отличный специалист, грамотный профессионал своего дела
Информация о работе
Подробнее о работе
Источник питания для электролиза цветных металлов
- 102 страниц
- 2017 год
- 300 просмотров
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
Цветная металлургия занимает одно из ведущих направлений развития отрасли металлургии. Она включает в себя добычу, обогащение руд цветных металлов и выплавку данных металлов и их сплавов.
Низкое содержание металла в рудах тяжелых металлов требует обязательного их обогащения (обычно флотационным способом). Так как руды цветных металлов содержат много различных компонентов, процесс выделения является многостадийным. Обогащенная руда подвергается плавлению, а далее полученный черновой металл очищают от примесей с помощью рафинирования.
Многие цветные металлы получают путем электролиза. Например, такие металлы как никель, натрий и другие, получают только с помощью этого метода. Кроме того, также достаточно легко можно получить чистые металлы, в которых часть легированного элемента достигает практически сто процентов. Поэтому в промышленности алюминий и медь в основном получают именно данным способом. Преимущество электролиза в том, что это достаточно дешевый и простой способ получения металлов.
По условиям технологии процесса электролиза необходимо регулировать напряжение на зажимах электролизной установки для того, чтобы стабилизировать выпрямленный ток с высокой точностью. За счет стабилизации тока повышается производительность, качество металла и его коэффициент извлечения.
Появление сильноточных полупроводниковых приборов и внедрение их в производство дало толчок к развитию преобразователей, используемых в различных отраслях промышленности; в частности, в промышленных электрохимических установках развитие комплектующих изделий привело к появлению новых типов преобразователей. Применение сильноточных тиристоров вместо диодов позволяет плавно дистанционно регулировать плотность тока (программное управление выпрямителем).
Таким образом, актуальность рассматриваемой проблемы заключается в теории и практике разработки экономичных специализированных управляемых силовых преобразователей для электролиза цветных металлов, чему и посвящена данная дипломная работа.
Техническое задание 2
Введение 3
1. Общая часть 5
1.1 Классификация силовых преобразователей электроэнергии 5
1.2 Анализ технических требований к разрабатываемому устройству 7
1.3 Функциональная и структурная схемы трехфазного выпрямителя с нулевым выводом 9
2. Расчет управляемого выпрямителя 12
2.1 Обоснование выбора силовой схемы 12
2.2 Определение параметров согласующего трансформатора 14
2.3. Определение параметров элементов фильтра 17
2.4. Выбор и расчет вентилей 18
2.5. Расчет RC- цепей вентилей 20
2.6. Выводы по работе силовой части 23
2.7 Расчет регулировочной характеристики 24
2.8. Расчёт внешних характеристик преобразователя 26
2.9. Моделирование силовой части выпрямителя 29
3. Разработка системы управления 31
3.1 Выбор функциональной схемы системы управления 31
3.2 Принципиальная схема системы управления 33
3.3 Блок синхронизации 34
3.4 Генератор пилообразного напряжения 36
3.5 Устройство сравнения 39
3.6 Блок логики 39
3.7 Импульсный усилитель 40
3.8 Формирователь коротких импульсов 43
3.9 Блок обратной связи 45
4. Система визуализации и контроля 51
4.1 Постановка задачи 51
4.2 Принцип работы устройства индикации 53
4.3 Практическая часть 54
4.3.1 Блок «ГТИ» 54
4.3.2 Блок «Делитель частоты» 56
4.3.3 Блок «Таймер» 57
4.3.4 Блок «Сброс» 59
4.3.5. Блок «ГПН» 62
4.3.6 Блок «Датчик» 63
4.3.7 Блок «Компаратор» 64
4.3.8 Блок «Конъюнктор» 66
5. Безопасность и экологичность 67
5.1 Анализ опасных и вредных факторов 67
5.2 Микроклимат 68
5.3 Производственное освещение 69
5.4 Шум 70
5.5 Электробезопасность 71
5.6 Технические способы и средства защиты 73
5.7 Охрана труда 79
5.8 Пожарная безопасность 81
5.9 Расчёт заземляющего устройства 84
6. Организационно-экономическая часть 87
6.1 Резюме 87
6.2 Характеристика производства 88
6.3 Описание проекта 88
6.4 План маркетинга 89
6.5 План производства 89
6.6 Расчет сметной себестоимости разработки 92
6.7. Расчет экономической эффективности проекта 97
Заключение 100
В ходе проделанной работы был разработан преобразователь напряжения источника питания установок получения цветных металлов (в ходе первоначальных расчетов был сделан акцент на драгметаллах).
