Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Февраля 2013 в 15:20, курсовая работа
Объектом исследования является регулируемый электропривод шахтного вентилятора по системе преобразователь частоты - асинхронный двигатель.
Цель работы – исследование регулируемого электропривода шахтного вентилятора по системе ПЧ–АД с короткозамкнутым ротором.
1. Тема выпускной квалификационной работы: «Регулируемые электропривод шахтного вентилятора».
утверждена приказом ректора (распоряжением проректора-директора ЭНИН)
от ___________№_________
2. Срок сдачи студентом готовой работы 01.06. 2011 г.
3. Исходные данные к работе:
Производительность, QВ=4 м3/с,
Напор(давление), H=0,06·105 Па,
КПД вентилятора, ηв=0,55
КПД передачи η=1
4. Содержание текстового документа:
Реферат.
4.1. Введение.
4.2.Общие сведения о вентиляторах.
4.3 Расчет мощности двигателя и предварительный его выбор.
4.4.Выбор вентилятора.
4.5.Выбор преобразовательного устройства для регулируемого электропривода.
4.6. Выбор аппаратуры защиты и управления.
4.7. Расчет энергетических показателей электропривода.
4.9. Расчет статических и динамических характеристик электропривода.
4.10. Расчет искусственных (регулировочных) характеристик для регулируемого электропривода.
4.11. Расчет электромеханических переходных характеристик при пуске, набросе и сбросе нагрузки, при мгновенном изменении задания.
4.12. Разработка функциональной схемы системы регулируемого электропривода.
4.13.Заключение.
4.14.Список литературы.
Содержание
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Электропривода и электрооборудования»
УТВЕРЖДАЮ:
Зав. кафедрой__________________/Ю.
«___»___________________2011 г.
ЗАДАНИЕ
на выполнение выпускной квалификационной работы
на соискание квалификации БАКАЛАВР
Студенту гр: 7А74 Клиничеву Александру Леонидовичу
1. Тема выпускной квалификационной работы: «Регулируемые электропривод шахтного вентилятора».
утверждена
приказом ректора (распоряжением проректора-
от ___________№_________
2. Срок сдачи
студентом готовой работы 01.
3. Исходные данные к работе:
Производительность, QВ=4 м3/с,
Напор(давление), H=0,06·105 Па,
КПД вентилятора, ηв=0,55
КПД передачи η=1
4. Содержание текстового документа:
Реферат.
4.1. Введение.
4.2.Общие сведения о вентиляторах.
4.3 Расчет мощности двигателя и предварительный его выбор.
4.4.Выбор вентилятора.
4.5.Выбор преобразовательного устройства для регулируемого электропривода.
4.6. Выбор аппаратуры защиты и управления.
4.7. Расчет энергетических показателей электропривода.
4.9. Расчет статических и динамических характеристик электропривода.
4.10. Расчет искусственных (регулировочных) характеристик для регулируемого электропривода.
4.11. Расчет электромеханических переходных характеристик при пуске, набросе и сбросе нагрузки, при мгновенном изменении задания.
4.12. Разработка функциональной схемы системы регулируемого электропривода.
4.13.Заключение.
4.14.Список литературы.
Руководитель: |
__________ подпись |
__________ дата |
Н.В. Гусев |
Задание принял к исполнению | |||
__________ подпись |
__________ дата |
А.Л. Клиничев |
Реферат
Выпускная квалификационная работа содержит 51 с., 30 рисунков, 12 таблиц , 4 источника.
Ключевые слова: ЭЛЕКТРОПРИВОД, ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР, АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ, ЕСТЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ИСКУСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ.
Объектом исследования является регулируемый электропривод шахтного вентилятора по системе преобразователь частоты - асинхронный двигатель.
Цель работы – исследование регулируемого электропривода шахтного вентилятора по системе ПЧ–АД с короткозамкнутым ротором.
В процессе работы использовалось как специальное обеспечение (MATLAB R2010), так и стандартные программы (Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft Visio).
В результате выполнения курсового проекта была осуществлена разработка электропривода переменного тока с автоматическим управлением, соответствующая условиям технического задания.
