). Поэтому для обеспечения плавного пуска и во избежание гидравлического удара используется задатчик интенсивности с выходным сигналом, изменяющимся от 0 до 10 В.Был рассчитан центробежный насос. Для данного насоса был рассчитан электродвигатель и выбран по справочнику электродвигатель. Для обеспечения требуемого технологического режима была синтезирована система управления электродвигателем.

Содержание

Введение

1. Краткое описание технологического процесса и требования, предъявляемые к электроприводу

2. Расчет нагрузки на валу и выбор электродвигателя

3. Расчет тиристорного преобразователя

4. Составление структурной схемы электропривода и расчет ее параметров

5. Расчет регулятора тока

6. Расчет регулятора скорости

7. Моделирование переходных процессов

Заключение

Литература

Целью данного курсового проекта являлась разработка автоматизированного электропривода центробежного насоса подачи исходной смеси для процесса ректификации метилового спирта. Был рассчитан центробежный насос. Для данного насоса был рассчитан электродвигатель и выбран по справочнику электродвигатель.

Для обеспечения требуемого технологического режима была синтезирована система управления электродвигателем. Данная система состоит из двух контуров: тока и скорости. Контур тока настроен на модульный оптимум, контур скорости настроен на симметричный оптимум. Для обоих контуров были рассчитаны уставки регуляторов. Система была промоделирована в toolbox SIMULINK пакета Matlab. В процессе моделирования были получены следующие результаты: рассчитанная система обеспечивает заданным требованиям в динамических и статических режимах.

1. Дытнерский Ю.И. "Основные процессы и аппараты химической промышленности М": Химия. 1991.-С.44-80.

2. Дытнерский Ю.И. "Процессы и аппараты химической технологии" М.: Химия. 1991.-т.2.-С.69-141.

3. Чебовский О.Г. Тиристоры. М.: Энергоатомиздат. 1985.-С.176-177.

4. Галкин В.И Полупроводниковые приборы: транзисторы широкого применения. - М.: Радио и связь. 1995.-С.165-167.

5. Горячева Г.А. Конденсаторы: справочник. - М.: Радио и связь. 1984. - 55с.

6. Лотоцкий "Электрические машины и основы электропривода".

7. Ключев "Электропривод и Автоматизация общепромышленных механизмов".

8. Горшков "Насосы"

Размещено на