Beta 1


Title Analyse af et slæberingsmotorsystem : Dynamiske påvirkninger på procesventilatorens mekaniske system
Translated title Analysis on a slip ring motor system : Dynamiske påvirkninger på procesventilatorens mekaniske system
Author Rønde, Karsten Fischer (Ingeniørhøjskolen i København, IHK)
Supervisor Andersen, Jens Palle
Institution Ingeniørhøjskolen i København, IHK, DK-2750 Ballerup, Denmark
Thesis level Bachelor thesis
Education Diplomingeniør, Stærkstrøm
Education Bachelor of Engineering
Publication date 2012-06
Abstract FLSmidth (FLS) ser et stort potentiale i at minimere brugen af slæberingsmotorer, når der etableres nye cementfabrikker. Der findes flere alternativer til slæberingsmotorsystemet, men FLSmidth mangler viden om de konsekvenser det medfører for det mekaniske system at udskifte drevsystemet. For at kunne analysere konsekvenserne, er det nødvendigt at have kendskab til systemet, som det fungerer, når det drives af en slæberingsmotor. Ved at tage udgangspunkt i et procesventilatorsystem, dimensioneret af FLSmidth, bliver det mekaniske system for netop denne applikation grundigt undersøgt.
Momentpåvirkninger igennem akslen bliver analyseret ved at opbygge en simuleringsmodel af hele akseltoget, der består af: motorens rotor, kobling og ventilatoraksel. Den nødvendige mekaniske teori, der er en forudsætning for at forstå og kunne modellere systemet er ikke normal viden for en stærkstrømsingeniør, og er derfor grundigt beskrevet. Akseltoget modelleres som et fjedrende 4-masse system, med indsamlede data fra det valgte procesventilatorsystem.
For at undersøge konsekvenserne ved at simplificere simuleringen i fremtiden er systemet endvidere modelleret som et fjedrende 2-masse system, med koblingens dæmpning parallelt over en samlet fjederkonstant.
Som simuleringsværktøj er anvendt MATLAB Simulink, og en færdig model fra SimPowerSystems bruges til at simulere slæberingsmotoren. Rotorstarteren er konstrueret ud fra trinvis udkobling af 9 serieresistanser. Modellen opbygges så brugeren kan indtaste hvor langt et opstartsforløb der ønskes, og hvor stor en startstrøm der ønskes. Rotorresistansen og styringen, der kobler resistansen ud, beregnes ud fra brugerens input helt automatisk.
Simuleringsmodellen er forberedt så kontrol og analyser på ændringer i det mekaniske system nemmest muligt kan fortsættes i det videre forløb. Det medfører en kontrol af, at ventilatorakslen ikke udsættes for et større moment end den indledningsvis er dimensioneret til.
Afslutningsvis præsentes løsningsforslag til det arbejde som FLSmidth kan gå videre med.
Abstract FLSmidth foresee a big potential in minimizing the use of slip ring motors when establishing new cement plants. There are several alternatives for the slip ring motor system, but FLSmidth lack knowledge about the consequences it causes for the mechanical system to replace the electrical drive system. To analyze the consequences, it is necessary to have knowledge about the system when driven by a slip ring motor. By taking offset in a process ventilation system designed by FLSmidth, the mechanical system for the specific application is rigorously examined.
Moment effect through the shaft is analyzed by generating a simulation model of the entire drivetrain: Motor rotor, clutch and ventilator shaft. The necessary mechanical theory that is a premise to understand and model the system, is not common knowledge of a high power engineer, and hence thoroughly described. The drive train is modeled as an elastic 4 mass system containing the collected data for the chosen process ventilation system.
To examine the consequences by simplifying the simulation in the future, the system is also modeled as an elastic 2 mass system having the damping effect of the clutch parallel over a joint spring constant.
As a simulation tool, MATLAB Simulink and an already developed model from SimPowerSystems, are used to simulate the slip ring motor. The rotor starter is designed from a gradual release of the 9 serial resistances. The model is designed for the user to enter the required starting-up sequence and the starting current. The rotor resistance and the control that releases the resistance are automatically calculated from the user input.
The simulation model is prepared so that checking and analysis of modification in the mechanical system can easily be done in the future process. This involves a calculation to ensure that the ventilator shaft is not affected by a moment exceeding the original design.
Proposal of the future steps that FLSmidth can continue is presented in the closing.
Pages 155
Keywords Slæberingsmotorsystem ; Slib ring motor system
External partner Ledere og medarbejdere i private virksomheder
Fulltext
Dokument Analyse_af_et_sl_beringsmotorsystem.pdf (14.65 MB)
Admin Creation date: 2012-05-29    Update date: 2013-11-14    Source: ihk    ID: ihk-11304673    Original MXD