Расчет и проектирование электропривода вентилятора главного проветривания ВЦД-47

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

Национальный  минерально-сырьевой университет  «ГОРНЫЙ»

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)

 

 

По  дисциплине: Проектирование  и расчет систем электроприводов предприятий                        НГП

(наименование  учебной дисциплины согласно  учебному плану)

 

 

                                             ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

Тема: Расчет и проектирование электропривода вентилятора главного проветривания ВЦД-47

 

Выполнил  :студент гр.   ЭР-08- 2          ____________             /Кузнецов С.С./

         (подпись)              (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА:   

 

Дата:   

 

ПРОВЕРИЛ

Руководитель  проекта                    /Вершинин В.И./

     (должность) (подпись)                      (Ф.И.О.)

 

 

 

 

 

 

 

                                                                     Санкт-Петербург

                                                                   2012 год

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

Национальный  минерально-сырьевой университет

 

  УТВЕРЖДАЮ

                Заведующий кафедрой

 

_________ /А.Е.Козярук/

 

                           “___”_________2012 г.

 

Кафедра    Э и ЭМ

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

По  дисциплине               Проектирование  и расчет систем электроприводов

 предприятий  НГП

ЗАДАНИЕ

 

Студент группы  ЭР - 08 –  3                                                             /Кузнецов С.С./

 

 

1.Тема: «Расчет и проектирование асинхронного электропривода вентилятора главного проветривания ВЦД-47

2.исходные данные: Учебные пособия Соколов М.М. “Автоматизированный электропривод общепромышленных механизмов” 1976, Ивановский И.Г. “Шахтные вентиляторы: Учебное пособие” 2003.

з. Содержание пояснительной записки: Работа содержит пояснительную записку, графики переходных процессов.

4.  Срок сдачи законченного проекта        декабрь 2012.

 

Руководитель  проекта        доцент                                         /  Вершинин В.И. /

Дата выдачи задания:          октябрь2012 г.

 

     Оглавление 

Аннотация 4

Введение 5

Технические требования к электроприводу. 7

Выбор двигателя привода 10

Краткое описание штатного  электропривода по схеме машинно-вентильного каскада 12

функциональная схема работы электропривода главной вентиляционной установки по схеме авк 24

Расчет неуправляемого выпрямителя 26

Расчет и выбор полупроводников ключей тиристорного преобразователя 29

Расчет требуемой мощности трансформатора и выбор его типа 30

Выбор коммутационного оборудования 32

Компьютерная модель модернизированного электропривода 35

Заключение 42

Литература 43

 

 

 

 

 

 

 

 

Аннотация

В данной работе произведен выбор электродвигателя для вентиляторной установки главного проветривания рудника “Таймырский”, произведено исследование системы управления электроприводом, приведена техническая реализация системы управления.

Работа  содержит пояснительную записку, объемом 43 листов, в том числе 16 рисунков

 

 

The Summary

In this paper, material selection of the motor for the main ventilation system of the mine ventilation helybr "Taimyrskiy" was study of motor control, given the technical realization of the control system.

The work contains an explanatory slip executed on 43 sheets of the typewritten text, including 16 pictures.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Проветривание рудника «Таймырский» осуществляется всасывающим способом по фланговой схеме. Свежий воздух с поверхности в подземные горные выработки на рабочие -850 м, -950 м, -1050 м, -1230 м поступает по вертикальным стволам: клетевым (КС-1 и КС-2), грузовому стволу (ГС), вспомогательно-закладочному стволу (ВЗС) и вспомогательно-скиповому стволу (ВСС) за счет общещахтной депрессии, создаваемой главными вентиляторными установками на ВС-1, ВС-2, ВС-3 и ВС-4. Далее по откаточным, транспортным и восстающим выработкам поступает в очистные, подготовительные, нарезные, горно -капитальные выработки и технологические камеры. После проветривания очистных работ, подготовительных и нарезных проходческих забоев и камерных выработок исходящая струя воздуха выдается на выработки вентиляционных закладочных горизонтов -800 м, -950 м,  -1000 м, -1150 м и далее направляется к стволам ВС-1, ВС-2, ВС-3, ВС-4, по шторым вентиляторами ВЦД-47 «Север» выдается на поверхность в атмосферу.

Вентиляторные установки ВЦД-47 «Север» на стволах ВС-1, ВС-2, ВС-3 ВС-4 имеют по два агрегата (вентиляторе ) каждая - рабочий и резервный, которые работают поочередно, согласно, графика. Каждая вентиляторная установка оборудована приборами контроля подачи (производительности) и давления (депрессии). На период проведения ремонтных и регламентных работ на вентиляторных установках, связанных с остановкой вентилятора, в целях обеспечения рудника расчетным количеством воздуха установлен график режимов работы вентилятора.

Все воздухоподающие стволы рудника оборудованы калориферными установками для подогрева свежего воздуха в холодные периоды года. Каждая калориферная установка состоит из системы калориферов марки ВО-146/1510-71-Н- УХЛ4. Подогретый воздух калориферными вентиляторами ВОЦГ-3,6 на КС-1, КС-2 и ВЗС смешивается с холодным атмосферным воздухом в смесительных камерах и направляется по вентиляционным каналам в стволы. На грузовом стволе наружный воздух через воздухозаборный колодец попадает на ярусы калориферов и далее по вентиляционному каналу нагнетается в ствол вентилятором ВОД-40.

