Автоматизований електропривод вентиляції цеху пивоваріння
Автор: Співак Ігор Романович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Обґрунтовано актуальність та важливість теми магістерських досліджень. Завдяки вентиляції можна регулювати рівень тепла чистого повітря, яке через вентиляцію потрапляє в приміщення. Взимку потрібне додаткове опалення, щоб впоратися з утворенням пари в пивоварні через перепади температури та створити нормальні умови роботи. Це повітря також потребує дезінфекції та озонування. Завчасне планування та встановлення вентиляції на пивзаводі є однією з найважливіших складових, які дозволяють проводити виробничі процеси безпечно для здоров’я працівників. Також необхідна система вентиляції, щоб підтримувати сировину в хорошому стані. У задушливому, непровітрюваному приміщенні остаточної якості досягти неможливо. Описано основний цикл технології пивоваріння. Він включає складні фізичні, біохімічні, хімічні та мікробіологічні процеси та суворо визначається вологістю, температурою та санітарними умовами. Задовольнення цих вимог вимагає споживання великої кількості води та енергії. Приведена структура процесу виготовлення пива. Зроблено опис системи вентиляції, яка застосовується в цеху пивоваріння. Вибрано системи підігрівання та охолодження та вид теплообмінника. Зроблено висновок, що тільки повністю автоматизована система вентиляції та кондиціонування зможе створити необхідні комфортні умови в приміщенні, забезпечити стабільність параметрів повітря і, при необхідності, змінювати їх в потрібний час і в потрібному напрямку. Сформульовано вимоги, яким повинен відповідати електропривод проектованої системи вентиляції. Для забезпечення протіканню технологічного процесу у відповідності до сформульованих вимог проведено розрахунок потужності та вибір двигуна приводу відцентрового вентилятора з врахуванням коефіцієнта запасу тиску, який необхідний при зміні різниці тисків, і коефіцієнта втрат у повітропроводах. Проведено перетворювача частоти з ланкою постійного струму типу MFC310-18,5 потужністю 18 кВт для регулювання швидкості привідного асинхронного двигуна. Схема живлення змонтована на основі сучасних IGBT транзисторів - модулів фірми FUJI. Перетворювач частоти модифікована модуляція так званої «орієнтації вектора напруги» використана в цьому перетворювачі частоти. Модуляція вихідної напруги програмно контролюється процесором 80C196KS (INTEL). Показано схеми під’єднання використаного перетворювача частоти та блоків управління. Дані рекомендації монтажу для уникнення перешкод від перетворювача частоти при його роботі. Приведено розрахунки елементів та їх вибір діодного випрямляча, струмообмежувального реактора, конденсатора для згладження пульсацій, та захисних елементів. Здійснено синтез триконтурної системи підпорядкованого регулювання швидкості електроприводу у відповідності до технічного оптимуму. Структура регулювання включає контури швидкості двигуна, моменту двигуна та перепаду тиску в приміщенні. Описано роботу схеми керування електроприводом вентиляційної установки. Для спрощення процесу дослідження правильності вибору параметрів спроектованої системи електроприводу вентиляторної установки використано додаток Simulink застосунку MatLAB. При моделюванні спостерігалися процеси розгону електроприводу вентиляційної системи, зміни швидкості та динаміку відпрацювання збурюючих впливів за навантаженням (продуктивності) та за різницею (перепадом) швидкості. На основі проведеного аналізу отриманих результатів комп’ютерного моделювання можна стверджувати, що показники динаміки та статики при відпрацюванні задаючих та збурюючих впливів відповідають необхідним. Приведені висновки по результатах, отриманих при проектуванні системи. Об’єкт дослідження – автоматизований електропривід вентиляції цеху. Предмет дослідження –динамічні та статичні показники електро-механічної системи вентиляції. Мета дослідження – спроектувати електромеханічну систему вентиляції цеху пивоваріння Ключові слова: програмований контролер, триконтурна система підпорядкованого регулювання, комп’ютерна модель, асинхронний двигун, перетворювач частоти, вентиляційна установка.