43113

Модернизация электропривода скиповой лебёдки ЛС15 для доменной печи №1 ОАО «Косогорского металлургического завода»

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Двухдвигательная скиповая лебёдка с возможностью работы от одного двигателя обуславливает разработку равноценной по надёжности системы управления. Применены три системы электропривода, две основных и одна резервная, что позволяет иметь семь вариантов электроуправления скиповой лебёдкой.

Русский

2013-11-03

6.15 MB

222 чел.

Содержание

 

[1]

[2] ВВЕДЕНИЕ

[3]

[4] 1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА

[4.1] 1.1 Назначение технического объекта

[4.2] 1.2  Электропривод скиповой лебёдки

[4.3] 1.3  Схема электропитания

[4.4] 1.4  Сборка силовых цепей электроприводов

[4.5] 1.5  Устройство главного скипового подъёмника доменной печи.

[4.6] 1.6 Техническое задание на разработку дипломного проекта

[4.7] Выводы

[5] 2. Расчет механической части электропривода и выбор электродвигателя

[5.1] 2.1 Формирование нагрузок на валу электродвигателя

[5.2] 2.2 Предварительный выбор электродвигателя

[5.3] 2.3. Проверка двигателя по нагреву

[5.4] Выводы

[6] 3. Расчет статических И ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ - МЕХАНИЗМ

[6.1] 3.1. Расчёт параметров схемы замещения асинхронного электродвигателя

[6.2] 3.2. Механические и скоростные характеристики

[6.3] 3.3. Моделирование переходных процессов асинхронного двигателя

[6.4] Выводы

[7] 4. Анализ  и  синтез  системы   управления электропривода

[7.1] 4.1. Формирование уточенного технического задания на проектирование СУЭП

[7.2] 4.2. Составление возможных вариантов силового канала ЭП и СУЭП

[7.3] 4.3. Анализ возможных вариантов структуры СУЭП

[7.4] 4.4. Выбор принятых показателей качества

[7.5] 4.5. Принятие окончательного решения по выбору варианта СУЭП

[7.6] 4.6. Микропроцессорная система управления частотно-регулируемого асинхронного электропривода

[7.7] Выводы

[7.8]

[8] 5. Выбор и расчет параметров регуляторов для принятого варианта СУЭП

[8.1] 5.1 Расчет параметров регуляторов для принятого варианта СУЭП.

[8.2] 5.2 Выбор датчиков

[8.3] Выводы

[9]

[10] 6. Расчет статических и переходных характеристик регулируемого электропривода скиповой лебедки

[10.1] 6.1 Расчет параметров переходных процессов

[10.2]
6.2 Динамические характеристики электропривода при прямом пуске асинхронного двигателя

[10.3] 6.3 Динамические характеристики электропривода при частотном пуске асинхронного двигателя

[10.4] 6.4 Проверка выбранного двигателя по нагреву

[10.5] 6.5 - Динамические характеристики электропривода при кратковременном увеличении нагрузки на 50%

[10.6] 6.7 Динамические характеристики электропривода при снижении напряжения питающей сети на 25%

[11] 7. Разработка принципиальных электрических схем, включая защиты, блокировки и сигнализации электропривода

[11.1] 7.1 Модель работ двухдвигательного электропривода

[11.2] 7.2 Принципиальная схема выравнивания работы двухдвигательного привода скиповой лебедки  ЛС 15

[11.3] 7.3 Структурная схема разработанного двухдвигательного электропривода скиповой лебедки

[11.4] 7.4 Схема электропитания  двухдвигательного электропривода скиповой лебедки

[11.5] 7.5  Управление электроприводом

[11.6] Выводы

[12] 8. Монтаж, наладка, и диагностика электропривода

[13] 9. Энергосберегающие аспекты и оценка эффективности работы электропривода

[13.1] 9.1. Основные положения

[13.2] 9.2 Режимы управления электродвигателем

[13.3] 9.4. Режимы торможения электродвигателя и способы останова

[13.4] 9.5. Системный подход

[13.5] Выводы

[14] 10  ЭКОНОМИКА

[14.1] 10.1 Общие сведения об инвестиционном проекте и методах его финансово-экономической оценки

[14.2] 10.2  Определение единовременных затрат

[15] 11  Охрана труда и окружающей среды

[15.1] 11.1. Анализ опасных и вредных факторов на металлургическом производстве

[15.2] 11.2 Электробезопастность

[15.3] 11.3 Расчет зануления

[16] Заключение

[17]
Список литературы

[18] Приложение


ВВЕДЕНИЕ

В дипломном проекте рассмотрена модернизация электропривода скиповой лебёдки ЛС15 для доменной печи №1 ОАО «Косогорского металлургического завода».

При разработке проекта модернизации электропривода скиповой лебёдки ЛС15 для доменной печи №1 ОАО «Косогорского металлургического завода» применен двухдвигательный автоматизированный частотно-регулируемый электропривод с микропроцессорной системой управления.

Отличительная особенность разработанного электропривода –  применение классической векторной системы управления для асинхронного двигателя с обеспечением повышенной надежности за счет релейной системы управления силовой части электропривода.


1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА

1.1 Назначение технического объекта

Рисунок 1.1 - Общий вид доменной печи №1 ОАО «Косогорского металлургического завода»

Двухдвигательная скиповая лебёдка с возможностью работы от одного двигателя обуславливает разработку равноценной по надёжности системы управления. Применены три системы электропривода, две основных и одна резервная, что позволяет иметь семь вариантов электроуправления скиповой лебёдкой.

Система управления и датчики автоматизации электроприводов выполнены в двух вариантах. Система первого уровня выполняется на контактной аппаратуре с бесконтактными путевыми датчиками подъёма скипа и вторая - бесконтактная на программируемых логических контроллерах АСУ ТП доменной печи с использованием энкодеров с абсолютным кодом, следящим за положением скипа.

Релейная схема обеспечивает в полном объёме автоматическую работу электроприводов скиповой лебёдки, подчинённой нижней системе шихтоподачи.

Комплектный релейный вариант автоматизированных электроприводов применим для различных систем верхней колошниковой загрузки - конусной, бесконусной типа Paul Wurth, либо роторной.

1.2  Электропривод скиповой лебёдки

Рисунок 1.2 -  Лебедка скиповая ЛС-15

Для скиповой лебёдки с асинхронными электродвигателями разработана система частотно регулируемых автоматизированных электроприводов.

Узел силовых цепей электроприводов приведён в приложении. Для привода двух электродвигателей А и В лебёдки применены три шкафа частотно-регулируемого привода:

шкаф ЧПА - для управления электродвигателем А;

шкаф ЧПВ    для управления электродвигателем В;

шкаф ЧПР (резервный) - для управления любым из двигателей А или В.

1.3  Схема электропитания

Схема электропитания электроприводов приведена в приложении.

Предусматриваются два независимых Ввода (Ввод 1 и Ввод 2) питания от Секции 1 и Секции 2 распредустройства РУ1 Подстанции №1Б. Подача питания в шкафы ЧПА, ЧПВ, ЧПР осуществляется автоматическими выключателями QF1, (QF2 - ЧПР) типа Compact NS630N фирмы Schneider Electric с моторным приводом, с минимальными расцепителями, контролирующими наличие напряжения на вводах.

Напряжение питания для дистанционного управления этими выключателями подаётся от АВР собственных нужд шкафа управления 1ПУ.

1.4  Сборка силовых цепей электроприводов

Прежде чем безошибочно подать силовое питание на преобразователи частоты необходимо в зависимости от состояния электрооборудования и технологического процесса определённым образом подключить электродвигатели к преобразователям частоты ЧПА, ЧПВ, ЧПР.

Подключение электродвигателей к частотным преобразователям производится силовыми контакторами КМ1-1, КМ1-2, КМ1-3, КМ2-3 типа CR1-F630 с магнитной защёлкой фирмы Schneider Electric, с взаимными электрическими и механическими блокировками. Контакторы имеют одну обмотку на включение, другую - на отключение (снятие защелки).

Выбор схемы подключения силовых цепей осуществляется переключателем SA1 из шкафа управления ШУ. Имеется семь вариантов схем питания электродвигателей.

При работе скиповой лебёдки от одного из электродвигателей:

  1.  левый электродвигатель А подключен к основному преобразователю частоты ЧПА (первое положение переключателя SA1 - реле К1);
  2.  правый электродвигатель В подключен к основному преобразователю частоты ЧПВ (второе положение переключателя SA1 - реле К2);
  3.  левый электродвигатель А подключен к резервному преобразователю частоты ЧПР (шестое положение переключателя SA1 - реле Кб);
  4.  правый электродвигатель В подключен к резервному преобразователю частоты ЧПР (седьмое положение переключателя SA1 - реле К7).

При работе лебёдки одновременно от двух электродвигателей:

  1.  левый электродвигатель А подключен к основному преобразователю частоты ЧПА, правый электродвигатель В — к основному преобразователю частоты ЧПВ (третье положение переключателя SA1 - реле КЗ);
  2.  левый электродвигатель А подключен к основному преобразователю частоты ЧПА, правый электродвигатель В - к резервному преобразователю частоты ЧПР (четвёртое положение переключателя SA1 - реле К4);
  3.  правый электродвигатель В подключен к основному преобразователю частоты ЧПВ, левый электродвигатель А - к резервному преобразователю частоты ЧПР (пятое положение переключателя SA1 -реле К5);

Семь вариантов схем подключения электродвигателей А и В обеспечивают высокую надёжность работы электроприводов скиповой лебёдки.

Выбор вариантов схем подключения электродвигателей осуществляется обслуживающим персоналом в режиме «Местного управления». Переключателем SA1 выбирается один из семи вариантов подключения силовых цепей электродвигателей А и В.

Промежуточные реле К1-К7 используются для осуществления электрических блокировок в цепях силовых контакторов КМ1-1, КМ1-2, КМ1-3, КМ2-3, подключающих электродвигатели А и В к соответствующим частотным преобразователям ЧПА, ЧПВ и ЧПР.

Узел цепей силовых коммутаций электродвигателей приведён в приложении.

Контакторы КМ1-1, KM 1-2, KM1-3, KM2-3 в соответствии с выбранным положением переключателя SA1 (схемы подключения электродвигателей А и В) допускается переключать в следующее выбранное положение только при снятом напряжении питания шкафов ЧПА, ЧПВ, ЧПР, что контролируется Н.З. контактами реле отключенного положения выключателя QF1-K12 и QF2-2K12.

Нажатием кнопки SB1 на двери шкафа управления ШУ и выбранном варианте схем подключения электродвигателей А и В, контролируемом реле К1-К7 включается соответствующий контактор КМ 1-1, КМ 1-2, КМ 1-3, КМ2-3. Контактор включается и встает на защёлку Н.О. контакт соответствующего контактора КМ 1-1, КМ1-2, КМ1-3, КМ2-3  замыкается и дистанционно (моторным приводом) включает автоматический выключатель подачи питания QF1, QF2 шкафов ЧПА, ЧПВ, ЧПР.

За время, необходимое для самодиагностики, соответствующий преобразователь частоты своим внутренним реле RL1  включает реле К7 - преобразователь «Готов», что даёт разрешение в схему управления электроприводами.

1.5 Устройство главного скипового подъёмника доменной печи.

Сырые материалы (шихта), подлежащие загрузке в печь, подаются в скиповую яму, соединённую наклонным мостом с засыпным устройством колошника печи. По наклонному мосту уложен двойной рельсовый путь, по которому движутся вверх и вниз скипы с помощью лебёдки, находящейся в машинном помещении. От лебёдки через специальные направляющие шкивы идут две ветви двойных тросов к обоим скипам.

Тросы навиты на барабан таким образом, что одна пара тросов опускающегося вниз пустого скипа разматывается, а другая пара поднимающегося вверх груженого скипа наматывается на одну и ту же двухходовую нарезку барабана лебёдки. Когда из одного скипа, находящегося на колошнике, разгружаются материалы в печь, второй оказывается внизу в скиповой яме под погрузкой очередной порции шихты.

Наклонный мост с двойным рельсовым путём для скипов можно разбить условно на три скоростных участка.

  1.  нижний - в скиповой яме с большим углом наклона для лучшего заполнения скипов шихтой, высыпаемой из промежуточных или весовых воронок;
  2.  средний - основной, с меньшим углом, длина его определяется высотой печи и удалённостью от нее скиповой ямы;
  3.  верхний - дефлекторный, служащий для разгрузки скипов в приёмную воронку колошника печи.

Разгрузочное устройство верхней части моста состоит из дополнительного рельсового пути с более широкой колеей, уходящей вверх от основных направляющих. Благодаря этому при подходе скипа к разгрузке его передние скаты продолжают катиться по основному, а задние скаты уходят по дополнительному верхнему пути. При этом скип опрокидывается, и материалы высыпаются в приёмную воронку, расположенную над распределительным устройством засыпного аппарата доменной печи. Для главных скиповых подъёмников применяют двухдвигательные скиповые лебёдки.

Общий вид скиповой лебёдки типа ЛС15 грузоподъёмностью 15т приведён на рис.1.2.

1.6 Техническое задание на разработку дипломного проекта

1. Наименование и область применения

Настоящее техническое задание составлено на разработку проекта двухдвигательного частотно-регулируемого электропривода скиповой лебедки доменной печи, работающих от частотных преобразователей с микропроцессорным управлением.

2. Основание для разработки

Основанием для разработки является задание на дипломный проект.

3. Цель и назначение проекта

Целью проекта является разработка двухдвигательного частотно-регулируемого электропривода скиповой лебедки доменной печи, предназначенного для обеспечения технологического процесса доменной печи.

Назначение проекта – разработка качественно новой системы с повышенными требованиями по эффективности работы двухдвигательного частотно-регулируемого электропривода скиповой лебедки доменной печи и надёжности.

4. Состав системы

Для привода лебёдки используются два асинхронных двигателя типа АДПМ-400У-8У1, 250кВт, 380/660 В, 489А, 750 об/мин, изготовитель ОАО «СЭЗ», г. Сафоново. Система управления выполнена на базе преобразователей частоты PowerFlex 700H формы ALLEN-BRADLEY мощностью 280кВт, 380В, 50Гц с коммутационной аппаратурой фирмы Schneider Electric.

5. Технические требования

  •  Система должна обеспечивать работу печи в соответствии с приведенным алгоритмом работы.
  •  Управление и контроль за состоянием оборудования должно осуществляться с двух пультов оператора, находящихся в непосредственной близости от печи.
  •  Вся информация должна представляться оператору на дисплее операторской панели в удобном для восприятия виде.
  •  Система должна контролировать и отображать количество загружаемой шихты.
  •  Оператор должен иметь возможность изменять режим подачи шихты.
  •  При сбоях в работе доменной печи должны выдаваться соответствующие аварийные сигналы на пульты оператора.

Технические требования к питающей сети:

  •  ном. напряжение 3-х фазной питающей сети           380В ± 10%;
  •  ном. напряжение 1-фазных цепей управления         220В ± 10%;
  •  частота питающей сети           50Гц ± 1%;
  •  питание контроллера и станции оператора должно осуществляться от источников бесперебойного питания.

Конструктивные требования:

  •  всё оборудование системы должно работать при температуре окружающей среды в диапазоне 0..40 С;
  •  оборудование системы управления, за исключением пультов оператора, должно располагаться в металлических шкафах со степенью защиты не ниже IP54;
  •  подвод кабелей к шкафу контроллера осуществляется снизу;
  •  электрошкаф должен иметь возможность подключения внешнего контура защитного заземления.

Выводы

В первом разделе рассмотрены основные вопросы работы двухдвигательного частотно-регулируемого электропривода скиповой лебедки доменной печи в технологическом процессе, сформулированы задачи разработки автоматизированной системы управления технологическим процессом, а также требования, предъявляемые к регулируемому электроприводу. Приведено задание на разработку системы.


2. Расчет механической части электропривода и выбор электродвигателя

2.1 Формирование нагрузок на валу электродвигателя

Рисунок 2.1 - Наклонный мост и рабочая диаграмма

Рисунок 2.2 - Скиповая лебедка

Лебедка скиповая предназначена для подъема скипов с шихтовыми материалами из скиповой ямы по наклонному мосту к загрузочному устройству доменной печи.

Грузоподъемность номинальная, т

15

Максимальная грузоподъемность, т

19

Скорость подъема, м/с

4,29

Диаметр барабана по осям канатов, мм

2000

Диаметр каната, мм

39

Полезная длина наматываемого каната, м

88

Привод

электромеханический

Мощность привода, кВт

200х2

Масса, т

64

Рисунок 2.3 - Скип

Скип предназначен для транспортировки шихтовых материалов из скиповой ямы на колошник доменной печи к приемной воронке загрузочного устройства доменной печи. Скип перемещается по наклонному мосту колошникового подъемника канатной скиповой лебедкой.

Типоразмер

СДП 8

СДП 10

СДП 13,5

СДП 20

Вместимость, м3

8

10

13,5

20

Грузоподъемность, т

16

23

29

39

База, мм

2400

2400

3800

3100

Масса, т

9,9

10,9

16

20,7

Таблица 2.1.

Тип

A,мм

B,мм

C,мм

D,мм

E,мм

F,мм

G,мм

H,мм

J,мм

K,мм

L, мм

N, мм

Q, мм

СДП 8

4310

900

2400

5340

1235

1195

2480

1376

1454

1772

500

1575

4140

СДП 10

4310

900

2400

5250

1460

1400

2820

1580

1660

1780

500

1785

4140

СДП 13,5

5000

800

3800

6272

1340

1400

2632

1512

1660

1982

600

1770

5580

СДП 20

5310

800

3100

7015

2130

2000

3420

2326

2420

2730

700

2546

5055

Основными требованиями при выборе электродвигателя является его соответствие условиям технологического процесса рабочей машины. Задача выбора состоит в поиске такого двигателя, который будет обеспечивать заданный технологический цикл рабочей машины, иметь конструкцию, соответствующую условиям эксплуатации и компоновки с рабочей машиной, а его нагрев при этом не должен превышать нормативный (допустимый уровень).

Выбор двигателя недостаточной мощности может привести к нарушениям заданного технологического цикла и снижению производительности рабочей машины. Происходящий при этом его насыщенный нагрев и ускоренное старение изоляции определяют преждевременный выход из строя и самой электрической машины, останов электрической машины и соответствующие экономические потери.

Недопустимым является также использование двигателей завышенной мощности, так как при этом, имея повышенную первоначальную стоимость, ЭП работает с низким КПД и коэффициентом мощности. Таким образом, основанный выбор электродвигателя во многом определяет технико-экономические показатели рабочей машины.