Основой разрабатываемого устройства служит тиристорный выпрямитель. В ходе разработки тиристорного выпрямителя для преобразователя напряжения источника питания установок для электролиза был проведен анализ технологии производства металлов с помощью электролиза, произведен выбор конкретной группы металлов по заданным исходным данным.
Был произведен выбор схемы выпрямления. Рассчитаны параметры силовой цепи. Произведен расчет номинальных параметров согласующего трансформатора, индуктивного фильтра с целью получения нужных пульсаций. Выбраны силовые тиристоры на максимальный протекающий через них ток, для подтверждения результатов выбора был произведен тепловой расчет. При расчете тиристорного выпрямителя моделировалась его работа при различных углах регулирования, на основе которых была построена регулировочная характеристика для агрегата аналитическим путем, а так же выходные (внешние) характеристики для различных значений угла регулирования тиристорами.
После проектирования был произведен расчет и выбор элементов системы управления, была разработана цифровая система индикации постоянного тока(напряжения) с разрешением 1 А(1 В) в диапазоне от 0 до 999. Были выбраны микросхемы и на их основе построены: логический конъюнктор, компаратор, счетчик, дешифратор. Рассчитаны таймер, одновибратор, ГПН, семисегментный индикатор
На шестом этапе в системе MATLAB Simulink было произведено имитационное моделирование работы управляемого трехфазного мостового выпрямителя, для чего была создана модель установки. Так же для схемы была построена модель системы управления. Работу управляемого выпрямителя моделировали при нескольких углах управления.
Каждое моделирование сопровождается графиками, поясняющими работу модели. Пульсации напряжения на нагрузке, полученные по результатам моделирования, укладываются в заданные параметры. Также в системе MATLAB Simulink была построена регулировочная характеристика, которая практически повторяет регулировочную характеристику, полученную аналитическим путем, и характеристика зависимости угла управления от изменения нагрузки.
В работе было произведено исследование безопасности и экологичности разрабатываемого проекта преобразователя напряжения источника питания установки для электролиза.
Осуществлен анализ опасных и вредных факторов, микроклимата, подобраны производственное освещение и средства по электробезопасности. Рассчитано защитное заземление.
Завершающим этапом дипломной работы являлся расчет затрат на проведение разработки и изготовления преобразователя напряжения источника питания установки для электролиза
Так же был произведен расчет окупаемости и экономической эффективности проекта.
1. Федотьев Н. Н., Алабышев А. Ф., Рогинян А. Л. Прикладная электрохимия. – Ленинград, 1962.
2. Левин А. И. Теоретические основы электрохимии. – М: Металлургиздата, 1963;
3. Никулин А.Д., Родштейн Л.С., Сальников В.Г., Бобкоез В.А. Тиристорная преобразовательная техника в цветной металлургии. М.: Металлургия, 1983.
4. Четвертков И.И. Резисторы. Справочник. – М.: Радио и связь, 1991.
5. Чебовский О. Г., Моисеев Л. Г., Сахаров Ю. В. Силовые полупроводниковые приборы. Тиристоры: Справочник. – М.: Энергия, 19.
6. Опадчий, Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника (полный курс). Учебник для вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2003.
7. Розанов Ю.К.Основы силовой энергетики. – М.: Энергоатомиздат, 1992.-296с.
8. Сидоров И. Н. Малогабаритные трансформаторы и дроссели. Справочник. – М.: Радио и связь, 1985;
9. Кучинский Г. С. Электрические конденсаторы и конденсаторные установки. – М.: Энергоатомиздат, 1987. 1
0. Алексеева Н. И. В помощь радиолюбителю. Сборник. – М.: Патриот, 1991.
11. Проектирование и расчёт непосредственного преобразователя частоты: Методические указания / НГТУ; Сост.: А. А. Асабин, С. В. Симанов. Н. Новгород, 1998. – 23 с.
12. Горюнов Н.Н. Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник – М.:Энергоиздат,1982. – 904с.
13. Горячева Г.А. Конденсаторы: справочник. – М.:Радио и связь,1984. – 88с.
14. Дьяконов В. Simulink 4/ Специальный справочник – СПб:Питер,2002. – 528с
15. Борисоглебский Ю.В. Металлургия алюминия – М:Наука,1999 г
16. Готтлиб И.М. Источники питания, инверторы, линейные и импульсные стабилизаторы - М., 2003.
17. Найвельт Г.С., Мазель К.Б., Хусаинов Ч.И. и др. Справочник: Источники электропитания РЭА – М., 1985.
18. Краус Л.А., Гейман Г.В., Тихонов В.И. Проектирование стабилизированных источников питания радиоэлектронной аппаратуры – М., 1980.
19. Грязнов Н.М. Трансформаторы и дроссели в импульсных устройствах – М.,1986.
20. Семёнов Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов - М., 2001.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