Достигнутые технико-эксплуатационные показатели: высокие показатели переходных процессов (перерегулирование, быстродействие), относительно высокие энергетические показатели системы.
Курсовой проект
выполнен в текстовом редакторе Microsof
Атмосфера подземных горных выработок шахт в силу ограниченного их объема легко насыщается различными вредностями техногенного или природного характера. Превышение допустимых концентраций вредностей опасно для здоровья и жизни работающих в выработках и ограничивает возможности проведения производственных процессов. Основное направление борьбы с вредностями в подземных горных выработках – их разжижение подаваемым в выработки свежим воздухом до допустимых концентраций.
Современное горное
предприятие немыслимо без
Возникновение движения воздуха в некотором объеме связано с наличием в этом объеме зон, обладающих более высоким уровнем энергии по сравнению с уровнем, необходимым для состояния покоя. Воздух движется от зоны с большим энергетическим уровнем к зоне с меньшим уровнем.
В связи с необходимостью наличия в шахтных условиях надежного, необходимой мощности и управляемого источника сил движения воздуха, в качестве основного источника этих сил используется вентилятор.
Вентиляторы широко применяются во всех отраслях промышленности. На их привод расходуется огромное количество электроэнергии, вырабатываемой в стране. В частности, в горной отрасли на привод вентиляторов, обслуживающих шахту, уходит до 8 ¸ 10% электроэнергии расходуемой всей шахтой. В связи с этим, создание высокоэкономичных вентиляторов и правильное их использование имеет большое экономическое значение.
Целью моей работы является расчет электропривода вентилятора, удовлетворяющего техническим условиям и требованиям.
Вентиляционные сети шахт представляют собой совокупность большого количества подземных выработок, отличающихся разнообразием параметров, влияющих на аэродинамику этих сетей. Эти параметры постоянно меняются, следовательно, меняется и аэродинамика сетей.
Выработки могут иметь различную форму поперечного сечения, величина этого сечения колеблется в пределах от 3 м2 до 40 м2. В больших пределах колеблется и длина выработок, доходя иногда до нескольких тысяч метров. Степень шероховатости стенок выработок, влияющая на величину аэродинамического сопротивления, зависит от типа и размеров крепи выработок и тоже меняется в широких пределах.
Потребители воздуха в шахте отличаются большим разнообразием как по количеству необходимого воздуха, так и по времени его подачи. В качестве потребителя может фигурировать отдельная выработка, так и вся шахта или значительная ее часть.
Эти обстоятельства привели к необходимости создания группы специализированных шахтных вентиляторов, отвечающих по своим параметрам запросам горной отрасли.
Основное отличие шахтных вентиляторов от вентиляторов, применяющихся в других отраслях промышленности – большая производительность при довольно высоких параметрах по давлению. Производительность этих вентиляторов может доходить до 500¸600 м3/с, величина разности давления, создаваемая шахтными вентиляторами, ограничивается значением 0,5¸10,0 кПа.
По своему назначению шахтные вентиляторы условно подразделяются на три группы:
В качестве главных
и вспомогательных могут
Все выпускающиеся для горной отрасли вентиляторы относятся по конструкции к так называемым «лопастным нагнетателям». В вентиляторах этого типа энергия вращающегося ротора преобразовывается в потенциальную и кинетическую, в свою очередь сообщаемые перемещаемому воздуху.
Лопастные вентиляторы в соответствии с характером движения воздуха в них и формы ротора (рабочего колеса) подразделяются на осевые и радиальные, последние более известны как центробежные.
Осевые вентиляторы. Осевой вентилятор (рис.1) состоит из рабочего колеса (РК) 1, на втулке которого закреплены профильные (в форме крыла самолета) лопатки 2; рабочее колесо вращается в цилиндрическом корпусе или, как его часто называют, кожухе 3. За рабочим колесом располагается спрямляющий аппарат (СА) с неподвижными лопатками 4.
Вращающееся рабочее колесо с помощью лопаток передает энергию привода перемещаемому воздуху. Лопатки рабочих колес изготавливаются из стали или пластмасс (для вентиляторов малых размеров).