Выбор электродвигателя производится обычно следующим образом: сначала рассчитывают требуемую мощность, а затем предварительно выбранный электродвигатель проверяют по условиям пуска, перегрузке, нагреву. Если он удовлетворяет условиям проверки, то на этом выбор заканчивается, если же не удовлетворяет, то выбирается другой двигатель (как правило, большей мощности) и проверка повторяется.

Основой для расчета мощности и нагрузки на валу исполнительного органа является нагрузочная диаграмма. Нагрузочная диаграмма  исполнительного органа рабочей машины представляет собой график изменения приведенного к валу двигателя статического момента нагрузки во времени М(t). Эта диаграмма рассчитывается на основании технологических данных, характеризующих работу машин и механизмов и параметров механической передачи.

Рисунок 2.4 - Кинематическая схема одноконцевой подъемной установки

Определим время перемещения скипа на расстояние .

Установившая скорость двигателя = 100 1/с; максимально-допустимый момент двигателя = 258 Н • м; момент инерции двигателя 0,8 кг м2; передаточное число редуктора = 10; КПД редуктора =0,8; момент инерции барабана  20 кг • м2; радиус барабана =0,1 м; допустимое ускорение тележки = 1,43 м/с2; масса тележки = 2000 кг; сила сопротивления движению тележки, обусловленная трением качения и трением реборд колес о рельсы = 1200 Н. Массой и упругостью каната пренебрегаем.

При проектировании, наладке и эксплуатации электроприводов инженеру, как правило, приходится решать задачи при неполных исходных данных и неконкретизированных условиях, допускающие различные варианты решения. Данный простейший пример отражает постановку задачи, характерную для начального этапа проектирования электропривода, когда известна конечная цель — выполнение электроприводом конкретной технологической операции, но еще не определены рациональные пути ее достижения. Необходимо рассмотрение возможных вариантов решения задачи, их анализ и выработка рекомендаций для обоснованного выбора системы электропривода на следующих этапах проектирования.

Здесь: а) не указано, можно ли задавать и поддерживать любое заданное значение момента; б) не указан способ торможения привода в цикле перемещения; в) требуется выбор направления приведения параметров механической части — к двигателю или механизму. В отношении способа приведения имеется полная свобода выбора, в остальном требуется рассмотрение всех возможных вариантов. Выбираем приведение параметров механической части к двигателю.

Рассмотрим вначале случай движения на подъем, предполагая, что можно реализовать любой требуемый пусковой и тормозной момент двигателя, в следующих вариантах отработки цикла перемещения:

- пуск при , торможение при  (рис. 2.5,а);

- пуск и торможение при  (рис. 2.5,6).

Рассчитаем время процесса заданного перемещения tnn для первого варианта.

Определим момент статической нагрузки при подъеме (см. рис. 2.4):

Суммарный приведенный момент инерции электропривода

Ускорение при пуске

Время пуска

Путь, пройденный за время пуска

.

Ускорение при торможении

.

Рисунок 2.5 - Варианты отработки заданного перемещения тележки

Время торможения

Путь, пройденный при торможении

.

Путь установившегося движения:

Где

Время установившегося движения

Время перемещения тележки

Однако это решение не удовлетворяет условиям задачи, так как

Выполним аналогичный расчет для второго варианта. Время пуска и торможения

Путь, пройденный при пуске и торможении

Путь, пройденный при

Время установившегося движения

Время перемещения на 10 м:

Это решение также не удовлетворяет условиям задачи. Чтобы убедиться в этом, рассчитаем требуемый момент двигателя при пуске с ускорением

Нетрудно видеть, чточто по условиям задачи недопустимо. При торможении требуется небольшой момент

, который много меньше допустимого момента.

Таким образом, оба варианта управления электроприводом в цикле перемещения не отвечают условиям задачи, однако их анализ дает основания предложить отвечающие условиям задачи процессы перемещения. Если предположить, что имеется возможность задать при торможении требуемый для получения ускорения едоп моментто пуск необходимо осуществлять при , а торможение при .

Определим времядля этого варианта, удовлетворяющего условиям задачи.

При этом путь, пройденный приопределится так:

Время установившегося движения

Время перемещения

Если предположить, что торможение привода необходимо осуществлять путем отключения двигателя от сети и наложения механического тормоза, можно рассмотреть четвертый вариант расчета (рис. 2.5,г). Момент механического тормоза обычно выбирается из условияКак было установлено в первом варианте расчета, даже при. Во втором варианте показано, что для торможения с допустимым ускорением необходим момент двигателяблизкий к нулю. Поэтому можно после отключения двигателямеханический тормоз накладывать не сразу, а лишь в конце торможения при Этот вариант и показан на рис. 2.5,г. Рассчитаем для него время отработки заданного перемещения

Определим ускорение при торможении под действием статического момента

Так кактребование ограничения ускорения выполняется. Время торможения:

Путь торможения:

Путь, пройденный со скоростью

Время установившегося движения

Время перемещения:

Время отработки заданного перемещения характеризует производительность машины. Сравнивая полученные во всех четырех вариантах значенияможно заключить, что по этому показателю при заданных параметрах все рассмотренные варианты управления движением электропривода примерно равноценны.

Условия движения в направлении спуска отличаются существенно, поэтому задача требует аналогичного решения и для этих условий.

Выше было отмечено, что механическая часть, представленная в виде жесткого приведенного звена, отражает движение системы в среднем и не дает точных представлений о характере движения упруго связанных масс электропривода, поэтому необходимо рассмотреть, как влияют упругие связи на переходные процессы электропривода.

Проанализируем переходный процесс пуска электропривода с механической частью в виде двухмассовой упругой системы  прии приложении к системе скачком электромагнитного момента двигателя Дифференциальное уравнение движения системы, решенное относительно скорости двигателя , можно получить с помощью передаточной функции

 

Заменив  на  и положив , получим

(1.65)

где— среднее ускорение системы.

Корни характеристического уравнения были определены выше:Нулевой корень определяет частное решение, соответствующее равномерно ускоренному движению системы: В этом можно убедиться, подставив в. Чисто мнимые корни определяют возможность развития незатухающих колебаний с частотой , поэтому общее решение следует искать в виде

Для нахождения неопределенных коэффициентов А и В необходимо  использовать  начальные условия:   при

. Подставив эти значения в общее решение, получим

Следовательно,

 

Уравнение движения первой массы  можно записать так:

Продифференцировав его по времени, разрешим относительно скорости

Искомую зависимость  получим, подставив в это уравнение выражение :

 

Характер полученных зависимостейприпоказан на рис. 2.5,а. Они свидетельствуют о том, что при переходные процессы в среднем протекают равномерно ускоренно, однако мгновенные скоростипри этом не совпадают, так как содержат колебательные составляющие, причем колебаниясовершаются в противофазе. Из  следует, что производная скорости второй массывсегда положительна, а для принятого значенияПри прочих равных условиях колебания скорости тем меньше, чем меньше, а увеличениепри тех же ускоренияхснижает амплитуды колебания скорости как первой, так и второй масс. Эти выводы полностью согласуются с результатами частотного анализа свойств двухмассовой системы.

В реальной системе всегда имеются диссипативные силы типа внутреннего вязкого трения, поэтому колебательная составляющая скоростей с течением времени затухает. Однако естественное затухание невелико, и за время затухания совершается 10—30 колебаний. Влияние естественного демпфирования припоказано на рис. 2.5,б. Нетрудно видеть, что даже при наибольших значенияхестественное демпфирование незначительно сказывается на характере переходных процессов.

2.2 Предварительный выбор электродвигателя

Исходя из значений мощности и момента при номинальной частоте вращения, приведенной в расчетной таблице  выбираем электродвигатель.

Мощность двигателя скиповой лебедки с учетом коэффициента запаса составляет:

Р=kзРнагр,     

где kз - коэффициента запаса, составляет для двигателей в диапазоне мощностей от 100 до 250 кВт 1,12.

p=1,12223214=250 кВт.

Принимаем низковольтный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии АДЧР со следующими данными:

-    номинальная мощность: Р =250 кВт;

-    синхронная скорость вращения: n=750 об/мин;

-    КПД: =0,93.

2.3. Проверка двигателя по нагреву

Электрический двигатель при работе может нагреваться лишь до определенной (допустимой температуры), определяемой в первую очередь нагревостойкостью применяемых изоляционных материалов. Соблюдение установленных заводом - изготовителем ограничений по допустимой температуре нагрева, заложенных в паспортные данные двигателя, обеспечивает нормативный срок его службы 15...20 лет. Повышение допустимой температуры ведет к преждевременному разрушению изоляции обмоток и сокращению срока службы электрических машин. Так, превышение допустимой температуры нагрева на 8...10° С сокращает срок службы изоляции класса А в двое.

В современных электродвигателях применяется изоляция нескольких классов, допустимая (нормативная) температура нагрева, которых составляет: класса А - до 105°С, Е - до 120°С, В - до 130°С, Р - до 155°С, Н - до 180°С,

С - свыше 180° С.

В настоящее время при изготовлении электродвигателей применяются изоляции классов В, F и Н.

Сущность проверки двигателя по нагреву состоит в сопоставлении допустимой для него температуры с температурой при работе. Очевидно, что если температура не превышает допустимую, то двигатель работает в допустимом тепловом режиме, и наоборот. Обычно оценивается не абсолютная температура, а так называемый перегрев , который представляет собой разность температур двигателя t и окружающей среды: =t - toc.

При выполнении тепловых расчетов берется стандартная температура окружающей среды, равная 40°С, которой соответствует номинальная мощность электродвигателя, указанная на его щитке. При более низкой температуре окружающей среды двигатель может быть нагружен несколько выше номинальной мощности, а при более высокой температуре его нагрузка должна быть снижена или следует предпринять меры по дополнительному его охлаждению или замене на более мощный электродвигатель.

Двигатель работает в допустимом тепловом режиме при выполнении условия:

рабдоп,       

где доп - допустимый (нормативный) перегрев двигателя, определяемый классом его изоляции;

раб - перегрев двигателя при работе.

В качестве раб при проверке выбирают средний или максимальный за время работы двигателя перегрев. При ориентировании на средний перегрев будет иметь место наиболее полное использование двигателя, хотя в некоторые периоды его работы перегрев будет превышать средние значения. Если же ориентироваться на максимальный перегрев, то рабочий перегрев двигателя всегда будет меньше нормального, но при этом двигатель будет недоиспользован по своей мощности.

Проверка условия  может быть произведена прямым или косвенным методами. Использование прямого метода предусматривает расчет и построение кривой перегрева за цикл работы двигателя. По этой кривой определяют максимальный или средний перегревы, и на основании этого судят о тепловом режиме двигателя.

Для использования прямого метода необходимо иметь математическое описание (математическую модель) теплового режима двигателя. Точное описание процессов нагрева и охлаждения двигателей является очень сложной задачей. Двигатель представляет собой совокупность деталей и узлов различной конфигурации, выполненных из различных материалов, что обусловливает и их различные теплоемкости и теплопередачу. Неодинаковыми являются условия нагрева отдельных частей двигателя, а направление тепловых потоков зависит от режима его работы.

В связи с трудностями проведения точного анализа при исследовании тепловых процессов в двигателях обычно принимают следующие допущения: двигатель рассматривается как однородное тело, имеющее бесконечно большую теплоемкость и одинаковую температуру во все точках; теплоотдача во внешнюю среду пропорциональна первой степени разности температур электродвигателя и окружающей среды; окружающая среда обладает бесконечно большой теплоемкостью, т. е. В процессе нагрева двигателя ее температура не изменяется; теплоемкость двигателя и коэффициент его теплоотдачи не зависят от температуры.

С учетом вышеупомянутого можно записать следующее исходное уравнение теплового баланса:

Pdt=Adt+Cd,     

где Р – потери мощности в двигателе, Вт;

С – теплоемкость двигателя, Дж/С.

Уравнение (2.6) имеет решение вида:

   

где  - установившееся превышение температуры двигателя, °С;

- тепловая постоянная времени нагрева или охлаждения двигателя в секундах;

нач- начальный перегрев двигателя, °С;

Р - потери мощности в двигателе (), Вт;

А - теплоотдача двигателя, Дж/с°С ;

С - теплоемкость двигателя, Дж/°С.

Теплоотдачу двигателя определяют по формуле:

,    

где Qдоп - допустимое превышение температуры изоляции для данного типа.

Класс изоляции - в, соответственно Qдоп = 90 °С.

Получаем:

Дж/°С.

По справочным данным находим теплоемкость двигателя С=118439 Дж/°С.

Теплоотдача двигателя при неподвижном роторе А0 и при номинальной скорости А связаны зависимостью:

,     

где - коэффициент для асинхронных двигателей серии 4А с осью вращения 200-250 мм и числом полюсов Z = 1 равен 0,3.

Тепловая постоянная времени нагрева двигателя будет равна:

,      

Подставив значения в уравнение, получим:

с.

Постоянная времени охлаждения  двигателя  T0  связана с постоянной времени нагрева Тп соотношением:

Получим

с.

Зная значение мощности на валу при номинальной частоте, найдя по справочникам значения постоянных времени нагрева Т, при соответствующих значениях wi рассчитав потери мощности, строим график изменения температуры двигателя во времени в, где за начальное значение нач принимаем =0 °С.

По графику определяем максимальную температуру нагрева двигателя. Она равна max=78 °С, что меньше предельно допустимого Qmax=90 °С.

Тем самым выполняется условие, следовательно, выбранный электродвигатель подходит по условиям нагрева.

Выводы

На основании проведенных расчетов в проекте принят низковольтный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии АДЧР со следующими данными:

-    номинальная мощность: Р =250 кВт;

-    синхронная скорость вращения: n=750 об/мин;

-    КПД: =0,93.

Проведенные проверочные расчеты двигателя по нагреву показали, что выполняется необходимое условие по нагреву, следовательно, выбранный электродвигатель АДЧР следует использовать при проектировании привода скиповой лебедки доменной печи.


3. Расчет статических И ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ - МЕХАНИЗМ

3.1. Расчёт параметров схемы замещения асинхронного электродвигателя

В справочной литературе по асинхронным двигателям (АД) приведены обычно параметры для Г-образной схемы замещения (рис.3.1)

Рисунок 3.1 -  Г-образная схема замещения АД

Рисунок 3.2-  Т-образная схема замещения АД

При переходе к Т-образной схеме замещения рис.3.2  следует воспользоваться следующими формулами:

Индуктивное сопротивление Т-образной схемы замещения:

Активное сопротивление Т-образной схемы замещения:

;

                                                 

Индуктивное сопротивление ротора Т-образной схемы замещения:

                                              

Активное сопротивление  ротора Т-образной схемы замещения:

                                            

                                         

Для упрощения расчёта характеристик параметры асинхронной машины выражают в относительных единицах, принимая за базисные значения номинальное фазное напряжение и номинальный фазный ток статора. Перейдем от относительных единиц к действительным параметрам:

Определим эквивалентное, активное сопротивление обмотки статора:

; где                                        

Найдём эквивалентное, сопротивление обмотки ротора

;                                                       

Найдём эквивалентную индуктивность намагничивания

;                                                     

Определим индуктивности рассеянья статора и ротора:

                                                     

     

Тогда полные индуктивности статора и ротора:

Эквивалентная индуктивность рассеяния двигателя:

Определим постоянную времени роторной цепи:

;

Рассчитаем абсолютные значения  остальных параметров.

 Х11k;  Хμμ k;  Х2121 k;  R21=r21 k

 

3.2. Механические и скоростные характеристики

Построение механических характеристик электродвигателя.

Номинальный момент электродвигателя

Мном=;                                                            

где  - номинальная угловая скорость электродвигателя

Скорость идеального холостого хода:

Определим критическое скольжение по формуле

.

Определим критический момент по формуле

;                                                 

Механическую характеристику строим согласно выражению:

;                                                    

Запишем основной закон изменения напряжения при частотном регулировании следующим образом:

При постоянном моменте на валу.

Снизим напряжение на статоре в 2 раза и определим частоту

Рисунок 3.3 - Механические характеристики электродвигателя

Скоростную характеристику построим по формуле:

  

                            

                       

Ток намагничивания составляет небольшую часть от номинального тока статора, а именно:

                                                    

Рисунок 3.4 - Скоростные характеристики

Таблица 3.1.

Основные параметры асинхронного двигателя АДЧР 400Х-ВУ1

Номин. Мощность,

кВт

Номин. напряжение,

В

Номин. линейный ток, А

Макс. допустим. маховый момент механизма, кг.м2

250

380/660

489/262

2000

3.3. Моделирование переходных процессов асинхронного двигателя

Рассчитаем данные и построим механическую характеристику М*=f(s) трехфазного асинхронного двигателя с К.З. ротором типа АДЧР 400Х-ВУ1 номинальной мощностью 250кВт, напряжением 380 В, частотой вращения 750 об/мин. Параметры схемы замещения этого двигателя:

  •  
  •  
  •  r1 = 0.93 Ом;
  •  r2`= 1.45 Ом;
  •  L1 = 0.525 Гн;
  •  L2 =0.527 Гн;
  •  L12= 0.5082 Гн.

В теории электрических машин разработаны и применяются две основные схемы замещения асинхронных двигателей (Г - образная и Т - образная). Наиболее точной является Т - образная  схема. При расчете естественной механической характеристики двигателя серии АДЧР 400Х-ВУ1 воспользуемся Т — образной схемой.

Рисунок 3.5  - Т -образная схема замещения двигателя.

Для преобразования коэффициентов из Г  в Т-образную схему замещения используем программный пакет " Построение механических характеристик " MatLab, разработанный в УТЦ ТулГУ "Энергоэффективность".

Рисунок 3.6 - Структурная схема преобразование коэффициентов из Г в Т об разную схему замещения.

  •  Таким образом r1 = 0.93 Ом; r2`= 1.45 Ом; х1 = 0,15 Ом, х2 = 0,21 Ом

Расчет механической характеристики производим в MatLab:

Рисунок 3.7 - Принципиальная схема построения механической характеристики в MatLab.

Рисунок 3.8 - Естественная механическая характеристика двигателя

Математическое описание асинхронного короткозамкнутого двигателя в дипломном проекте представлено следующим образом:

где   - амплитудное значение фазного напряжения,

- частота вращения поля статора двигателя в пространстве,

- начальная фаза напряжения фазы А двигателя.

 

 

 

 

где ,  - потокосцепления эквивалентных статорных контуров,

       - потокосцепления эквивалентных роторных контуров,

         - эквивалентные токи статора,

         - эквивалентные токи ротора,

        -   активные сопротивления фазных обмоток статора и ротора,

             - частота вращения ротора двигателя.