Вентиляционная схема проветривания  рудника предусматривает возможность  реверсирования воздушной струи в аварийных случаях и позволяет осуществлять маневры при помощи ляд в вентиляционных каналах ГВУ и вентиляционных сооружениях в подземных горных выработках. Способ управления реверсивными устройствами

- дистанционный из зданья вентиляторных установок. При реверсировании воздушной струи в холодное время года проектом предусмотрен подогрев подаваемого в

шахту воздуха по ВС-3 и ВС-4 с  помощью газового воздухонагревателя ВГСМ-6,3 установленного у каждой вентиляторной установки на поверхности и соединенного с ней вентиляционным каналом.

Калориферные установки на стволах КС-1, КС-2 и ВЗС в аварийном режиме (остановка калориферного вентилятора) работают на прямотоке с поступлением наружного воздуха в стволы.

Для проветривания горных выработок  и очистных камер в рудник подается около 1500 м³/сек свежего воздуха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технические требования к электроприводу.

1. Назначение и цель выполнения разработки.
1. Разрабатываемый устройство предназначается для привода вентиляторной 
   установки, входящей в состав технологического оборудования ГМК “Норильский 
   Никель” (г. Норильск).
2. Целью разработки является создание электромеханической системы, 
   обеспечивающей регулирование скорости вращения вала электропривода, главной 
   вентиляционной установки.
3. Разрабатываемое изделие предназначено для замены действующей системы 
   состоящей из двух электропривода постоянного тока и двух электропривода 
   переменного тока, выполненной по схеме комбинированного асинхронного машинно- 
   вентильного каскада (АКВМК).
2. Технические требования.

2.1.2.1 Требования к составу разрабатываемого изделия.

2.1.2.1.1. В состав разрабатываемого электропривода должны входить:

• исполнительный двигатель;
• статический преобразователь;
• система управления работой электропривода;
• системы защиты и световой индикации,

2.1.2.2 Требования по назначению.

2.1.2.2.1 В качестве исполнительного двигателя должен использоваться асинхронный

двигатель переменного тока с фазным ротором.

2.1.2.2.2 Электропривод должен обеспечивать  плавный пуск и регулирование 
частоты вращения исполнительного двигателя;

• диапазон регулирования 1:4 (125-500 об/мин);
• поддержание частоты вращения на постоянном уровне с точностью не менее 1%;

• точность обеспечения заданной частоты вращения в динамических режимах не 
  менее 5%.

• ограничение тока статора двигателя в процессе разгона и регулирования частоты 
  вращения на уровне 21н. 
  

3. Номинальные параметры исполнительного двигателя: 
   мощность- 3014 кВт;

частота вращения 500 об/мин; 
номинальное напряжение статора 6000 В. 
номинальное напряжение ротора 1360 В 
режим работы круглосуточный, непрерывный.

4. Электропривод должен получать питание от трехфазной промышленной 
   сети напряжением В частотой 50 Гц.
5. Коэффициент искажения синусоидальности напряжения, вносимого электроприводом в сеть, не должен превышать 5%.
6. Статический момент нагрузки, приведенный к валу исполнительного 
   двигателя, носит постоянный характер.
7. Разрабатываемый электропривод должен иметь следующие виды защит: -от 
   токов короткого замыкания;

• от перенапряжений;

• от длительных перегрузок по потребляемому току;
• нулевую защиту.

8. Электропривод должен иметь световую сигнализацию:

-о срабатывании защит;

-о режиме работы исполнительного  двигателя;

-о наличии силового питания;

-о наличии питания в цепях  управления.

3. Требования по устойчивости к воздействию климатических и механических 
   факторов.
1. Электропривод должен устойчиво и надежно функционировать при 
   изменении температуры окружающей среды в диапазоне от -10 до+50° С. С запыленностью до 30 мг/м .
2. Шкафы управления со степенью защиты IP 66
4. Требования по надежности.
1. Полный назначенный ресурс электропривода должен быть не менее 40000 
   часов.
2. Полный назначенный срок службы не менее 20 лет.
3. Срок сохраняемости 10 лет, в том числе 5 лет в упаковке. Срок службы 
   входит в срок сохраняемости.
4. Коэффициент готовности 0,98.
5. Минимальное время восстановления 10 мин.
6. Вероятность безотказной работы 0,999 за 500 часов.

5. Требования по эксплуатации, удобству технического обслуживания, 
   ремонта и хранения.

1. Электропривод должен быть ремонтопригодным и должен обеспечивать 
   взаимозаменяемость составных частей.
2. Хранение должно производиться в закрытых не отапливаемых помещениях 
   категории 3 (ЖЗ) ГОСТ 15150-69 .
6. Требования по транспортировке .
1. Составные части электропривода должны допускать транспортирование 
   любым видом транспорта на любые расстояния при условии исключения воздействия 
   пыли, атмосферных осадков и пряных солнечных лучей (трюм, закрытый транспорт).
2. Условия транспортирования :з части воздействия механических 
   факторов- жесткие (Ж) по ГОСТ 23216-78, в части воздействия климатических 
   факторов- по группе условий хранения 3 (ЖЗ) ГОСТ 15150-69 .
1. Требования по безопасности.

Безопасность в эксплуатации должна, быть обеспечена надежным заземлением 
корпусов электрооборудования, применением материалов и защитных покрытий, не 
выделяющих при работе в условиях повышенной до 45°С окружающей температуры 
токсичных веществ.