Лопатки рабочего колеса могут иметь несимметричный или симметричный профиль. Осевые вентиляторы с лопатками рабочих колес симметричного типа являются реверсивными, поскольку их производительность не меняется при изменении направления вращения рабочего колеса на обратное. Вентиляторы с рабочими лопатками несимметричного типа этим качеством не обладают, их производительность при изменении направления вращения рабочего колеса резко снижается, но эти вентиляторы имеют хорошие аэродинамические характеристики и повышенный коэффициент полезного действия. Спрямляющий аппарат обеспечивает плавный переход воздуха от лопаток рабочего колеса к выходу в диффузор или сеть и частично преобразует динамическое давление в движущемся потоке воздуха в статическое давление.
Рисунок 1 – Схема осевого вентилятора: 1 – рабочее колесо; 2 – лопатки рабочего колеса; 3 – кожух; 4 – спрямляющий аппарат; 5 – коллектор;
6 – диффузор.
В конструкцию шахтных вентиляторов вводятся два обтекателя, назначение которых заключается в снижении аэродинамических потерь, связанных с резким изменением скоростей движения воздуха. Передний обтекатель устанавливается во входном коллекторе, перед рабочим колесом или направляющим аппаратом, задний – после спрямляющего аппарата, перед диффузором или входом в вентиляционную сеть.
В осевых вентиляторах направление движения воздушного потока совпадает с осью вращения рабочего колеса. Воздух засасывается в коллектор 5, проходит между лопатками вращающегося рабочего колеса, затем поступает в спрямляющий аппарат, оттуда в диффузор 6 и выбрасывается в атмосферу ( при работе вентилятора на всасывание).
Осевые вентиляторы могут быть одноступенчатыми (с одним рабочим колесом) и двухступенчатыми. В последнем случае в кожухе вентилятора находятся две ступени, работающие последовательно и имеющие каждая свое рабочее колесо.
Между рабочими колесами находится промежуточный на правляющий аппарат (НА). Конструктивно направляющий аппарат состоит из неподвижных профильных лопаток или профильных лопаток с регулируемым углом установки. Назначение направляющего аппарата – подача воздуха к рабочему колесу, установленному за ним в определенном, более эффективном направлении, и преобразование значительной части кинетической энергии потока (динамического давления) в потенциальную (статическое давление). Спрямляющий аппарат устанавливается за вторым рабочим колесом по ходу струи. Обе ступени могут находиться на одном валу или на отдельных валах (вентилятор ВОД-16). Наличие двух ступеней позволяет вентилятору развивать более высокое давление.
Центробежные вентиляторы. Основу вентилятора (рис.2) составляет рабочее колесо 1, между передним и задним дисками которого закреплены профильные крыловидные лопатки таким образом, что их входная кромка располагается на окружности меньшего радиуса, чем выходная хвостовая часть. Рабочее колесо может быть с лопатками, загнутыми вперед по ходу колеса, радиальными и загнутыми назад, назначение рабочего колеса –передавать энергию привода вентилятора перемещаемому воздуху. Рабочее колесо вращается в спиральном кожухе 2, выполненном из листовой стали. Улиткообразный кожух предназначен для подачи воздуха в определенном направлении и частичного преобразования динамического давления в потоке воздуха в статическое давление. Воздух засасывается в вентилятор через входной коллектор 3, в котором установлены не вращающиеся, а только поворачивающиеся каждая относительно своей оси лопатки 4 направляющего аппарата. Направляющий аппарат предназначен для подачи воздуха к рабочему колесу с определенной скоростью и под определенным углом, это позволяет регулировать рабочие режимы вентилятора.
Рисунок 2 – Схема центробежного вентилятора: 1– рабочее колесо;
2 –спиральный кожух; 3 – входной коллектор;
4 – лопатки направляющего аппарата; 5 – диффузор
В рабочее колесо воздух входит параллельно оси вала вентилятора, затем под действием тяги, развиваемой лопатками, и центробежной силы поворачивает на 900, проходит между лопатками, выбрасывается в периферийную часть кожуха и выходит через диффузор 5 в атмосферу (при работе вентилятора на всасывание). Диффузор является дополнительным преобразователем динамического давления в потоке на выходе из кожуха в давление статическое.
Информация о работе Регулируемые электропривод шахтного вентилятор