Для решения этой системы уравнений ее необходимо дополнить уравнениями связи эквивалентных токов и потокосцеплений машины. В системе координат  эквивалентные потокосцепления и токи статора и ротора двигателя связаны друг с другом следующими уравнениями:

  

где   - взаимная индуктивность, учитывающая магнитную связь одной фазы статора с тремя обмотками ротора и соответственно одной обмотки ротора с тремя обмотками статора,

- индуктивность обмотки статора, учитывающая магнитную связь с двумя другими фазными обмотками статора,

- индуктивность обмотки ротора, учитывающая магнитную связь с двумя другими фазными обмотками ротора,

- индуктивность рассеяния фазной обмотки статора,

- индуктивность рассеяния фазной обмотки ротора.

Коэффициенты в уравнениях связи между эквивалентными токами и потокосцеплениями не зависят от мгновенного значения угла поворота ротора относительно магнитной оси статора двигателя. Для построения математической модели асинхронного двигателя удобнее пользоваться обратными зависимостями, то есть зависимостями , которые имеют вид:

где   - коэффициент рассеяния двигателя.

Как было показано выше, выражение для электромагнитного момента асинхронного двигателя представляет собой векторное произведение любой пары пространственных векторов токов и потокосцеплений. Таким образом, в системе координат  можно использовать шесть уравнений для отыскания электромагнитного момента двигателя. При использовании любого из этих выражений результат, естественно, будет один и тот же.

где   - число пар полюсов асинхронного двигателя.

Выбор того или иного вида уравнения для электромагнитного момента осуществляется из условия рационального построения структурной схемы математической модели.

Рисунок 3.9 -  Схема моделирования асинхронного двигателя

Рисунок 3.10 - Динамическая механическая характеристика АД полученная при моделировании

Рисунок 3.11 - Переходные процессы асинхронного короткозамкнутого двигателя  АДЧР 400Х-ВУ1 

Выводы

Проведенные расчеты прямого пуска асинхронного двигателя показывают, что электромагнитные процессы статора затухают через 0.15 с время пуска самого двигателя составляет меньше 0.5 с, кратность момента достигает 4.1, изменение частоты вращения составляет 0.3 с


4. Анализ  и  синтез  системы   управления электропривода

4.1. Формирование уточенного технического задания на проектирование СУЭП

Уточненное техническое задание формируется с учетом результатов проверок режимов работы двигателя в различных условиях.

При этом учитываются требования технологического процесса, удобство эксплуатации и другие требования.

4.2. Составление возможных вариантов силового канала ЭП и СУЭП

Регулировать скорость АД возможно несколькими способами:

1)  резисторное регулирование скорости;

2)  регулирование скорости изменением числа пар полюсов;

3)  регулирование скорости при помощи каскадных схем включения;

4)  регулирование скорости изменением напряжения питающей сети;

5) регулирование скорости изменением частоты питающей сети. Резисторное регулирование скорости АД осуществляется путем введения добавочных сопротивлений в роторные или статорные цепи двигателя. Этот способ привлекателен простотой и дешевизной своей реализации, но имеет не высокие показатели качества регулирования и экономичности. Этот вариант не удовлетворяет условиям ТЗ и требованиям, предъявляемым к электроприводу.

Регулирование скорости изменением числа пар полюсов возможно реализовать только при использовании специальных многоскоростных АД.

Так как число пар полюсов может принимать только дискретные значения, то скорость двигателя можно регулировать ступенчато. Этот вариант не удовлетворяет условиям ТЗ и требованиям, предъявляемым к электроприводу.

Регулирование скорости при помощи каскадных схем включения возможно при  использовании  АД  с  фазным  ротором  и  характеризуются  следующей особенностью. Диапазон регулирования скорости в каскадных схемах обычно не превышает 2. Объясняется это тем, что по мере роста диапазона и тем самым и скольжения двигателя, требуется увеличивать и установленную мощность всех устройств в его роторной цепи. Этот вариант не удовлетворяет условиям ТЗ и требованиям, предъявляемым к электроприводу.

Изменение напряжения, подводимого к статору АД, позволяет осуществлять в статических и динамических режимах регулирование его координат. Регулирование напряжения на статоре не приводит к изменению скорости холостого хода, но существенно изменяет критический момент. В результате искусственные характеристики оказываются малопригодными для регулирования скорости, так как по мере снижения напряжения резко снижается критический момент АД и тем самым его перегрузочная способность. Диапазон регулирования скорости мал и не превышает обычно 1,25. Кроме того, энергетические показатели при регулировании скорости АД изменением напряжения приблизительно такие же, как и при изменении сопротивления в цепи статора. Со снижением скорости уменьшается КПД и коэффициент мощности. Этот вариант не удовлетворяет условиям ТЗ и требованиям, предъявляемым к электроприводу.

Регулирование скорости изменением частоты питающей сети широко используется для качественного регулирования. Этот способ обеспечивает качественное регулирование скорости в широком диапазоне, а полученные при этом характеристики обладают высокой жесткостью. Частотный способ отличается и еще одним важным свойством: регулирование скорости АД в данном случае не сопровождается увеличением его скольжения, поэтому потери мощности оказываются незначительными.

Необходимым элементом каждого такого ЭП является преобразователь частоты, который изменял бы частоту и напряжение, подводимые к двигателю. Существуют три основных типа ПЧ:

1)  ПЧ с непосредственной связью (НПЧ);

2) ПЧ с автономным инвертором тока ( ПЧ с АИТ);

3) ПЧ с автономным инвертором напряжения (ПЧ с АИН).

НПЧ обеспечивает получение напряжения с регулируемой амплитудой и частотой непосредственно из сетевого напряжения без каких - либо промежуточных преобразований. Отличаясь от основных ПЧ более простой конструкцией и меньшей стоимостью, надо отметить, что данные ПЧ обеспечивают регулирование частоты в диапазоне 0-25 Гц, что приводит к недоиспользованию двигателя по скорости. В последнее время ведутся разработки НПЧ с диапазоном регулирования частоты 0-60 Гц. Однако говорить о возможности применения таких ПЧ в промышленных масштабах пока рано. Этот вариант не удовлетворяет условиям ТЗ и требованиям, предъявляемым к электроприводу.

ПЧ с АИТ отличается от НПЧ, тем что в нем напряжение сети сначала выпрямляется, а затем инвертируется, т.е. происходит двухступенчатое преобразование энергии по схеме переменный ток - постоянный ток -переменный ток. ПЧ представляет собой комбинацию выпрямителя (промежуточное звено постоянного тока) и автономного инвертора. НЧ с АИТ обеспечивает постоянство тока нагрузки независимо от режима работы, то есть обладает свойствами источника тока. В ПЧ с АИТ часто применяют меры по увеличению внутреннего сопротивления. Это достигается применением фильтра с большой индуктивностью. Этот фильтр имеет размер сопоставимый с размерами самого ПЧ. Этот вариант удовлетворяет условиям ТЗ и требованиям, предъявляемым к электроприводу.

ПЧ с АИН по своей структуре аналогичен ПЧ с АИТ, т.е. так же является преобразователем со звеном постоянного тока. Отличие заключается в том, что ПЧ с АИН является источником напряжения, то есть обеспечивает постоянство напряжения независимо от режима работы. По массово-габаритным показателям ПЧ с АИН превосходит ПЧ с АИТ при их одинаковой стоимости. Диапазон регулирования ПЧ с АИН, равно как и ПЧ с АИТ, превышает 20:1. Этот вариант удовлетворяет условиям ТЗ и требованиям, предъявляемым к электроприводу.

4.3. Анализ возможных вариантов структуры СУЭП

В зависимости от количества используемых в СУЭП каналов информации и их структуры различают три вида автоматического управления:

1)  по разомкнутому циклу

2)  по замкнутому циклу

3)  по комбинированному циклу.

К разомкнутым относят системы управления в которых для управления ЭП не используются обратные связи по координатам или технологическим параметрам. Эти схемы, отличаясь простотой своей реализации, широко применяются там где не требуется высокое качество управления двигателем ЭП, например, для пуска, реверса или торможения двигателя. Этот вариант не удовлетворяет условиям ТЗ и требованиям, предъявляемым к электроприводу.

Замкнутые схемы применяются в тех случаях, когда требуется обеспечить управление движением исполнительных органов с высоким качеством (большие диапазоны регулирования скоростей и точность ее поддержки, заданное качество переходных процессов и необходимая точность остановки, а так же высокая экономичность или оптимальное функционирование технологического оборудования и самого ЭП). Этот вариант удовлетворяет условиям ТЗ и требованиям, предъявляемым к электроприводу.

СУЭП, управляемые по комбинированному циклу более совершенны. Они объединяют две системы: замкнутую и разомкнутую. В основной структуре - замкнутой - добавляется разомкнутая структура по каналу информации об основном возмущающем воздействии. Сигнал, несущий эту информацию вводится в систему через промежуточный элемент и суммируется с первичным сигналом в канале управления. Таким образом, в регулирующем сигнале всегда присутствует составляющая, которая компенсирует влияние возмущения, что позволяет обеспечить независимость регулируемой величины от основного возмущающего воздействия. Вредное влияние других возмущающих воздействий ликвидирует основная замкнутая структура. Этот вариант удовлетворяет условиям ТЗ и требованиям, предъявляемым к электроприводу.

В процессе управления ЭП необходимо, по условиям ТЗ, ограничить пределы изменений промежуточных координат (в данном случае ток двигателя и его скорость). С этой целью система управления дополняется обратными связями по этим координатам, вступающими в работу, когда контролируемая координата стремиться превысить предельно допустимое значение.

По структуре различают три вида систем:

1)  система с промежуточным усилителем

2)  система с независимым регулированием параметров

3)  система с подчиненным регулированием параметров.

В системе с промежуточным усилителем для регулирования параметров используется непрерывные и задержанные обратные связи. Отсечки в обратные связи вводятся для исключения действия связей при определенных значениях параметров. Сигналы обратных связей суммируются с задающим сигналом на входе усилителя, служащего также для повышения коэффициента усиления системы. Задающий сигнал определяет обычно выходной параметр системы но только при непрерывной обратной связи, а при связях с отсечками выходной параметр определяется задающим сигналом и напряжением отсечки. Это вызывает определенные трудности при использовании задатчиков и, особенно при регулировании нескольких параметров. Поэтому в таких системах обычно регулируется только один параметр. Настройка качества регулирования в таких системах осуществляется компромиссно для разных параметров, так как независимая настройка каждого параметра здесь невозможна.

В системе с независимым регулированием параметров регулирование осуществляется параллельно. Каждому регулируемому параметру соответствует свой регулятор и свой сигнал задания. В такой системе в каждый момент времени регулируется только один параметр. Это обеспечивает логическое переключающее устройство, подключающее на вход системы выход регулятора, воздействие которого в данный момент времени является определяющим.

Подобные системы в отечественной промышленности не применяются из - за сложности логического переключающего устройства и преимуществ систем третьего вида.

В системе с подчиненным регулированием параметров регулирование осуществляется последовательно. Каждому регулируемому параметру соответствует свой регулятор, а задающий сигнал каждого последующего регулируемого параметра соответствует выходу предыдущего регулятора. Поэтому регулирование каждой координаты подчиненно регулировано предыдущей. Система с подчиненным регулированием позволяет настраивать каждый параметр отдельно, начиная с внутреннего, и делать это независимо от настройки внешнего параметра. В таких системах просто осуществляется ограничение значений параметров путем ограничения выходного сигнала предыдущего параметра.

4.4. Выбор принятых показателей качества

В процессе разработки систем автоматического управления и регулирования приходится учитывать весьма разнообразный комплекс требований, связанный с различными их характеристиками. Эти требования можно объединить в некоторые основные группы.

К первой группе критериев следует отнести требования, связанные со статическими и динамическими свойствами. Среди них важнейшее место занимают точностные характеристики. Они определяют ошибки, которые могут иметь место в системе управления в различных режимах.

Ко второй группе относятся требования, связанные с надежностью работы систем управления, ее устойчивостью к влиянию внешних воздействий. Сюда относятся в первую очередь такие требования как вероятность безотказной работы, интервал рабочих температур, вибростойкость, ресурс, условия хранения.

К третьей группе относятся требования связанные с характером эксплуатации систем управления. Сюда относятся условия обслуживания системы в процессе ее работ, квалификация обслуживающего персонала, возможность ремонта.

К четвертой группе относятся требования, связанные с допустимой массой и габаритами системы и допустимым потреблением энергии.

К пятой группе относятся требования, связанные с технологичностью изготовления системы управления.

Для нашего случая выделяем следующие показатели качества, предъявленные к системе управления электроприводом скиповой лебедки:

1.   максимальная точность системы.

2.   максимальный КПД.

3.   минимальная стоимость.

4.   минимальные габариты.

4.5. Принятие окончательного решения по выбору варианта СУЭП

Проводя анализ возможных вариантов СУЭП по силовым элементам, было отмечено, что и по каким требованиям будет происходить обеспечение требуемого диапазона регулирования и экономичности, предпочтение следует отдать ПЧ с АИН или ПЧ с АИТ. Однако по таким показателям качества как компактность конструкции, ПЧ с АИН превосходит ПЧ с АИТ. Сам по себе один этот показатель не может быть определяющим для выбора типа ПЧ. Поэтому, ознакомившись с типовыми схемами силовых частей ЭП скиповых лебедок, приведенных в справочной литературе, принимаем в качестве окончательного варианта ПЧ с АИН.

По структуре СУ в качестве окончательного варианта принимаем систему управления с подчиненным регулированием координат, так как в ней, в отличие от СУ с суммирующим усилителем, возможна независимая настройка каждого параметра, а в отличие от СУ с независимым регулированием параметров, система с подчиненным регулированием более проста, так как отпадает необходимость применения в системе сложного логического переключающего устройства.

Два главных достоинства определяют широкое распространение систем подчиненного регулирования:

1.  Простота расчета и настройки. Система разбивается на ряд контуров. Каждый контур включает в себя регулятор, за счет придания которому определенных динамических свойств получаются стандартные характеристики. Настройка в процессе наладки системы ведется начиная с внутреннего контура. Поскольку регулятор имеет простую передаточную функцию, а качество настройки может быть легко оценено по результатам сравнения реакции контура на скачок управляющего воздействия со стандартной переходной характеристикой, наладка системы оказывается простой.

2.  Удобство ограничения предельных значений промежуточных координат системы. Поскольку выходной сигнал внешнего контура является предписанным значением для внутреннего контура, ограничения выходной координаты внутреннего контура достигается за счет ограничения предельным значением выходного сигнала регулятора внешнего контура.

Вместе с тем из принципа построения системы подчиненного регулирования очевидно, что быстродействие каждого внешнего контура будет ниже быстродействия внутреннего контура не менее чем в 2 раза. Поэтому системы подчиненного регулирования редко строятся с числом контуров больше трех. В большинстве случаев конкретного применения в электроприводе указанная особенность несущественна, а перечисленные выше преимущества имеют решающее значение.

4.6. Микропроцессорная система управления частотно-регулируемого асинхронного электропривода

В настоящее время существует большое количество типов преобразователей для асинхронного электропривода, особенно зарубежного производства. Однако информация, кроме рекламной,  по многим типам отсутствует.

На рис.4.1. приведена функциональная схема асинхронного электропривода с инвертором, система управления которого реализована по принципу «ориентирования по полю» ротора.

Рисунок 4.1 - Обобщенная функциональная схема асинхронного электропривода

Система управления представляет собой вычислительное устройство, программное обеспечение которого позволяет по аналоговым сигналам с первичных датчиков фазных токов и напряжений вычислить регулируемые координаты и реализовать замкнутые контуры  регулирования различных компонент вектора состояния электропривода. А именно, выполняются вычисления, связанные с фазовыми и координатными преобразованиями тока и напряжения статора реального АД к координатам изображающих векторов токов, напряжений и потокосцеплений двухфазной машины. Эти вычисления реализуются блоками координатных преобразований ПК2- ПК5 и наблюдателем магнитного потока – НАБ. Обратные преобразования (пересчет) координат изображающих векторов двухфазной машины в величины , пропорциональные требуемым значениям фазных токов АД осуществляются блоком  ПК1. Скорость ротора  и положение вектора  потокосцепления ротора определяются блоком вычислителя частоты вращения – ВЧВ. В установившихся режимах скорости векторов потокосцепления статора и ротора одинаковые. В переходных процессах, связанных с изменением нагрузки или управляющих сигналов, эти скорости разные из-за наличия индуктивностей рассеяния (индуктивных сопротивлений) статора и ротора. Поэтому при реализации координатных преобразований используется угол.

В схеме реализуются также следующие замкнутые контуры:

- контур регулирования частоты вращения ротора с корректирующим звеном РЧВ – регулятором частоты вращения;

- контур регулирования вектора потокосцепления ротора с регулятором РП;

- контуры регулирования реактивной и активной составляющей тока статора с регуляторами РТ1, РТ2;

- трехканальный контур регулирования фазных токов статора с регулятором РФТ.

Все контуры регулирования построены по принципу регулирования по отклонению с отрицательными связями по регулируемым координатам.     А система управления в целом построена по принципу подчиненного регулирования.

Силовая часть электропривода включает неуправляемый выпрямитель – В, индуктивно- емкостной фильтр - Ф, транзисторный автономный инвертор напряжения – АИН, датчики фазных токов и напряжений – ВА, ВV, АД с короткозамкнутым ротором – М.  

Все устройства электропривода, кроме АД, располагаются в одной конструктивной единице, которая называется преобразователем частоты.

 Электроприводы предназначены для общепромышленного применения и обеспечивают регулирование частоты вращения асинхронных  электродвигателей серии 4А, АИР или других мощностью до 315 кВт в диапазоне частот от 1 до 100 Гц.

Электроприводы могут работать в режиме стабилизации частоты вращения при изменении нагрузки или стабилизации нагрузки путём изменения частоты вращения.

Преобразователи обеспечивают четырёхквадрантную двухзонную область работы электропривода ( рис.23) .

Рисунок 4.2 -  Области работы электропривода

Работа в первом и третьем квадранте - длительная (S1), во втором и четвёртом повторно-кратковременная (S2). Первая зона характеристик (от 1 до 50 Гц) формируется с постоянством момента, вторая зона - (от 50 до 100 Гц) с постоянством мощности.

На рис 24 представлена функциональная схема системы управления.

Блок охлаждения (БО) предназначен для предотвращения перегрева охладителя силовых элементов выпрямителя и транзисторного инвертора. Питание блока охлаждения от сетевого напряжения.

Блок выпрямителя с устройством предзаряда силового фильтра (ВУП). Предназначен для выпрямления трёх фаз сетевого напряжения и первоначального ограничения тока заряда силового L-C фильтра при включении электропривода. Цепь предзаряда шунтируется по сигналу Uупр1 блокировки режима предзаряда, который формируется в блоке источника питания (ИП).

Элементы управления выпрямителем расположены на плате УВЗ-1, схема которой здесь не приведена.

Кроме того, на плате УВЗ-1 расположено устройство контроля сетевого напряжения, которое формирует сигнал блокировки Uбл1 по следующим признакам:

  •  повышение сети более чем на 10%
  •  понижение сети более чем на 15%
  •  обрыв фазы

Сигнал блокировки Uбл1 передаётся в блок управления инвертора (БУИ) через оптопару, выключенное состояние которой определяет аварийную ситуацию.

Блок силового фильтра предназначен для компенсации индуктивности подводящей сети и фильтрации напряжения звена постоянного тока шин +L, -L, что необходимо для нормальной работы блока ИП и блока И.

Трёхфазный транзисторный инвертор напряжения предназначен для преобразования напряжения звена постоянного тока (шин +L, -L) в трёхфазную систему синусоидальных напряжений, сдвинутых на 120 эл.град. между собой, регулируемых по амплитуде и частоте огибающей. Преобразование производится методом широтно-импульсной модуляции на несущей частоте 2…5 кГц. Блок состоит из шести транзисторных ключей, которые управляются по шине управления от блока управления инвертором (БУИ) сигналами Uупр3.

Рисунок 4.3 - Трёхфазный транзисторный инвертор напряжения

 

Вторичный источник питания (ИП) предназначен для создания стабилизированного по амплитуде высокочастотного напряжения (30 В/ 50кГц) и формирования сигнала блокировки Uбл1 (для блока ВУП). Источник питается от нестабильного напряжения звена постоянного тока (шины +L, -L). Работоспособность источника сохраняется при изменении питающего напряжения от 450 В до 750 В. Высокочастотное напряжение необходимо для питания гальванически развязанных между собой источников постоянного напряжения, расположенных в блоках систем управления инвертором и электроприводом.

Устройство регенерации (УР) предназначено для гашения энергии рекуперации электродвигателя в балластных резисторах при превышении напряжением звена постоянного тока установленного рабочего значения (750в).

По сигналу Uупр2 с выхода БУИ открывается транзисторный ключ и излишки энергии, запасённые в конденсаторах силового фильтра, гасятся в балластных резисторах Rб. Элементы управления ключом расположены в блоке БУИ.

Блок управления инвертором (БУИ) предназначен для формирования сигналов управления Uупр3 шестью транзисторами инвертора блока И и Uупр2 транзистором блока УР.

На вход блока БУИ, по шине Uупр4, из блока управления электропривода (БУЭ) приходят три синусоидальных сигнала заданной амплитуды и частоты, которые, поступая на трёхфазный ШИМ, преобразуются в широтно-импульсную последовательность управления транзисторами инвертора И.

 

Выводы

В соответствии с уточненным техническим заданием уточнена схема АСУТП. Подобрано микропроцессорное оборудование.


5. Выбор и расчет параметров регуляторов для принятого варианта СУЭП

5.1 Расчет параметров регуляторов для принятого варианта СУЭП.

Существуют две стандартные настройки контуров регулирования: настройка на оптимум по модулю и настройка на симметричный оптимум.

При настройке на оптимум по модулю передаточная функция разомкнутого контура регулирования преобразуется к виду:

,

Эта передаточная функция колебательного звена с коэффициентом демпфирования . При ступенчатом управляющем воздействии выходная величина в первый раз достигает установившегося значения через время 4,7Т перерегулирование составляет 4,3%. Длительность переходного процесса не зависит от постоянной времени Т0 и определяется только малой постоянной времени Т, При выборе желаемой передаточной функции замкнутой системы Т принимают равной некомпенсированной малой постоянной времени объекта регулирования которую невозможно компенсировать принципиально или нецелесооразно компенсировать из соображений помехоустойчивости системы.

При настройке на симметричный оптимум передаточная функция разомкнутого контура регулирования преобразуется к виду:

.

Системы, настроенные на симметричный оптимум, не имеют статической ошибки, однако, при ступенчатом управляющем воздействии время первого достижения выходной величиной установившегося значения в контуре, настроенном на симметричный оптимум, составляет 3,1 Т, а максимальное перерегулирование достигает 43%. Длительность переходного процесса по возмущению определяется только малой постоянной времени контура Т а его вид не зависит от параметров объекта.

В двухконтурных системах стабилизации скорости применяют следующую стандартную настройку контуров регулирования: внутренний контур - контур тока настраивают на оптимум по модулю, а внешний контур - контур скорости настраивают на симметричный оптимум.

Однако в данной системе - системе следящего управления такая настройка не всегда будет оправдана. Дело в том, что настраивая контур скорости на симметричный оптимум и сводя тем самым к нулю статическую ошибку мы повышаем перерегулирование в нем.

Следовательно, и контур скорости и контур перемещения будем настраивать так же, как и контур тока - на оптимум по модулю.

Структурная  схема электропривода со  всеми  контурами регулирования представлена на Рис. 12.

Рисунок 5.1 - Структурная схема электропривода

На схеме представлены следующие элементы:

1  - регулятор перемещения;

2 - регулятор скорости;

3 - регулятор тока;

4 - преобразователь частоты;

5 - статор двигателя;

6 - ротор двигателя;

7 – механическая часть;

8, 9, 10 — обратная связь.

Рассчитаем передаточные функции элементов структурной схемы электропривода.

1) Преобразователь частоты:

где кn — коэффициент усиления преобразователя. Получаем

Т - постоянная времени преобразователя. При частоте коммутации транзисторов f=4000Гц постоянная времени преобразователя равна:

Получаем:

2) Статор двигателя

,

где км - коэффициент усиления механической части двигателя. Принимаем км==0,9.

Тэ - электрическая постоянная времени обмотки статора.

где Lc и Rc - индуктивность и активное сопротивление обмотки статора соответственно.

Гн,

получаем

Передаточная функция статора будет иметь вид

3) Ротор двигателя

,

где Т — электрическая постоянная времени привода.

,

где J - момент инерции ротора и приводного механизма. Принимаем J=0,22 кгм2 Jмex =0,07 кгм2.

- жесткость механической характеристики двигателя.

Получаем:

Передаточная функция ротора примет вид:

4) Систему скип – лебедка будем описывать в первом приближении апериодическим звеном с постоянной времени Тг:

,

где к - коэффициент передачи, который изменяется в пределах от к = 6 до к = 5,2. Принимаем к = 5,42.

T1 - постоянная времени, характеризующая собой электромеханическую часть электропривода. Согласно справочной литературе принимаем равной времени длительности процесса установления, которая определяется по формуле:

Tг=60Т

где Т - суммарная постоянная времени силовой цепи.

Получаем:

Tг=600,08=4,8с

Получаем:

5) все обратные связи принимаем с передаточными функциями:

W(p) = k=l.

Определившись с передаточными функциями элементов привода, рассчитаем параметры регуляторов.

Для настройки контура тока на оптимум по модулю принимаем пропорционально - интегральный регулятор с передаточной функцией

где р - постоянная времени регулятора, которая выбирается равной постоянной времени объекта Т0, т.е. р=0,0057 с.

р - коэффициент усиления регулятора, рассчитанный по формуле:

где k - коэффициент усиления всех звеньев, входящих в настраиваемый контур.

Получаем:

Передаточная функция Пи - регулятора запишется в виде:

Для настройки контура скорости на оптимум по модулю применяем пропорциональный регулятор с передаточной функцией:

W(р) = р

где - р рассчитывается по формуле:

Получаем:

W(p) = l,19.

Для настройки контура перемещения на оптимум по модулю применяем встроенный ПИД-регулятор с передаточной функцией:

где р - рассчитывается по формуле:

Получаем:

Wpд(p) = 3,69.

Под регуляторами в современном электроприводе понимают операционный усилитель вместе с сопротивлениями и емкостями, включенными в его входные и цепи обратной связи.

ПИД- регулятор поддерживает постоянное состояние процесса и регулирует частоту вращения двигателя на основе задания/уставки и сигнала обратной связи. Датчик  подает на ПИД-регулятор сигнал обратной связи от процесса как индикацию фактического состояния процесса. Сигнал обратной связи изменяется вместе с изменением нагрузки процесса.

Зная передаточные функции регуляторов тока, скорости, положения, определим их параметры.

На рисунке 13 приведена схема ПИ - регулятора тока.

Рисунок 5.2 - Схема ПИ - регулятора.

Принимаем С1 = 13106 Ф, тогда R1 будет равна:

Принимаем R1 =820 Ом.

Тогда   

Принимаем R0 =100 Ом.

Схема П - регулятора скорости приведена на рис 14

Рисунок 5.3 - Схема П- регулятора.

Принимаем R0 = 15 кОм, тогда

R1=pR0=1,1915103 =17,85103 Ом

принимаем R1 = 18 кОм.

Схема ПИД-регулятора аналогична схеме, представленной на рисунке. Принимаем С1 = 20106 Ф, тогда R1 будет равна:

Принимаем R1 =240000 Ом.

Тогда

Принимаем R0 =40000 Ом.

5.2 Выбор датчиков

Для защиты силового канала электропривода от аварийных режимов работы принимаем к установке автоматический выключатель марки АП - 50 со следующими номинальными параметрами номинальный ток - 50 А.; номинальное напряжение - 380 В.; ток уставки 1,6-50А; предельный ток отключения 0,3-2 кА.

Для коммутации силовой цепи принимаем к установке контактор переменного тока марки КТ 6000 со следующими номинальными данными: номинальное напряжение - 380 В.; номинальный ток - 100 А.; число полюсов -3.

Для управления электроприводом наиболее часто используются электрические сигналы, реже механические, гидравлические. Все сигналы в СУЭП делятся на две группы:

Аналоговые или непрерывные, способные в определенном диапазоне находиться в бесконечно большом числе состояний.

Дискретные, способные в определенном интервале находиться в конечном числе состояний.

Соответственно и датчики, используемые в электроприводе делятся на аналоговые и дискретные. Для источников аналоговых сигналов характерна большая, чем у дискретных, устойчивость к помехам и инструментальным помехам.

В СУЭП будем применять аналоговые датчики, так как они проще по конструкции, чем дискретные.

В качестве датчика скорости принимаем к установке тахогенератор серии ТМГ, используемый для приводов средней мощности не предъявляющих высоких требований к точности регулирования скорости. Технические данные ТМГ - 30 следующие: напряжение возбуждения - 110 В, частота вращения -4000 об/мин, крутизна напряжения Uвых - 109-126,5 или 54,5-63,3 мВмин/об, нелинейность Uвых - 1%, сопротивление нагрузки - 7080 ли 1770 Ом.

В системах автоматического управления электроприводом сигналы, пропорциональные току, снимаются с шунтов трансформаторов тока. В последнее время в качестве датчиков тока используются приборы, основанные на эффекте Холла. Магнитопровод намагничивается при помощи обмотки, по которой течет измеряемый ток. В зазоре устанавливается датчик Холла, питаемый от стабилизирующего источника тока. Датчики тока с использованием эффекта Холла обеспечивают гальваническую развязку между цепями измерения и выходной при напряжениях до нескольких киловатт.

Принимаем к установке датчик Холла на кремневой основе ДХК 7 А со следующими номинальными параметрами:

Чувствительность при 25 С - 4,5 мкВ/ма, ток питания - 9мА, температурный коэффициент чувствительности - 0,08%/С, входные и выходные сопротивления - 0,5-1 кОм, диапазон температур от 60 до 120 С, габариты 11x4,5x0,4 мм.

Выводы

Разработана структурная схема электропривода, определены передаточные функции. Рассчитаны значения регуляторов.


6. Расчет статических и переходных характеристик регулируемого электропривода скиповой лебедки

6.1 Расчет параметров переходных процессов

По каталогу выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором типа АДПМ-400У-8У1.

Его параметры:

Рн = 250 кВт – номинальная мощность двигателя;

nн = 750 об/мин – номинальная скорость двигателя;

Uн = 380 В – номинальное напряжение;

Isн = 260 А – номинальный ток статора;

Irн = 190 А – номинальный ток ротора;

Rs = 0,021 Ом – активное сопротивление статора;

Rr = 0,017 Ом – активное сопротивление ротора;

Ls = 0,0003021 Гн– индуктивность обмоток  статора;

Lr = 0,0003042 Гн– индуктивность обмоток  ротора;

Lm = 0,0002949 Гн– индуктивность ветви намагничивания;

Zр = 2 – число пар полюсов.

Рассчитаем суммарный момент инерции привода.

Суммарный, приведенный к валу двигателя момент инерции механизма определяется как сумма моментов инерции двигателя Jд, муфты Jм, и насоса Jн.

Из справочника:

Jд = 2,3 кгм2.

Момент инерции муфты и насоса равен.

.

Суммарный, приведенный к валу двигателя момент инерции механизма:

;              (6.1)

;

.


6.2 Динамические характеристики электропривода при прямом пуске асинхронного двигателя

Под прямым пуском асинхронного двигателя будем понимать такой режим работы двигателя, при котором на обмотки статора сразу при включении подается напряжение 380 В частотой 50 Гц.

Уравнения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Уравнения напряжений статорных обмоток:

,    (6.2)

.    (6.3)

Уравнения напряжений роторных обмоток:

,   (6.4)

.   (6.5)

Уравнение механического равновесия:

.    (6.6)

Приведенные пять уравнений описывают динамику асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. В приведенных уравнениях приняты следующие обозначения.

Статорные потокосцепления as(t), bs(t)  и роторные потокосцепления ar(t), br(t) выражаются через статорные токи Ias(t), Ibs(t)  и роторные токи Iar(t), Ibr(t):

,   (6.7)

,   (6.8)

,   (6.9)

,   (6.10)

где  Ls – индуктивность статорной обмотки,

 Lr – индуктивность роторной обмотки,

 Lm – взаимная индуктивность статорной и роторной обмоток.

Электродвижущие силы вращения роторных обмоток:

,  (6.11)

, (6.12)

где  Zр – число пар полюсов двигателя.

Момент, развиваемый двигателем, выражается через токи двигателя:

. (6.13)

Приложенные к двигателю напряжения можно определить по формулам:

,    (6.14)

.   (6.15)

Эти формулы соответствуют напряжению двигателя 220 В.

Для дальнейших расчетов выполним следующие преобразования: в уравнения (6.2) – (6.6) подставим выражения (6.7) – (6.13) и запишем полученную систему дифференциальных уравнений в нормальной форме Коши:

,

,

,

,

.     (6.16)

Решая систему дифференциальных уравнений (6.16) вместе с уравнениями (6.14) – (6.15) и полагая начальные условия нулевыми определяем Ias(t), Ibs(t), Iar(t), Ibr(t), w(t).

Ток ротора находим следующим образом:

.     (6.17)

Рисунок 6.1 -  Переходная характеристика тока ротора

Рисунок 6.2 -  Переходная характеристика скорости

6.3 Динамические характеристики электропривода при частотном пуске асинхронного двигателя

Под частотным пуском асинхронного двигателя будем понимать такой пуск двигателя, при котором выполняется следующее условие:

.     (6.18)

Пусть частота питающего напряжения меняется по следующему

закону:

  Гц,    (6.19)

т.е. частота питающего напряжения достигает значения 50 Гц через 3 секунды после начала пуска.

Приложенные к двигателю напряжения определяются следующим образом:

,    (6.20)

.    (6.21)

Система дифференциальных уравнений:

,

,

,

,

.       (6.22)

Решая систему дифференциальных уравнений (6.22) вместе с уравнениями (6.20) – (6.21) и полагая начальные условия нулевыми определяем Ias(t), Ibs(t), Iar(t), Ibr(t), w(t).

Ток ротора находим по формуле (6.17).

Рисунок 6.3 - Переходная характеристика тока ротора при частотном пуске асинхронного двигателя

Рисунок 6.4  - Переходная характеристика скорости при частотном пуске асинхронного двигателя

6.4 Проверка выбранного двигателя по нагреву

Проверку выбранного двигателя по нагреву производят по рассчитанной диаграмме тока ротора, полученной в результате решения системы дифференциальных уравнений (6.22). В качестве способа проверки применим метод эквивалентного тока.

Формула для определения эквивалентного тока имеет следующий вид:

,  (6.23)

где  t1, t2, tn-1 – времена разгона,

 tn – время работы двигателя с номинальным током, время работы двигателя примем   tр = 21 час = 75600 с,

 a – постоянный коэффициент, отражающий ухудшение условий охлаждения двигателя для участков пуска и торможения, для двигателей постоянного тока a = 0,75,

 I1, I2, …In – токи, развиваемые двигателем на каждом участке работы.

Эквивалентный ток:

Iэкв = 288,244 А.

Для обеспечения надежной работы двигателя и устранения возможного его перегрева, необходимо выполнение условия:

.              (6.24)

Т. е. найденный эквивалентный ток сравнивают с номинальным током ротора предварительно выбранного двигателя. Двигатель выбран правильно, если выполняется условие (6.4.2).

В нашем случае:

Irн = 190 А,

Iэкв = 288,244 A,

.

Т.е. выбранный двигатель прошел проверку на нагрев.

6.5 - Динамические характеристики электропривода при кратковременном увеличении нагрузки на 50%

Предположим, что время действия повышенного момента:

tм = 10 с.     (6.25)

Повышенный момент составляет 150% от номинального:

Мс = 1,5Мн,     (6.26)

Мс = 1,5 948,818,

Мс = 1423,227 Нм.

Выражение для момента сопротивления будет иметь вид:

  (6.27)

Дифференциальные уравнения динамики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором:

,

,

,

,

.       (6.28)

Решая систему дифференциальных уравнений (6.28) вместе с уравнениями (6.20) – (6.21), (6.27) и полагая начальные условия нулевыми определяем  w(t) и Ir(t). По рис. 6.5 и 6.6 делаем вывод, что двигатель выдерживает данный режим работы, электропривод не останавливается. Т.е. увеличение момента нагрузки на 50% является эксплуатационным режимом работы электропривода.

Рисунок 6.5  - Переходная характеристика скорости при кратковременном увеличении нагрузки на 50%

Рисунок 6.6 - Переходная характеристика тока ротора при кратковременном увеличении нагрузки на 50%

6.7 Динамические характеристики электропривода при снижении напряжения питающей сети на 25%

Предположим, что время работы двигателя до снижения напряжения питающей сети равно:

tс = 10 с.     (6.29)

Приложенные к двигателю напряжения определяются следующим образом (считаем, что через 10 секунд после начала работы двигателя напряжение питающей сети снижается до  75% от номинального значения):

 (6.30)

Дифференциальные уравнения динамики асинхронного двигателя:

,

,

,

,

.       (6.31)

Решая систему дифференциальных уравнений (6.31) вместе с уравнениями (6.30) и полагая начальные условия нулевыми определяем  w(t) и Ir(t). По рис.6.7 и 6.8 делаем вывод, что двигатель выдерживает данный режим работы, электропривод не останавливается. Т.е. снижение напряжения питающей сети на 25% является эксплуатационным режимом работы электропривода.

Рис.6.7 - Переходная характеристика скорости электропривода при снижении напряжения питающей сети на 25%

Рис. 6.8 - Переходная характеристика тока ротора при снижении напряжения питающей сети на 25%


7. Разработка принципиальных электрических схем, включая защиты, блокировки и сигнализации электропривода

7.1 Модель работ двухдвигательного электропривода

Для исследования системы согласованного вращения электродвигателей лебедки скипа необходимо составить математическую модель. Если учесть упругость тягового каната и связующий редуктор приводных двигателей, то для двухдвигательного линеаризованного электропривода можно составить следующую систему уравнений (в абсолютных единицах):

Тз - электромагнитная постоянная времени асинхронного двигателя,

— модуль жесткости линеаризованной механической характеристики АД,

- угловые скорости АД1 и АД2,

- углы поворота валов АД1 и АД2,

- статические моменты на валах АД1 и АД2,

- упругий момент,

- электромагнитные моменты АД1 иАД2,

- момент инерции, приведенные соответственно к валу АД1 и АД2.

- приведенное к валу двигателя значение жесткости фермы наклонного моста,

- угловая скорость идеального холостого хода двигателя,

- скольжение, соответствующее идеальному холостому ходу,

- синхронная угловая скорость АД,

-число пар полюсов обмотки АД,

наибольшие значения ЭДС выпрямителя и инвертора,

- угол инвертирования,

- критическое скольжение АД,

- наибольшее значение момента АД в системе,

- критический момент АД,

- активные сопротивления обмоток статора и ротора (приведенное значение),

На основании математической модели составлена структурная схема (рис. 7.1), которая использована при моделировании данной системы электропривода.

Рассмотренная система согласованного вращения имеет ряд преимуществ перед электрическим валом со вспомогательными уравнительными машинами. Во-первых, в рабочем электрическом вале можно регулировать скорость приводных двигателей, в то время как в электрическом вале со вспомогательными асинхронными машинами необходимо иметь специальный электропривод для регулирования скорости приводных двигателей. Во-вторых, в электрическом вале можно плавно пускать асинхронные двигатели за счет плавного изменения угла инвертирования. В-третьих, в электрическом вале можно ввести обратную связь по выпрямленной ЭДС ротора для поддержания скорости двигателей на требуемом уровне. Кроме того, для повышения коэффициента мощности инвертор целесообразно строить на основе полностью управляемых вентилей, например, с применением транзисторов IGBT.

Еслито инвертор выполняется без согласующего трансформатора, но с токоограничивающими реакторами.

Рисунок 7.1 - Структурная схема двухдвигательного электропривода согласованного вращения

Торможение в данной системе электропривода обычно осуществляется в первом квадранте за счет уменьшения момента АД с последующим наложением механического тормоза. При необходимости иметь интенсивное торможение можно добавить сюда динамическое торможение с включением в цепь ротора соответствующего сопротивления.

7.2 Принципиальная схема выравнивания работы двухдвигательного привода скиповой лебедки  ЛС 15

Узел выравнивания вращающих моментов электродвигателей.

При совместной параллельной работе электродвигателей на  один  редуктор скиповой лебёдки важно обеспечить равенство вращающих моментов приводных двигателей  (третье,  четвертое,  пятое  положение  переключателя  SA1 соответственно реле КЗ, К4, К5);

В приложении приведена схема узла выравнивания вращающих моментов электродвигателей.

Преобразователи частоты электроприводов ЧПА, ЧПВ, ЧПР имеют программируемые аналоговые выходы. Выходные напряжения U1 и U2 пропорциональные вращающимся моментам двигателей А и В через замкнутые н.о. контакты реле КЗ, К4, К5 в зависимости от схемы подключения электродвигателей подаются на сбалансированный мост.

На резисторной мостовой сборке (мост уравновешен) сравниваются:

R1-1*R2-2=R1-2*R2-1.

Напряжение с диагонали моста с маркировкой 603-604 подаётся коррекция вращающего момента на аналоговый вход преобразователей частоты ЧПА, ЧПВ.

Преимущества рассматриваемого варианта заключаются в простом сравнении двух сигналов, пропорциональных моменту двигателя АД1 и моменту двигателя АД2. Однако, выполняя анализ рассматриваемого варианта, необходимо отметить, что при сравнении и получении сигнала ошибки коррекция моментов двигателей АД1 и АД2 будет проходить по релейному закону и в ряде случаев будет наблюдаться неопределенность выбора. В работе двигателей возможен автоколебательный режим.

7.3 Структурная схема разработанного двухдвигательного электропривода скиповой лебедки 

Используя существующие на кафедре модели асинхронного двигателя можно предложить другую структуру управления двухдвигательным приводом скиповой лебедки ЛС 15, которая заключается в следующем: любой двигатель может быть определен как основной. Для этого двигателя (рис. 7.2 ) по стандартной схеме классического векторного управления формируется задание потокосцепления и частоты вращения от основного двигателя через регуляторы, параметры которых определены в предыдущих разделах.

Так как частотный преобразователь PowerFlex 700H формы ALLEN-BRADLEY имеет аналоговый выход по моменту по стандартным параметрам схемы, то для второго двигателя аналогично формируем значение потокосцепления, а в канале скорости задаем значение момента двигателя АД1. В результате этого схему управления переводим в следующий режим относительно выбранного основного двигателя. Структурная схема системы регулирования скорости при векторном управлении асинхронным двигателем  позволяет стабилизировать момент второго двигателя с минимальной ошибкой относительно основного  двигателя. Предлагаемый вариант рис.72-7.3 позволяет стабилизировать электромагнитный момент второго двигателя с минимальной ошибкой относительно основного двигателя.

Рисунок 7.2 - Структурная схема системы регулирования скорости при векторном управлении асинхронным двигателем

Рисунок 7.3 -  Структурная схема системы регулирования скорости при векторном управлении вторым асинхронным двигателем

7.4 Схема электропитания  двухдвигательного электропривода скиповой лебедки 

Схема электропитания электроприводов приведена в приложении.

Предусматриваются два независимых Ввода (Ввод 1 и Ввод 2) питания от Секции 1 и Секции 2 распределительные устройства РУ1 Подстанции №1Б. Подача питания в шкафы ЧПА, ЧПВ, ЧПР осуществляется автоматическими выключателями QF1, (QF2 - ЧПР) типа Compact NS630N фирмы Schneider Electric с моторным приводом, с минимальными расцепителями, контролирующими наличие напряжения на вводах.

Напряжение питания для дистанционного управления этими выключателями подаётся от АВР собственных нужд шкафа управления 1ПУ.

Прежде чем безошибочно подать силовое питание на преобразователи частоты необходимо в зависимости от состояния электрооборудования и технологического процесса определённым образом подключить электродвигатели к преобразователям частоты ЧПА, ЧПВ, ЧПР.

Подключение электродвигателей к частотным преобразователям производится силовыми контакторами КМ1-1, КМ1-2, КМ1-3, КМ2-3 типа CR1-F630 с магнитной защёлкой фирмы Schneider Electric, с взаимными электрическими и механическими блокировками. Контакторы имеют одну обмотку на включение, другую - на отключение (снятие защелки).

Выбор схемы подключения силовых цепей осуществляется переключателем SA1 из шкафа управления ШУ. Имеется семь вариантов схем питания электродвигателей.

При работе скиповой лебёдки от одного из электродвигателей:

- левый электродвигатель А подключен к основному преобразователю частоты ЧПА (первое положение переключателя SA1 - реле К1);

- правый электродвигатель В подключен к основному преобразователю частоты ЧПВ (второе положение переключателя SA1 - реле К2);

- левый электродвигатель А подключен к резервному преобразователю частоты ЧПР (шестое положение переключателя SA1 - реле Кб);

- правый электродвигатель В подключен к резервному преобразователю частоты ЧПР (седьмое положение переключателя SA1 - реле К7).

При работе лебёдки одновременно от двух электродвигателей:

- левый электродвигатель А подключен к основному преобразователю частоты ЧПА, правый электродвигатель В — к основному преобразователю частоты ЧПВ (третье положение переключателя SA1 - реле КЗ);

- левый электродвигатель А подключен к основному преобразователю частоты ЧПА, правый электродвигатель В - к резервному преобразователю частоты ЧПР (четвёртое положение переключателя SA1 - реле К4);

- правый электродвигатель В подключен к основному преобразователю частоты ЧПВ, левый электродвигатель А - к резервному преобразователю частоты ЧПР (пятое положение переключателя SA1 -реле К5);

Семь вариантов схем подключения электродвигателей А и В обеспечивают высокую надёжность работы электроприводов скиповой лебёдки.

Выбор вариантов схем подключения электродвигателей осуществляется обслуживающим персоналом в режиме «Местного управления». Переключателем SA1 выбирается один из семи вариантов подключения силовых цепей электродвигателей А и В.

Промежуточные реле К1-К7 используются для осуществления электрических блокировок в цепях силовых контакторов КМ1-1, КМ1-2, КМ1-3, КМ2-3, подключающих электродвигатели А и В к соответствующим частотным преобразователям ЧПА, ЧПВ и ЧПР.

Узел цепей силовых коммутаций электродвигателей приведён в приложении.

Контакторы КМ1-1, KM 1-2, KM1-3, KM2-3 в соответствии с выбранным положением переключателя SA1 (схемы подключения электродвигателей А и В) допускается переключать в следующее выбранное положение только при снятом напряжении питания шкафов ЧПА, ЧПВ, ЧПР, что контролируется Н.З. контактами реле отключенного положения выключателя QF1-K12 и QF2-2K12.

Нажатием кнопки SB1 на двери шкафа управления ШУ и выбранном варианте схем подключения электродвигателей А и В, контролируемом реле К1-К7 включается соответствующий контактор КМ 1-1, КМ 1-2, КМ 1-3, КМ2-3. Контактор включается и встает на защёлку Н.О. контакт соответствующего контактора КМ 1-1, КМ1-2, КМ1-3, КМ2-3 замыкается и дистанционно (моторным приводом) включает автоматический выключатель подачи питания QF1, QF2 шкафов ЧПА, ЧПВ, ЧПР.

За время, необходимое для самодиагностики, соответствующий преобразователь частоты своим внутренним реле RL1 включает реле К7 - преобразователь «Готов», что даёт разрешение в схему управления электроприводами.

7.5  Управление электроприводом

Нижняя шихтоподача коксовых и рудных материалов разделена на левую и правую стороны. В Приложении  приведена технологическая схема загрузки доменной печи.

В АСУТП программа подач и циклов задаётся программируемой матрицей, посредством которой выдаются управляющие воздействия в исполнительные электроприводы. В схему управления электроприводом скипового подъёма выдаются команды - «Отправка левого скипа» на колошник, «Отправка правого скипа».

В релейном варианте системы управления электроприводов скиповой лебёдки, позволяющим отработать алгоритм управления, способствовать внедрению АСУТП, предусмотрены необходимые ключи ручного управления.

В приложении приведены диаграммы переключателей, задействованных в схеме управления приводом.

Переключатель 8А2/ШУ с «ключом биркой» в положении 1 разрешает функционирование схемы управления электроприводом. Этим ключом безопасности решается вопрос взаимодействия между эксплуатационными службами электриков и ремонтников механиков.

Переключателями SAl/Я, SA1/A, SAl/Б для безопасного обслуживания оборудования скипового подъёма, проведения ремонтных работ можно запретить работу электропривода из скиповой ямы, поста управления А, поста Б.

Переключателем SA2/ШУ выбирается режим управления автоматизированным электроприводом - «Дистанционно» мастером печи с поста Б, либо от АСУТП.

На диаграммах переключателей приведены их функции.

«Нулевая» цепь, разрешающая функционирование схемы управления электроприводом, собирается при нулевом исходном положении всех переключателей. По последовательной цепи ключей запрета SAl/Я, SA1/A, SAl/Б , кнопки аварийного отключения SBA, ключа запрета SAB с биркой, а также различных защит собирается «нулевая» цепь готовности системы управления -включения реле КО, которое подаёт оперативное напряжение питания в схему управления.

Отправка скипов на колошник.

В приложении приведен узел отправки и перегонов скипов.

Загрузку скипов можно производить с одной из сторон шихтоподачи левой или правой, либо с двух. В связи с этим, если шихтоподача ведется одной стороной, то скипы другой стороны перегоняются незагруженными (пустыми).

На посту Б переключателями SA2K,SA2P задаётся режим перегонов «коксовых» и «рудных» скипов.

При этом в АСУТП нижней шихтоподачи подаётся команда «Не загружать».

Автоматическая отправка скипов от АСУТП возможна, если скип находится в яме, бункер бесконусного загрузочного устройства (БЗУ) «Готов принять шихту» (свободен), переключатели перегонов скипов находятся в нулевом положении. По кратковременной команде из нижней шихтоподачи или переключателем с поста Б включается реле КПЛ (левого скипа), либо КПП (правого скипа). Сигналы левого или правого скипов необходимы для задания направления вращения приводу лебёдки.

Постоянные перегоны скипов могут задаваться вручную переключателями SA2K (коксовые), SA2P (рудные).

Подъём скипов.

Подъём скипов осуществляется по скоростному графику, приведённому на рис.2.1 по точкам, контролирующими путевыми выключателями ВПФ-Л, ВПФ-П, срабатыванием реле КЛ1-КЛ5 при подъёме левого скипа, и реле КП1-КП5 правого.

Подъём скипа из ямы осуществляется на пониженной скорости, равной около 0,2 Whом контрольной точки 2. В контрольной точке 2 привод ускоряется до номинальной скорости Wh. В контрольной точке 3 замедляется до скорости 0,2Wh. В точке 4 скорость снижается до остановки. Скип удерживается вращающим моментом привода, накладываются электромеханические тормоза. С заданной выдержкой времени скип разгружается.

Принципы управления при подъёме скипов.

В приложении приведены схемы управления электроприводом при подъёме скипа на колошник.

Управление тормозами.

Центральным узлом схемы является управление тормозами. Снятие тормозов осуществляется в функции предварительно создаваемого момента вращения несколько превышающего момент удержания загруженного скипа. В соответствии с технологической программой загрузки скипы могут быть загружены рудными материалами (тяжёлый скип), коксом (легкий), пустой, что в четыре и более раз изменяет требуемый вращающий момент электропривода. Кроме того, электропривод может работать одновременно от двух приводных двигателей, и в отдельных случаях, с одним, что ещё в два раза изменяет вращающий момент.

При разработке схемы управления тормозами принято различать моменты вращения для рудного скипа при работе с одним двигателем или с двумя.

Управление тормозами осуществляют преобразователи частоты. Выходные реле RL2 и RL3 преобразователей программируются на срабатывание при заданных условиях. Снятие тормозов осуществляется при выполнении условия М двигателя равен уставке ограничения Могр., а наложение, когда выходная частота (w) меньше уставки.

Цифровые входы Digital 3 и Digital 4 программируются на задание наборов параметров один и два. В набор параметров один входит заданный момент ограничения, равный удержанию рудного скипа при подъёме одним двигателем и минимальная выходная частота преобразователя. В набор два входит заданный момент для подъёма ручного скипа двумя двигателями и минимальная частота.

Задание наборов осуществляется реле КЗ, К4, а активизация реле Kl, K2 при подъёме левого или правого скипа.

Заранее выбранный вариант работы шкафов ЧГТА, ЧГТВ, ЧПР подготавливает цепь срабатывания реле КЗ, К4 в соответствующем шкафу преобразователей частоты.

Отключение одного из магнитных пускателей КМ2, лист 12 схемы, приводит к включению контактора КТ, который подаёт напряжение на обмотки тормозов Т-А, Т-В. Тормоза освобождаются при моменте вращения достаточном для подъёма скипа.

Работа схемы при подъёме скипов.

При отправке скипа на колошник включается реле КПЛ (левый), либо КПП (правый). Собирается цепь включения реле Kl, К2. Срабатывание этих реле активизируют заданные наборы на входах преобразователей частоты. При достижении моментом уставки М >Мотр, отключается магнитный пускатель КМ2. Тормоза освобождаются, отключают заданные наборы, включается реле К5, которое задает на входе преобразователя частоты скорость 0,2Wh. Скип начинает подъём. В контрольной точке 2 размыкается контакт реле КЛ2, либо КП2 в цепи реле К5. Реле отключается и сразу же включается реле Кб, которое задает скорость Wh. В контрольной точке 3 отключается реле Кб и снова включается К5. Привод переходит на пониженную скорость за заданное время до контрольной точки 4. При снижении скорости до установки Wmin (t min) включается магнитный пускатель КМ1 преобразователем частоты. Отключается контактор КТ. Тормоз накладывается.

Реле КПЛ,  КПР с  выдержкой времени контролирует разгрузку скрипа.  По окончании заданного времени отключаются реле К5 и К1. Схема подготавливается  для подъёма следующего скипа.

Обход защит.

При срабатывании защит разбирается «нулевая» цепь схемы управления, реле КО отключается, оно снимает оперативное напряжение схемы отправки скипов и перегонов.

Обход защит «слабины канатов» и «перехода скипов за предел» осуществляется осторожным образом с местного пульта управления, находящегося в непосредственной близости от скиповой лебёдки. На  схеме приведен узел обхода защит с помощью переключателя SA3 и кнопок SB1, SB2.

Кратковременно включая реле КОБЛ, либо КОБП в т.н. «толчковом режиме» включаются реле К5 в соответствующих шкафах ЧПА, ЧПВ, ЧПР. Реле К5 на входах преобразователей частоты задают уровень скорости 0,2Wh, а реле К1 или К2 направление вращения. При достижении уставки ограничения момента заданных в наборах параметров 1,2 освобождаются тормоза. Барабан лебёдки поворачивается на некоторый угол, выбирая слабину канатов, а при переходе скипа - за предел его опускание.

Срабатывание других видов защит требует устранения их причин.

Срабатывание всех предусмотренных защит реле в шкафу управления и сопровождаются звуковой сигнализацией.

Сигнализация подъёмов.

Релейный вариант схемы управления обеспечивает работу электроприводов скиповой лебёдки в полном технологическом объёме. Однако отображение работы электроприводов ограничивается на уровне комплектного щита управления.

На центральном посту управления динамическое отображение скипового подъёма на экране монитора осуществляется АСУ ТП. В АСУ ТП передаются необходимые сигналы, перечень которых приведён в ТЗ.

При подъёме левого и правого скипа контактами реле подключения к путевым выключателям ВПР-Л, ВПФ-П включаются сигнальные лампочки HL1-1JT-HL1-5П, НL1-1П-НL1-5П и реле запоминания прохождения контрольных точек 1-5. Сброс индикации происходит при отправке следующего скипа на подъём.

Предупредительная сигнализация.

Срабатывание всех предусмотренных защит фиксируется указательными реле и сопровождается звуковой сигнализацией. Приведена схема предупредительной сигнализации срабатывания защит.

Контроль температуры электродвигателей.

Контроль температуры обмоток и сердечника статора двигателей осуществляется посредством термопреобразователей сопротивления типа ТСМ50М, заложенных в пазы статора по два в каждой фазе и по одному в подшипниковые узлы.

В качестве вторичных приборов используются восьмиканальные устройства контроля температуры фирмы ОВЕН.

Приведена схема подключения датчиков температуры электродвигателей.

Выводы

В главе произведено построение системы управления технологическим процессом движения скипов. Особое внимание уделено структуре системы, которая является трехуровневой, сочетающей в себе централизованную и децентрализованную структуру, что является одной из основных тенденций в современной автоматизации [1].

Приведенный технический проект отличается своей завершенностью. Разработка проекта проводилась в сотрудничестве с эксплутационным персоналом доменного цеха КМЗ. Учитывалось традиционное взаимодействие (эргономика) при управлении автоматизированным электрооборудованием системы. Сохранены технологические органы управления и эксплуатации оборудования. Релейное исполнение системы управления электроприводом на современной элементной базе создаёт прозрачность создаваемого оборудования, упрощает его эксплуатацию.


8. Монтаж, наладка, и диагностика электропривода

В дипломном проекте приведены основные положения по монтажу принятого частотного преобразователя.

Рисунок 8.1 – Рекомендации по установке напряжения

Рисунок 8.2 - Рекомендованные минимальные зазоры

Рисунок 8.3 – Схема заземления

Рисунок 8.4 - Характеристики силового клеммного блока

Рисунок 8.5 - Расположение силового клеммного блока

9. Энергосберегающие аспекты и оценка эффективности работы электропривода

9.1. Основные положения

Возможность управления частотой вращения короткозамкнутых асинхронных электродвигателей была доказана сразу же после их изобретения. Реализовать эту возможность удалось лишь с появлением силовых полупроводниковых приборов - сначала тиристоров, а позднее транзисторов IGBT. В настоящее время во всём мире широко реализуется способ управления асинхронной машиной, которая сегодня рассматривается не только с точки зрения экономии энергии, но и с точки зрения совершенствования управления технологическим процессом.

В промышленности и быту применяют двигатели переменного и постоянного тока. Исторически сложилось, что для регулирования скорости вращения чаще использовали двигатель постоянного тока. Преобразователь в данном случае регулировал только напряжением, был прост и дешёв. Однако двигатели постоянного тока имеют сложную конструкцию, критичный в эксплуатации щёточный аппарат и сравнительно дороги.

Асинхронные двигатели широко распространены, надёжны, имеют относительно невысокую стоимость, хорошие эксплуатационные качества, но регуляторы скорости их вращения из-за сложности систем электронного регулирования частоты питающего напряжения стоили до начала 80-х годов дорого и не обладали качествами, необходимыми для широкого внедрения в индустрию. Быстрый рост рынка преобразователей частоты для асинхронных двигателей не в последнюю очередь стал возможен в связи с появлением новой элементной базы - силовых модулей на базе IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором), рассчитанный на токи до нескольких килоампер, напряжением до нескольких киловольт и имеющих частоту коммутации 30 кГц и выше.

Существует два основных типа преобразователей частоты: с непосредственной связью и с промежуточным контуром постоянного тока. В первом случае выходное напряжение синусоидальной формы формируется из участков синусоид преобразуемого входного напряжения. При этом максимальное значение выходной частоты принципиально не может быть равным частоте питающей сети. Частота на выходе преобразователя этого типа обычно лежит в диапазоне от 0 до 25-33 Гц. Но наибольшее распространение получили преобразователи частоты с промежуточным контуром постоянного тока, выполненные на базе инверторов напряжения. Структурная схема такого преобразователя приведена на рис. 9.1.


Рисунок 9.1 - Структурная схема преобразователя частоты с промежуточным контуром постоянного тока.

Типы нагрузок

Требования к электроприводу определяются диапазоном требуемых скоростей и типом нагрузки. Зависимость между скоростью вращения и моментом сопротивления неодинаковы для нагрузок разного типа (Рис. 2). Многие нагрузки могут рассматриваться как имеющие постоянный момент во всём диапазоне изменения скорости. К ним относятся, например, конвейеры, компрессоры и поршневые насосы.

Рис.2. Механические характеристики типичных нагрузок

Некоторые виды нагрузки имеют переменную механическую характеристику, для которой момент нагрузки возрастает с увеличением скорости вращения. Типичным примером устройств с такой нагрузкой являются центробежные насосы и вентиляторы, чья механическая характеристика описывается уравнением квадратичной параболы, а значит, потребляемая мощность пропорциональна кубу скорости вращения. Из этого следует, что даже небольшое снижение скорости электропривода может дать значительный выигрыш в мощности - вот почему экономия электроэнергии является главным преимуществом использования управляемого электропривода для насосов и вентиляторов. Теоретически снижение скорости на 10% даёт тридцати процентную экономию мощности.

Есть класс устройств (экструдеры, промышленные миксеры), у которых механическая характеристика близка к характеристике насосов и вентиляторов. Но особенность нагрузок такого типа состоит в наличии высокого пускового момента, который с увеличением скорости снижается, а затем, начиная с некоторого значения, характеристика становится квадратичной.

Кроме того, существует и большое число нагрузок с совершенно уникальными механическими характеристиками. Поэтому в любом случае выбору электродвигателя и преобразователя частоты должен предшествовать этап анализа характера нагрузки и её механической характеристики.

9.2 Режимы управления электродвигателем 

В зависимости от характера нагрузки преобразователь частоты обеспечивает различные режимы управления электродвигателем, реализуя ту или иную зависимость между скоростью вращения электродвигателем и выходным напряжением.

Режим с линейной зависимостью между напряжением и частотой ( U/f=const ) реализуется простейшими преобразователями частоты для обеспечения постоянного момента нагрузки и используется для управления синхронными двигателями или двигателями, подключёнными параллельно. Вместе с тем при уменьшении частоты, начиная с некоторого значения, максимальный момент двигателя начинает падать. Для повышения момента на низких частотах в преобразователях предусматривается функция повышения начального значения выходного напряжения, которая используется для компенсации падения момента для нагрузок с постоянным моментом или увеличения начального момента для нагрузок с высоким пусковым моментом, таких, например, как промышленный миксер.

Для регулирования электроприводов насосов и вентиляторов используется квадратичная зависимость напряжения/частоты (U/f2=const). Этот режим, так же как и предыдущий, можно использовать для управления параллельно подключенными двигателями. Вместе с тем для повышения качества управления приводом требуется использование других, более совершенных методов управления. К ним относятся метод управления протокосцеплением (Flux Current Control - FCC) и метод бессенсорного векторного управления (Sensorless Vector Control - SVC). Оба метода базируются на использовании адаптивной модели электродвигателем, которая строится с помощью специализированного вычислительного устройства, входящего в состав управления преобразователя.

Наиболее точное и эффективное управление обеспечивает режим векторного управления без датчика обратной связи по скорости (SVC). Если в двигателях постоянного тока имеются две обмотки (статорная, или возбуждённая и роторная, или якорная), что позволяет управлять раздельно скоростью вращения ( ток возбуждения ) и электромагнитным моментом ( ток якоря ), то в двигателях переменного тока с короткозамкнутым ротором имеется всего лишь одна статорная обмотка, через которую формируется возбуждающее магнитное поле и определяет вращающий момент. С этим и связаны все трудности управления электродвигателем. Выход остаётся один: необходимо управлять амплитудой и фазой статорного тока, то есть его вектором, однако для управления фазой тока, а значит, и фазой магнитного поля статора относительно вращающегося ротора необходимо знать точное положение ротора в любой момент времени. Эта задача может быть решена с использованием датчика положения, например, шифратора приращений. В такой конфигурации привод переменного тока по качеству регулирования становится, сопоставим с приводом постоянного тока, но в составе большинства стандартных электродвигателей переменного тока встроенные датчики положения отсутствуют, поскольку их введение неизбежно ведёт к усложнению конструкции двигателя и существенному повышению его стоимости.

Применение же современной технологии векторного управления позволяет обойти это ограничение путём использования математической адаптивной модели двигателя для предсказания положения ротора. При этом система управления должна с высокой точностью измерять значение выходных токов и напряжений, обеспечивать расчёт параметров двигателя (сопротивление статора, значение индуктивности рассеяния и.т.д.), точно моделировать тепловые характеристики двигателя с различными режимами его работы, осуществлять большой объём вычислений с очень высокой скоростью. Последнее обеспечивается применением в составе системы управления преобразователя специализированных интегральных схем ASIC.

Векторное управление без датчиков обратной связи по скорости позволяет обеспечивать динамические погрешности, характерные для регулируемого привода с замкнутой обратной связью. Однако полное управление моментом при скорости, близкой к нулевой, невозможно без обратной связи по скорости. Такая обратная связь становится необходимой и для достижения погрешности регулирования менее 1%. Контур обратной связи при этом легко реализуется с помощью самого преобразователя частоты.

Вместе с тем режим векторного управления не может быть использован для синхронных или реактивных синхронных двигателей, для группы двигателей, чья номинальная мощность меньше половины мощности преобразователя частоты или превышает его.

9.4. Режимы торможения электродвигателя и способы останова

Самый простой способ останова - выбег электродвигателя. Двигатель отключается от питающей сети и останавливается по инерции. При этом время до полного останова не регулируется и определяется инерционными свойствами двигателя и его нагрузки.

Регулируемое время торможения обеспечивает генераторный способ, заключающийся в том, что преобразователь с необходимой скоростью уменьшает выходную частоту до требуемого значения. При этом двигатель превращается в генератор, преобразую кинетическую энергию вращения в электрическую. В зависимости от типа выпрямляющего устройства энергия возвращается в первичную сеть либо накапливается в контуре преобразователя частоты. Во втором случае и в случае нагрузки с большим моментом инерции для рассеивания энергии может потребоваться применение внешнего тормозного сопротивления, подключение которого при возникновении опасного перенапряжения в промежуточном контуре преобразователя осуществляет специальная контролирующая схема. Таким образом, преимуществом генераторного торможения является предсказуемое время и плавность останова, высокий тормозной момент. Недостаток же заключается в том, что энергия выделяется в преобразователе, и в случае быстрого останова или большого момента инерции нагрузки для избежания перегрева встроенного резистора контура постоянного тока преобразователя необходимо использование внешнего сопротивления.

Для того чтобы осуществить торможение постоянным током, или, иными словами, динамическое торможение, с обмотки статора двигателя снимают переменное напряжение и на одну или две фазы подают постоянное напряжение. При этом магнитное поле будет вызывать в начале замедление, а затем и удержание ротора в неподвижном состоянии. Преимуществом динамического торможения является выделение электрической энергии в роторе двигателя, что делает ненужным использование тормозного сопротивления, и плавным останов. Но поскольку выходная частота преобразователем не контролируется, то время торможения становится величиной неопределённой. Эффективность торможения в этом случае по сравнению с генераторным методом составляет 30-40%.

При комбинированном способе торможения используется комбинация двух описанных способов, то есть на переменную составляющую выходного напряжения преобразователя накладывается постоянная составляющая. Этот способ торможения сочетает в себе преимущества обоих электрических способов торможения и позволяет эффективно тормозить электродвигатель за короткое время выделения тепла в преобразователе.

9.5. Системный подход

Практика применения частотных преобразователей для управления двигателями доказывает целесообразность не просто включения преобразователя для управления агрегатом, а создания специализированных систем управления технологическим процессом. Именно такой подход позволяет получить экономический эффект не только от снижения потребляемой из сети электрической мощности, но и добиться существенного уменьшения эксплуатационных расходов, улучшение условий труда и увеличение срока службы оборудования. Современные преобразователи частоты позволяют получать более 20 параметров состояния электропривода. Соответствующая обработка этих параметров позволяет проводить глубокое диагностирование, как оборудования системы, так и протекающих процессов. Появляется возможность на только реагировать на возникшую аварию, но и предупреждать её, что для энергетических объектов значительно важнее.

Создание системы с частотно-регулируемыми приводами, в которых управление частотой осуществляется наряду с контролем целого комплекса различных технологических параметров, позволяет снизить не только потребление электрической энергии, но и обеспечивает экономию потребления энергоресурсов всей системы.

Выводы 

Применение частотно-регулируемых приводов в технологических процессах позволяет снизить энергопотребление технологическим оборудованием.

Перед началом внедрения рекомендуется провести технико-экономическое обоснование, позволяющее определить не только сроки окупаемости от внедрения, но и правильно организовать технологический процесс с учётом возможностей привода с частотным регулированием.

Целесообразно использование преобразователей частоты не в качестве элементов системы управления конкретного агрегата, а как составляющих комплексных системных решений с подключением широкого набора средств автоматизации технологического процесса.

Такие решения позволяют получить дополнительный эффект, который заведомо больше простой экономии электрической энергии.


10  ЭКОНОМИКА

10.1 Общие сведения об инвестиционном проекте и методах его финансово-экономической оценки

В процессе хозяйственной деятельности товаропроизводителю приходится сталкиваться с различными вопросами развития своего производства. Ими могут быть:

а)    открытие предприятия для производства определенных товаров;

б) реконструкция, расширение существующего производства, его техническое перевооружение (внедрение новых технологий, нового оборудования, поточного производства и т.п.);

в)   освоение производства новых товаров на действующем предприятии.

Для грамотной экономической оценки необходимых объемов инвестирования, схем их вложения, организации взаимоотношений с потенциальными инвесторами необходимо разработать соответствующий инвестиционный проект. Это документ, в котором собрана вся необходимая информация по проекту:

-  бизнес-план, в котором отражены наиболее важные аспекты, основные положения и финансовые прогнозы, связанные с реализацией проекта;

-  техническая документация (строительно-монтажная, конструкторская, технологическая);

- все разрешительные документы на право реализации проекта. Строго типизированной методики составления бизнес-плана нет.

Однако его последним разделом всегда выступает «Финансово-экономическая оценка проекта», в которой рассчитываются принятые в международной практике показатели этой оценки, позволяющие обосновать решение о целесообразности вложения средств.

Ввиду долгосрочности реализации инвестиционных проектов и необходимости многогранной оценки их эффективности, в международной практике используют несколько обобщающих показателей оценки, расчет которых осуществляется с учетом фактора времени.

1.  Чистая текущая стоимость, чистый дисконтированный доход NPV. В России получила название интегрального экономического эффекта. Это разница дисконтированных результатов и дисконтированных затрат за расчетный период времени реализации проекта:

где t - принятый шаг расчета (месяц, квартал, год в зависимости от принятой периодичности расчета); ТР - продолжительность расчетного периода времени, в течение которого осуществляется прогнозирование изменения затрат и результатов (месяцы, кварталы, годы); Rt - стоимостная оценка результатов, достигаемых на t-м шаге расчета, руб.; Kt, Ht - стоимостная оценка соответственно единовременных и текущих (без амортизации) затрат, осуществляемых на t-м шаге расчета, руб.; r- норматив дисконтирования.

Дисконтирование позволяет привести будущую стоимость денег к их текущей стоимости в начальном периоде времени, когда начинается инвестирование проекта. Представляет собою метод учета обесценивания будущих результатов и затрат. Норматив дисконтирования показывает требуемый инвесторами при реализации проекта уровень доходности их инвестиций. Обычно r принимают на уровне банковского депозитного процента. Например, при 10 % банковского депозита r = 0,1. В приложении 1 приведена стандартная таблица коэффициентов дисконтирования.

Проект считается эффективным, если NPV > 0.                          

2. Период окупаемости проекта - РВР (российское обозначение ). Это время, за которое сумма поступлений от реализации проекта покроет сумму единовременных затрат.

Поэтому РВР находят как наименьший корень неравенства единовременных затрат в проекте и получаемого за срок реализации проекта дохода:

Проще  найти из финансового профиля проекта (рис.1) как абсциссу точки пересечения кривой NPV с осью времени.                 

NPV,т.руб.

Грубо период окупаемости проекта (инвестиций) можно найти и из таблицы денежных потоков кэш-фло. Ему соответствует момент времени, в котором NPV становится положительной.                        

Проект считается эффективным, если .

3.  Индекс прибыльности инвестиций - PI. Это отношение суммы дисконтированных эффектов к сумме дисконтированных единовременных затрат:

Проект эффективен, если PI > 1.                                             

4.  Внутренняя норма рентабельности - IRR. Это специальная ставка дисконта, при которой суммы поступлений и затрат денежных средств дают нулевую чистую текущую стоимость. IRR находят, решив уравнение:

Проект эффективен, если IRR > r.                                            

Это означает, что внутренняя норма рентабельности проекта выше,

чем требуемая инвестором и обозначенная в нормативе дисконтирования

норма доходности инвестиций.

5.  Точка безубыточности проекта - ВЕР. Это минимальный размер партии выпускаемой продукции, при котором обеспечивается «нулевая прибыль», т.е. доход от продаж равен издержкам производства и реализации:

где  - условно-постоянные расходы предприятия на годовой выпуск продукции;  - оптовая цена единицы продукции; - переменные расходы предприятия на выпуск единицы продукции.

Проект эффективен, если Nб.y. < N,                                           

где N - планируемый выпуск продукции в устойчивом периоде производства, ед.

Результаты расчета показателей финансово-экономической оценки проекта следует свести в табл. 7.1.

Таблица 10.1

Обобщающие показатели финансово-экономической оценки проекта

              Наименование

                 показателя

  Ед.

 изм.

Расчетная

величина

 Условие эф-

 фективности

   реализации

      проекта

Соблюдение

    условия

1.Чистая текущая  стоимость NPV

т. руб.

NPV>0

2. Период окупаемости проекта РВР

  лет

РВР<ТР

3. Индекс рентабельности инвестиций  PI

    -

РI>1

4. Внутренняя  норма рентабельности IRR

    -

IRR>r

5. Точка безубыточности проекта ВЕР

  ед.

BEP<N


10.2  Определение единовременных затрат

Прежде всего необходимо определить капитальные вложения в основные средства проектируемого участка:

где  - удельные капитальные вложения в основные средства (на единицу продукции), т. руб. (табл. 3); N – объем второго года производства продукции (четвертый год реализации проекта), т (табл. 10.3).

Исходя из структуры капитальных вложений (табл. 10.2), следует определить их величину для каждого года строительства участка и комплектации его основными фондами (табл. 4). Далее следует рассчитать величину вложений в оборотные средства предприятия  и нематериальные активы :

                                                                                

Тогда величина единовременных затрат в реализацию проекта К, требующих соответствующего инвестирования, составит

Это означает, что для реализации проекта производства товаров народного потребления предприятие должно располагать 26 400 т. руб. Из них 4 800 т. руб. оно должно вложить в проект в первом году и 21 600 т. руб. во втором году.

2. Определение затрат на производство и реализацию продукции

и объема продаж.

Далее следует установить годовые затраты на производство и реализацию продукции:

а) включающие в себя амортизацию основных средств - ;

б) освобожденные от амортизации основных средств и   нематериальных активов -

Таблица 10.2

Единовременные затраты в проекте, т. руб.

Виды затрат

Усл.

обозн.

Годы проекта

Итого

      1

    2

  1.  Капитальные вложения

4800

11200

16000

  1.  Вложения в оборотные средства

-

8000

8000

  1.  Вложения в нематериальные активы

-

2400

2400

Итого

К

4800

21600

26400

2.1. Величина Сп в каждый год выпуска продукции определяется по формуле:

где  - условно-постоянные расходы предприятия на годовой выпуск продукции, т. руб.;  - переменные расходы предприятия на единицу продукции (на основные материалы, технологическую энергию, основную и дополнительную заработную плату производственных рабочих, единый социальный налог с их заработной платы), руб.

Для третьего, девятого и десятого годов реализации проекта берутся сокращенные объемы производства в связи с освоением и свертыванием производства в соответствии с индексом показателя N.

Полученные результаты расчетов заносятся в табл. 10.3.

2.2. Полная себестоимость единицы продукции  в каждом году производства определяется по формуле:

2.3. На основе полной себестоимости единицы продукции устойчивого периода производства, т.е. с четвертого по восьмой годы реализации проекта, по затратному механизму формирования цен устанавливается оптовая цена единицы продукции.

где R - рентабельность продукции в устойчивом периоде производства, %

Исходя из оптовой цены и объема производства соответствующего

года рассчитывается объем продаж этого года:

2.4.  Прибыль от реализации продукции определяется как разница объема продаж и затрат на производство и реализацию продукции:

В рассматриваемом примере наряду с прибылью имеет место убыток в 0,22 млн руб. в последний год реализации проекта.

2.5.  Сумма налоговых платежей (на прибыль, на имущество и др.) устанавливается в процентном отношении к прибыли от реализации, т.е.

где Д - доля налогов в прибыли от реализации продукции, %. В первые два года реализации проекта налоги не выплачиваются. Для последнего года реализации проекта сумма налоговых платежей устанавливается в размере  40 % налоговых платежей предыдущего года.

Таблица 10.3

Формирование цены, объема продаж и прибыли от реализации продукции

Показатели

Годы реализации проекта

3

4

5

6

7

8

9

10

1.Объём произво- дства, ед.

16000

20000

20000

20000

20000

20000

16000

10000

2. Текущие затраты на производство и реализацию продукции, т.руб.

31400

37000

37000

37000

37000

37000

31400

23000

3. Полная себесто- имость единицы продукции, т.руб.

2,3125

1,85

1,85

1,85

1,85

1,85

2,3125

3,7

4. Оптовая цена единицы продукции, т.руб.

2,4975

2,4975

2,4975

2,4975

2,4975

2,4975

2,4975

2,4975

5. Объем продаж, т.руб.

39960

49950

49950

49950

49950

49950

39960

24975

6. Прибыль от реализации продукции, т.руб.

8560

12950

12950

12950

12950

12950

8560

1975

7. Сумма налоговых платежей, т.руб.

3424

5180

5180

5180

5180

5180

3424

790

Чистая прибыль, т.руб.

5136

7770

7770

7770

7770

7770

5136

1185

2.6. Чистая прибыль, остающаяся в распоряжении предприятия, формируется из прибыли от реализации продукции после осуществления налоговых платежей, т.е.

В последний год, в связи с предполагаемым падением спроса на продукцию и соответственно ее производства, предприятие может работать в убыток.                                            

2.7. Помимо чистой прибыли, которая полностью будет направляться в качестве инвестиций на погашение единовременных затрат, на эти же цели будут идти и амортизационные отчисления. Их годовая величина                  определяется по формуле:

где Н - среднегодовая норма амортизационных отчислений, %.

Тогда годовые затраты на производство и реализацию продукции, освобожденные от амортизации основных средств и нематериальных активов, составят:

Их расчет для рассматриваемого варианта приведен в табл. 10.4.

Таблица 10.4

Освобождение текущих затрат от амортизации, млн руб.

Показатели

Годы реализации проекта

3

4

5

6

7

8

9

10

1. Затраты на производство и реализацию продукции

31400

37000

37000

37000

37000

37000

31400

23000

2. Амортизационные отчисления

1656

1656

1656

1656

1656

1656

1656

1656

3. Затраты на производство и реализацию продукции без амортизации

29744

35344

35344

35344

35344

35344

29744

21344

2.8.  По окончании реализации проекта основные фонды самортизируются, но они будут представлять собою определенное имущество, обладающее ликвидационной стоимостью. По этой стоимости основные средства могут быть реализованы, и, следовательно, выведены из проекта.

- процент ликвидационной стоимости.

2.9. Кроме того, в связи с сокращением производства на десятый год реализации проекта, а затем и его прекращением высвободятся средства, используемые предприятием на формирование оборотных средств проектируемого участка. Поэтому они должны также быть выведены из проекта по своей стоимости. Для первого варианта произойдет вывод оборотных средств на сумму 8 млн руб.

3. Составление таблицы денежных потоков

Расчет всех показателей экономической эффективности проекта осуществляется на основе таблицы денежных потоков (КЭШ-ФЛО), где отражается, с одной стороны, поступление средств на инвестирование проекта, а с другой - их расходование на реализацию проекта. В табл. 10.5 приведено сопоставление потоков для рассматриваемого варианта работы.

Превышение (дефицит) средств определяется как разница их притока и оттока. В первые два года, когда должно идти вложение средств, имеет место дефицит средств в 4 800 т. руб. и 21 600 т. руб., что к концу второго года приводит к общему дефициту средств в 26 400 т. руб. Поэтому для реального осуществления проекта надо иметь в эти периоды времени указанные ресурсы, которые можно взять из следующих источников:

- вкладов учредителей предприятия;

- доходов от иной текущей деятельности;

- коммерческих или иных кредитов и т.п.

Таблица 10.5

Таблица денежных потоков инвестиционного проекта производства  товаров народного потребления, т. руб.

В рассматриваемом примере, если пользоваться собственными источниками, возврат инвестированных средств начнется на шестой год реализации проекта.

4. Расчет обобщающих показателей финансово-экономической эффективности проекта

Для их расчета вводится норматив дисконтирования r (табл. 10.6) и строится ряд значений параметра  в табл. 10.6.

4.1. Определение чистой текущей стоимости проекта NPV представлено в табл. 7.7 на основании данных третьей строки таблицы денежных потоков.

Чистая текущая стоимость, т.е. чистый дисконтированный доход составляет  8 759 т. руб. Это значительно меньше определенного ранее итогового результата без дисконтирования в 25 720 т. руб. Но NPV учитывает риск реализации проекта и обесценивание денежных средств через 10 лет. Тем неменее NPV > 0.

4.2. Срок окупаемости проекта РВР, судя по динамике NPV, составляет 6 с лишним лет (переход NPV из отрицательных значений в положительные в табл. 9 происходит на седьмой год). Для более точного определения срока окупаемости инвестиций следует построить финансовый профиль проекта (рис.10.1). Срок окупаемости составит более 6,5 лет.

Еще точнее величину дробной части срока окупаемости можно получить, используя следующий расчет.

К началу седьмого года реализации проекта непогашенной осталась сумма дисконтированных затрат в 2 664 т. руб. Ее погашение произойдет в седьмой год за счет получения дисконтированного дохода в сумме:

.

Соответственно за период времени:

Таблица 10.6

Коэффициент дисконтирования проекта    для r = 0,12

Годы реализации проекта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Шаг расчёта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

0,8929

0,7972

0,7118

0,6355

0,5674

0,5066

0,4523

0,4039

0,3606

Таблица 10.7

Определение NPV проекта, тыс. руб.

Годы реализации проекта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Шаг расчёта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Превышение/Дефицит

-4800

-21600

6792

9426

9426

9426

9426

9426

6792

11641

1

0,8929

0,7972

0,7118

0,6355

0,5674

0,5066

0,4523

0,4039

0,3606

-4800

-19286,6

5414,6

6709,4

5990,2

5348,3

4775,2

4263,4

2743,3

4197,7

NPV

-4800

-24086,6

-18672

-11962,6

-5972,4

-624,1

4151,1

8414,5

11157,8

15355,5

Рис.10.1. Определение срока окупаемости проекта

Поэтому срок окупаемости проекта составит 6,1 года, при этом РВР<10 лет, что свидетельствует об эффективности проекта.

4.3.  Индекс рентабельности инвестиций PI рассчитывается на основании данных табл. 10.8.

Таким образом, PI > 1.

4.4. Внутреннюю норму доходности IRR следует найти, решив уравнение.

В рассматриваемом примере уравнение для IRR в соответствии с данными табл. 7.5 выглядит следующим образом:

Для, его решения используются различные методы. Однако наиболее просто величину IRR можно найти, графически построив зависимость NPV от r. Для этого предварительно определяют величину NPV при разных значениях r  например, r = 12 %; r = 24 %; r = 36 %.

На рис. 3 представлена графическая зависимость NPV от r (типа гиперболы) по трем точкам: r = 12 %; NPV = 15 355,5 т. руб.; r = 24 %; NPV = 1 922,1 т. руб.; r = 36 %; NPV = -4 586,9 т. руб.

Рис. 10.2 Определение IRR проекта

Таблица 10.8

Определение РI

Год реализации проекта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Итого

Шаг расчёта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

0,8929

0,7972

0,7118

0,6355

0,5674

0,5066

0,4523

0,4039

0,3606

6792

9426

9426

9426

9426

9426

6792

11641

5414,6

6709,4

5990,2

5348,3

4775,2

4263,4

2743,3

4197,7

39442,1

4800

21600

4800

19286,6

24086,6

Таблица 10.9

Расчет NPV при различных значениях r

Год реализации проекта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

NPV

Шаг расчёта

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

-4800

-21600

6792

9426

9426

9426

9426

9426

6792

11641

1

0,8065

0,6504

0,5245

0,4230

0,3411

0,2751

0,2218

0,1789

0,1443

-4800

-17420,4

4417,5

4943,9

3987,2

3215,2

2593,1

2090,7

1215,1

1679,8

1922,1

1

0,7353

0,5407

0,3975

0,2923

0,2149

0,1580

0,1162

0,0854

0,0628

-4800

-15882,5

3672,4

3746,8

2755,2

2025,6

1489,3

1095,3

580

731

-4586,9

Пересечение графика функции с осью абсцисс произошло в точке 26.

Поэтому IRR = 26 %. Следовательно, IRR > r, где r = 12 %.

4.5. Точку безубыточности проекта следует определить по формуле:

Результаты расчета обобщающих показателей финансово-экономической оценки проекта представлены в табл. 10.10.

В целом инвестирование проекта должно быть достаточно эффективным при расчетной ставке дисконтирования в 10 %. Но следует отметить, что срок окупаемости проекта достаточно высок: 7 лет при проектном периоде реализации проекта в 10 лет. Поэтому снижение цены на продукцию может привести к резкому ухудшению величины обобщающих показателей эффективности.

Таблица 10.10

Обобщающие показатели финансово-экономической оценки проекта

Наименование

показателя

Ед. изм.

Расчетная величина

Условие эффективности реализации проекта

Соблюдение условия

1.Чистая текущая  стоимость NPV

 т. руб.

15355,5

NPV>0

15355.5>0, Да

2. Период окупаемости проекта РВР

 лет

6,1

РВР<ТР

6,1<10,

Да

3. Индекс рентабельности инвестиций  PI

    -

1,64

РI>1

1,64>1,

Да

4. Внутренняя  норма рентабельности IRR

    -

26%

IRR>r

26…>12,

Да

5. Точка безубыточности проекта ВЕР

  ед.

8200

BEP<N

8200< 20000, Да

5. Выбор источников финансирования проекта

Для реализации проекта предприятие должно располагать инвестициями в сумме:

•   4 800 т. руб. к началу первого года реализации проекта и

•    21 600 т. руб. к началу второго года реализации проекта.

Поэтому следует решить вопрос об источниках финансирования. Если предприятие имеет собственные средства, то делается проверочная балансировка таблицы КЭШ-ФЛО. Для этого в строку «Собственные инвестиции» табл. 10.5 в первый и второй годы реализации проекта помещаются потребные суммы инвестиций. При правильном расчете единовременных затрат в строке «Итого нарастающим итогом» не должно быть отрицательных величин.

Если для реализации проекта используются заемные источники финансирования, например, кредиты коммерческого банка, то в таблицу КЭШ-ФЛО вносятся следующие данные:

-  в стр. «Другие доходы» - суммы кредитных ресурсов по годам получения;

-  в стр. «Выплаты по кредиту» - установленные банком и согласованные с заемщиком суммы платежей по кредиту в соответствующие годы платежей;

-  в стр. «Проценты по кредиту» - суммы платежей по процентам за пользование кредитом. Их величина рассчитывается по ставке банковского процента и суммы кредиторской задолженности.

Целесообразно этот вариант инвестирования проекта провести с использованием программы «Проект Эксперт».


11  Охрана труда и окружающей среды

11.1. Анализ опасных и вредных факторов на металлургическом производстве

Производственный травматизм в промышленности России высок. Хотя коэффициент производственного травматизма (числа пострадавших на 1000 работников) уменьшается (по России с 5,5 в 2005 г. до 3,4 в 2008 г.), уровень производственного травматизма в нашей стране существенно выше, чем в экономически передовых странах.

 Серьезных улучшений условий труда в России нет. Доля занятых в условиях, не отвечающих санитарно-гигиеническим нормам, в общей численности работающих выросла с 17,5% в 2005 г. до 21,3% в 2008 г.

 Деятельность по улучшению условий и охраны труда должна включать основные направления:

-  обеспечение безопасности при эксплуатации производственного оборудования и других технических средств (для этого требования безопасности должны учитываться на стадии проектирования, изготовления оборудования, при его монтаже, эксплуатации и модернизации);

-  обеспечение безопасности производственных процессов (технологических процессов, транспортно-складских и погрузочно-разгрузочных, строительно-монтажных и других видов работ);

-  безопасная организация производства и труда (безопасное состояние зданий, сооружений, территории предприятия, безопасное обслуживание и содержание рабочих мест, обеспечение персонала средствами индивидуальной защиты, обучение безопасным приёмам и методам труда, совершенствование охраны труда, распространение передового опыта в области охраны труда);

-  обеспечение благоприятных санитарно-гигиенических параметров производственной среды (оптимальное состояние температуры, влажности и чистоты воздуха на рабочем месте, его освещённости, допустимые уровни шума и вибрации, вредных излучений);

-  создание благоприятных психофизиологических условий труда, режимов труда и отдыха, темпа и ритма работы, организация лечебно-профилактического обслуживания персонала;

-  профессиональный отбор работников по ключевым профессиям (личностей безопасного типа). 

На состояние условий и охраны труда в промышленности влияют:

-  общее состояние экономики страны, отраслей и компаний;

-  состояние основных производственных фондов (в частности, уровень их износа);

-  прогрессивность применяемой техники, технологии, организации производства;

-  состояние нормативно-правовой базы охраны труда (международной, национальной, региональной, местной, корпоративной);

-  организация управления охраной труда на всех уровнях (федеральном, отраслевом, региональном, местном, в компании);

-  квалификация кадров, занятых охраной труда;

-  научно-методическое и информационное обеспечение системы охраны труда;

-  природно-климатические условия, в которых протекает трудовая деятельность. 

Особое внимание следует обратить на состояние производственного оборудования и технологических процессов. По данным Министерства здравоохранения и социального развития РФ конструктивные недостатки средств труда и несовершенство технологических процессов являются причиной примерно 3/4 хронических профессиональных заболеваний. Тенденция будет усиливаться в условиях замещения капитала трудом. 

В металлургическом производстве основные причины травматизма со смертельным исходом следующие:

-  неудовлетворительная организация производства работ — 47,5%;

-  эксплуатация неисправных машин и оборудования — 9,3%;

-  нарушения трудовой и производственной дисциплины — 8,3%;

-  нарушения технологического процесса — 6,7%;

-  конструктивные недостатки, недостаточная надёжность машин, механизмов, оборудования — 4,2%. 

Интересен сравнительный анализ важнейших международных документов по охране труда работников и нормативно-правовой базы охраны труда таких отраслей, как электроэнергетика, металлургия. При подготовке к вступлению в Европейский Союз (ЕС), Российская Федерация подписала «Соглашение о партнёрстве и сотрудничестве с Европейским союзом», которое вступило в силу с 1 декабря 1997 г. Кроме того, в 2001 г. наша страна подписала Европейскую хартию и, следовательно, приняла на себя обязательства обеспечивать своим гражданам достойный уровень жизни, соблюдать их права на труд и его охрану. В статье 15 Конституции Российской Федерации отмечается, что «общепризнанные принципы и нормы международного права и международные договоры Российской Федерации являются составной частью её правовой системы. Если международным договором Российской Федерации установлены иные правила, чем предусмотрено законом, то применяются правила международного договора». Следовательно, в промышленности России должны применяться общепринятые принципы и нормы международного права по вопросам регулирования охраны труда: конвенции и рекомендации Международной организации труда (МОТ), стандарты Международной организации стандартизации (ИСО), в том числе серии стандартов ИСО 9000 (управление качеством) и ИСО 14000 (управление охраной окружающей среды). 

Особенностью стандартов ИСО серии 9000 (управление качеством) и ИСО 14000 (управление охраной окружающей среды) является то, что их методология основана на принципе: «планируй — выполняй — контролируй — совершенствуй». Все стандарты по регулированию охраны труда сопоставимы между собой, и система охраны труда может быть объединена с другими подсистемами единой интегрированной системы управления компанией. 

Ключевым документом Европейского Союза по вопросам охраны труда является директива 89/391/ЕЭС от 12.06.89 «О проведении мероприятий для содействия усовершенствованиям в области безопасности и здоровья работников на работе». Цель директивы — повышение уровня охраны труда в странах — членах ЕС благодаря реализации профилактических мероприятий по защите от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний, а также за счёт информирования, консультаций, пропорционального участия и обучения работников и их представителей. 

В настоящее время в РФ проводится работа по согласованию отечественной законодательной базы в сфере охраны труда с международными правовыми нормами, в частности, принят ГОСТ Р 12.0.006-2002 «Система стандартов безопасности труда. Общие требования к управлению охраной труда в организациях (утверждён постановлением Госстандарта России от 26.06.03 № 206 - ст.). Документ соответствует стандарту OHSAS 18001-99 и «Руководству по системам управления безопасностью и охраной труда» (ILO - OSH), которое разработано МОТ в рамках программы по промышленной и экологической безопасности и охране труда «Safe Work». Вместе с тем работа по увязыванию российских норм и правил в области охраны труда с международными далека от завершения. В настоящее время, например, из 200 российских стандартов по средствам индивидуальной защиты (СИЗ) только 43 отвечают международным требованиям. 

В российской практике важнейшим документом по регулированию охраны труда в промышленных компаниях являются «Отраслевые тарифные соглашения» (ОТС) и разрабатываемые на их основе коллективные договора. На федеральном уровне действует около 60 отраслевых (межотраслевых) соглашений, прошедших государственную регистрацию. Интересны ОТС, разработанные в электроэнергетике (на 2005-2006 г.), горно-металлургическом комплексе (на 2006—2008 г.). Вопросам охраны труда посвящены следующие разделы: у энергетиков п. 2.6, 3.8, ЗЛО, раздел 5, отдельные положения 7 раздела, у металлургов прежде всего раздел 10, отдельные положения 5, 6 разделов. 

Ряд положений отраслевых соглашений требует корректировки. В п. 2.6 ОТС, принятом в электроэнергетике, отмечается, что «Работодатель» предоставляет дополнительные отпуска работникам за вредные и тяжёлые условия труда. В п. 3.10 предусматриваются доплаты работникам за вредные условия труда. Но нигде (включая раздел 5 «Охрана труда») не говорится, что целью «Работодателя» является развитие производства таким образом, чтобы вредные и тяжёлые условия труда постепенно устранялись! По нашему мнению, ситуация будет ухудшаться, так как будет увеличиваться средний возраст работников и доля пожилого персонала, который более подвержен риску производственного травматизма. Также вероятность производственного травматизма растёт по мере износа оборудования, который достиг на предприятиях электроэнергетики 60—70% (аналогичные проблемы в металлургии). Вместе с тем в документах Caux Round Table, объединяющего крупных бизнесменов США, Европы и Японии, отмечается, что обязанностью предпринимателей является «создавать такие условия труда для работников, которые не наносят вреда их здоровью и человеческому достоинству» [2]. Кроме того, Российская Федерация ратифицировала 11 апреля 1998 г. Конвенцию МОТ №115 «О безопасности и гигиене труда в производственной сфере», в соответствии с которой «Работодатель» обязан защитить работника от вредных и опасных факторов, насколько это практически осуществимо. 

Представляется, что соответствующие разделы отечественных ОТС могут быть дополнены следующим положением: «Работодатель обязуется постепенно устранять рабочие места с вредными и тяжёлыми условиями труда, насколько это практически осуществимо, в том числе за счёт автоматизации производства с целью выведения работника из зоны действия неблагоприятных факторов. Целью «Работодателя» является создание комфортных условий труда на производстве». 

Если по характеру производственного процесса полное устранение вредных и тяжёлых условий труда невозможно, то работодатель должен прекратить приём на рассматриваемые рабочие места новых работников некоторых категорий, а именно молодых специалистов, не достигших 21 года, женщин детородного возраста. 

Исследования показали, что те работники, которые подвержены влиянию трёх и более неблагоприятных факторов, в два раза чаще имеют плохое здоровье по сравнению с работающими в нормальных условиях. 

Промышленные компании могут оцениваться по состоянию условий и охраны труда на основе рейтинга, например, по типу Международной системы рейтинга безопасности (ISRS), разработанной в США. По системе ISRS основными элементами оценки эффективности работы компании в сфере условий и охраны труда являются деятельность администрации, обучение персонала, регулярные инспекции, расследование и анализ несчастных случаев и аварий, контроль за производством, состояние системы охраны здоровья и соблюдения гигиены, состояние средств коллективной и индивидуальной защиты, политика найма, расстановки и продвижения кадров, межличностные отношения. Проверка осуществляется аудиторской компанией и включает встречи с работниками и краткое сообщение о цели аудита, опрос персонала по технике безопасности и охране труда, изучение документации по охране труда, подготовку итогового отчета. По результатам аудита компании выставляется оценка (от одной до пяти звёзд). Высокая оценка способствует формированию благоприятного имиджа компании, улучшению отношений со страховыми компаниями, профсоюзами, учитывается при получении льготных кредитов. 

Государство также должно создавать условия, чтобы работодателю было экономически выгодно вкладывать средства в более безопасную технику и технологию. В этой связи компании, направляющие часть прибыли на улучшение условий труда, должны иметь налоговые льготы, возможно установление «плавающего» тарифа по социальному страхованию в зависимости от состояния условий труда. Надбавки за работу в неблагоприятных условиях должны быть радикально увеличены. 

Представляется, что «Работодатель» обязан наладить мониторинг движения кадров на рабочих местах с неблагоприятными условиями труда. При этом требует уточнения ряд положений Закона «Об основах охраны труда в Российской Федерации» (№ 181-ФЗ от 17.07.1999). Так, статья 10 «Ограничение выполнения тяжёлых работ и работ с вредными и опасными условиями труда» могла бы содержать пределы по срокам работы в тяжёлых, вредных и опасных условиях труда. Все затраты на переобучение работника должен нести работодатель. Сходная норма может быть включена и в ОТС. 

Требуют уточнения и обновления нормы по бесплатной выдаче средств индивидуальной защиты. Они должны быть приведены в соответствие с Конвенцией МОТ №115 «О безопасности и гигиене труда в производственной сфере». Согласно Закону «Об основах охраны труда в Российской Федерации», «Работодатели» несут ответственность за несчастные случаи и профессиональные заболевания на производстве. В этой связи им должно быть предоставлено право готовить проекты норм СИЗ и согласовывать их с органами по труду РФ, а также регистрировать. 

В настоящее время затраты на приобретение СИЗ в пределах норм покрываются из себестоимости, сверх норм — из прибыли. Вместе с тем нормы требуют корректировки. В итоге на практике финансирование осуществляется на основе «Положения о составе затрат» и «Положения о ведении бухгалтерского учёта и бухгалтерской отчётности в РФ», и затраты относятся на прибыль. Представляется, что затраты на обеспечение безопасных условий труда источником обязаны прежде всего иметь себестоимость. 

Поэтому статья 19 Закона «Об основах охраны труда в Российской Федерации», которая содержит норму по финансированию мероприятий по улучшению условий и охраны труда, должна быть уточнена (установленную норму следует увеличить и дифференцировать по отраслям в зависимости от состояния условий и охраны труда). Соответствующим образом должны быть откорректированы Трудовой кодекс (ТК) и ОТС. В таких отраслях, как электроэнергетика и металлургия, существует много рабочих мест с вредными и тяжёлыми условиями труда, развитие которых требует значительных денежных средств. 

Поэтому в ОТС следует прописать, что «Работодатель» обязуется осуществлять финансирование мероприятий по улучшению условий и охране труда в размере не менее 0,25 — 0,35% суммы затрат на производство продукции (работ, услуг). Это на 25 — 75% выше финансирования по действующему законодательству (ст. 226 ТК РФ). При этом норму финансирования мероприятий по улучшению условий и охране труда следует ежегодно уточнять по итогам аудита и с учётом реализации поставленных государством работодателю целей в рассматриваемой сфере. Кроме того, необходимо законодательно обязать работодателя разрабатывать отраслевые, региональные программы по улучшению условий и охраны труда работников, а также программы улучшения условий труда на рабочих местах. Опыт показал, что снижение затрат в сфере обеспечения безопасности труда на единицу приведет к трёхкратному-четырёхкратному росту расходов на социальные нужды.

11.2 Электробезопастность

В устройствах входящих в состав электрооборудования, имеется напряжение, представляющее опасность для жизни, поэтому при работе с электрооборудованием  обслуживающему персоналу необходимо соблюдать действующие «Правила технической эксплуатации электроустановок»  потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации потребителей  утверждённое Госэнергонадзором. Во избежании опасности поражения электрическим током, выполняется заземление и зануление электрооборудования. Заземление – преднамеренное электрическое соединение металлических частей электроустановки с заземлителем. Заземление снижает до безопасного значения напряжения прикосновения человека, поскольку человек оказывается при повреждении изоляции включённым в электрическую цепь параллельно заземлителю, сопротивление которого по сравнению с сопротивлением человека значительно меньше. Это существенно снижает величину тока, протекающего через человека, коснувшегося повреждённой установки. В качестве заземляющих устройств применяются горизонтальные и глубинные заземлители. Горизонтальные заземлители прокладываются в траншее на глубине от 0,5 до 1,0 м.  Глубинные заземлители выполняются в виде вертикальных электродов, установленных до глубины от 5 до 30 м.

Все ремонтные и профилактические работы выполняются при полностью снятом напряжении на вводе электрошкафа.

Для питания электропотребителей до 1000 В приняты четырехпроходные сети переменного тока  ~ 400/230 В и ~ 690/400 В с глухозаземлённой нейтралью. В качестве защитной меры электробезопасности для всех электроустановок, питающихся от этих сетей, принимается защитное зануление – преднамеренное соединение частей электроустановок, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземлённой нейтралью питающего трансформатора, т.е. с нулевым проводом питающей сети. Защитное действие зануления заключается в том, что при повреждении изоляции фазы  или фаз установки возникает ток короткого замыкания, который немедленно отключается защитным аппаратом. Занулению подлежат металлические корпуса всех электрических машин, трансформаторов, аппаратов и светильников, вторичные обмотки измерительных трансформаторов, металлические корпуса и каркасы распределительных щитов, шкафов управления, кабельные конструкции, металлические оболочки и брони силовых и контрольных кабелей, стальные трубы электропроводки и др.

11.3 Расчет зануления 

Расчет зануления производим по следующему алгоритму.

При замыкании фазы на заземленный корпус электрической установки, автоматический выключатель сработает, если значение тока однофазного короткого замыкания удовлетворяет условию:

                       ,                                    (11.1)                                

где  Iк.- ток срабатывания автоматического выключателя, А;

      Iном.- номинальный ток электроустановки, А;

       к – коэффициент запаса, 1,4.

В качестве аппарата защиты применяем автоматический выключатель серии А3110 с номинальным током равным 200 А. Ток короткого замыкания, при котором срабатывает автоматический выключатель, будет больше или равен:

В качестве нулевого защитного провода применяем стальную полосу сечением 40´5 мм. Линия 380 В с медными проводами сечением 3´50мм питается от трансформатора 25 кВА 6/0,4 кВ. По справочным таблицам определим полное сопротивление трансформатора . Определим плотность тока по следующей формуле:

                                               ,                                 (11.2)                

где   - номинальный ток, А;

       - площадь поперечного сечения,,

                                                .

По справочнику находим сопротивление шин: , .

Определим сопротивление фазных проводников по формуле:

                                               ,                                      (11.3)                                                  

где - удельное сопротивление проводов, 0,018;

       - длина проводов, м;

      - площадь поперечного сечения, ,

                                         .

Определим активное сопротивление нулевого защитного провода:

                                                ,                                      (11.4)                                                   

где -  сопротивление одного километра провода,  ;

      l – длина провода, км,

                                           .

Определим реактивное сопротивление нулевого защитного провода:

                                                       ,                               (11.5)                                                

где  - реактивное сопротивление одного километра провода, ,

                                           .

Переходное сопротивление равно .

Найдем действующие значение тока короткого однофазного замыкания, проходящего по петле фаза-ноль:

   ,           (11.6)                         

где - фазное напряжения, В;

     - полное сопротивление трансформатора, Ом,

           .

Поскольку действительное значение тока однофазного короткого замыкания превышает номинальное допустимое по условиям срабатывания защиты, то можно сделать вывод, что нулевой провод выбран правильно, т.е. отключающая способность системы зануления обеспечена.

Заключение

В данном дипломном проекте рассмотрен вопрос проектирования автоматизированного электропривода скиповой лебедки доменной печи.

В процессе проектирования были получены навыки по проектированию регулируемого электропривода:

- расчёт нагрузок на валу механизма;

- выбор двигателя и проверка его по нагреву;

- рассмотрение возможных вариантов системы управления и выбор из них оптимального;

- выбраны элементы силового канала преобразователя частоты и коммутационная аппаратура;

- проанализированы и построены характеристики двигателя, и системы регулирования, произведена оценка качества переходных процессов;

- приведены рекомендации по технике безопасности при эксплуатации установки.

В процессе проектирования был разработан автоматизированный электропривод скиповой лебедки доменной печи, удовлетворяющий требованиям, предъявляемым к ЭП механизмов данного типа, а именно:

1) Обеспечивающий управление  как много двигательным,  так  и  одиночным приводом;

2) Обеспечивающий требуемый диапазон регулирования и возможность «плавного пуска»;

3) Потребляющий минимальное количество электроэнергии и работающую в режиме максимального КПД;

4) Обеспечивающий ограничение тока в переходном процессе и защиту электродвигателя;

5) Ограничивающий скорость вращения двигателя выше номинальной;

6) Имеющий наименьшие массово-габаритные показатели и стоимость.


Список литературы

1. Безопасность производственных процессов.: Справочник/С.В.Белов, Б.С.Бринза, Б.С.Бекшин и др.; Под общ. ред. С.В.Белова. - М.Машиностроение, 1985.-448с., илл.

2. Вешеневский С. Н. Характеристики двигателей в электроприводе. - 6-е изд., испр. - М.: Энергия, 1977 - 432 с.

3. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках.-М.:Энергия, 1979-407 с.

4. Ключев В.И. Теория электропривода. - М.: Энергоатомиздат, 1985.- 560 с.

5. Ключев В.Н., Терехов В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов: Учеб. Для вузов. - М.: Энергия, 1980 - 359с.

6. Михайлов О.Л. Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов: Учеб. для студ. вузов. - М.: Машиностроение, 1990 -302с.

8. Москаленко В.В. Электрический привод: Учеб. пособие студ. учереждений сред. проф. образ . - М.: Мастерство: Высшая школа, 2000 -368с.

9. Основы автоматизированного электропривода Чиликин М. Г., Соколов М.М., Терехов В. М„ Шинянский А. В. - М.: Энергия, 1980. - 568 с.

10. Правила устройства электроустановок (6-ое  издание). Министерство топлива и энергетики РФ.-М. -1988.- 607с.

11. Сабинин Ю.А. Частотно - регулируемые асинхронные электроприводы.- Л.: Энергоатомиздат, 1985. - 125 с.

12. Сандлер А.С. Автоматическое управление асинхронными двигателями.-М.: Энергия, 1974.-327с.

13. Справочник  по  автоматизированному электроприводу Под ред. В.А. Елисеева и А.В. Шинянского. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 616с.

14.  Чиликин М.Г., Ключев В.И, Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода. - М.: Энергия, 1979. - 616 с.

Приложение


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

ДП 140604. 01. 00. 00. 000 ПЗ

Разраб.

Провер.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Дипломный проект

Пояснительная записка

Лит.

Листов

133


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

893. Экономическое обоснование оптимальной схемы доставки машин и оборудования из Петрозаводска в Ростов-на-Дону 744 KB
  Анализ задания и обоснование расчетных вариантов схемы доставки груза. Анализ возможных маршрутов доставки в прямых и смешанных транспортных сообщениях и выбор расчетных вариантов схемы доставки груза. Определение себестоимости эксплуатационного содержания судов. Определение путевой составляющей издержек перевозки грузов водным транспортом.
894. Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство 170 KB
  Требования безопасности при разборке и сборке звеньев путевой решетки. Особенности технологии ремонта бесстыкового пути и ремонта звеньевого пути с укладкой плетей бесстыкового пути. Производственный состав ПМС.
895. Службові листи як особливий вид довідково–інформаційних документів 166 KB
  Службові листи в системі документообігу організації. Складання та оформлення службових листів. Особливості складання службових листів. Реквізити листа та їх оформлення.
896. Программное средство анализа врожденных характеристик человека 243.5 KB
  Краткая техническая характеристика выбранного ПК и внешних устройств. Проектирование отдельных компонент программы и классов без учета языка реализации. Проверка программы в статическом режиме, и динамическая проверка, включающая контроль адекватности реакции системы на заявки пользователя и поведения системы при возникновении недопустимых ситуаций.
897. Четырехэтажный 32-квартирный жилой дом 134 KB
  Географический пункт строительства: г.Тюмень. Четырехэтажный жилой дом имеет 12 квартир 1-комнатные, 2-комнатные и 3-комнатные. На каждом этаже размещено по 3 квартиры. Здание рассчитано на проживание в нем 12 семей. Плиты перекрытия из сборных железобетонных плит.
898. Черный пиар 157.5 KB
  О происхождении российского черного пиара. Сферы применения черного пиара. Эффективность рr и коммуникативных мероприятий: проблема измерения и оценки. Оценка эффективности РR-кампаний с помощью ЕАV. Проблемные точки оценки эффективности PR.
899. Программное обеспечения информационных технологий 171 KB
  Обоснование необходимости разработки программного продукта. Уточнение структуры входных и выходных данных. Определение формы представления входных и выходных данных. Обоснование приемов программирования. Работа с ГОСТами и нормативными документами при разработке алгоритмов и оформлении технической документации.
900. Ведущие фондовые индексы 160.5 KB
  Индексы фондового рынка США. Аукцион по размещению нового выпуска без погашения старого. Погашение ГКО на аукционе по размещению бумаг, не входящих в индекс. Методы расчета индексов. Ценовой, взвешенный по рыночной капитализации композитный фондовый индекс.
901. Обзор баз данных библиотеки ПКС 171.5 KB
  Место прохождения практики Библиотека ПКС. Библиотека занимается выдачей/приемов книг и учебников для студентов, а также ведет учет выдачи/приема. Изучение различных баз данных, на примере одного из видов баз данных - MS Access.