3263

СОЗДАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО

ДЕЙСТВИЯ В ГОРНО-ДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ИДЛЯ СИСТЕМ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

К.т. н. В. В. Тиунов (ПГТУ)

Вгорнодобывающей и перерабатывающей промышленности и, в частности, на предприятиях по добыче калийной руды и производству минеральных удобрений получили широкое распространение технологи­ ческие механизмы с поступательным или возвратно-поступательным движением рабочего органа. Это различные заслонки, затворы, толка­ тели, фиксаторы (аварийные и технологические), отсекатели, разде­

используются электродвигатели с редуктором и механическим преобра­ зователем вращательного движения ротора двигателя в линейное пере­ мещение рабочего органа на выходе преобразователя.

Практика показывает, что подобные линейные электроприводы (ЛЭП), например типа ПТВ, обладают недостаточно высокой надеж­ ностью и ремонтопригодностью (особенно при эксплуатации в условиях агрессивной соляной среды), имея при этом весьма значительные га­ бариты, вес и стоимость. Кроме того, в ряде случаев неудовлетвори­ тельным является и быстродействие ЛЭП такой конструкции.

Вышеуказанные недостатки свойственны и ЛЭП аналогичной конс­ трукции для коммутационных аппаратов систем электроснабжения, ра­ ботающих в сетях высокого и низкого напряжения в качестве разъеди­ нителей, выключателей дистанционных заземлителей и других подобных устройств.

Создать наиболее простой, надежный, быстродействующий и деше­ вый ЛЭП вышеуказанных механизмов позволяет использование линейных асинхронных электродвигателей (ЛАД), непосредственно преобразующих электрическую энергию в энергию поступательного или возвратно-пос­ тупательного движения вторичного элемента.

В рамках решения проблемы создания ЛЭП на основе ЛАД создана гамма из восьми трехфазных и однофазных ЛАД с тяговым усилием 2001000 Н, конструкции, характеристики и особенности которых предс­ тавлены в докладе.

Возможности питания ЛАД привода высоковольтных выключателей через трансформаторы типа ОМ и НОЛ от сети 6;3 и 10,0 кВ в режиме их перегрузки позволяют в целом существенно упростить и удешевить комплектный ЛЭП для высоковольтных коммутационных аппаратов.

Для проектирования реальных ЛЭП на основе ЛАД разработана простая и эффективная графоаналитическая методика расчета тяговых усилий ЛЭП при кратковременных перегрузках питающих трансформато­ ров. Опытная проверка этой методики у заказчика показала, что рас­ хождение расчетных и экспериментальных величин не превышает 5 %, что вполне приемлемо для инженерной практики.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЯХ В УЗЛЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Проведенные исследования показывают, что использование в ма­ тематическом описании аналитических преобразований позволяет иск­ лючить в уравнениях напряжений закороченного узла производные то­ ков короткого замыкания, и таким образом повысить устойчивость расчета переходных процессов короткого замыкания. В предлагаемых уравнениях напряжений также учтены токи подпитки от двигательной нагрузки. Это обеспечивает более адекватное моделирование процес­ сов, происходящих в двигателях, присоединенных к закороченным ши­ нам подстанции. В докладе приводятся результаты расчетов переход­ ных процессов в системе электроснабжения промышленного предприятия.

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО

ПРЕДПРИЯТИЯ

К.т. н. R А. Трефилов, М. Е. Тюленев (ПГТУ)

Для предприятий с непрерывным циклом работы весьма актуальным является обеспечение устойчивости работы технологического оборудо­ вания при различных нарушениях нормального электроснабжения. При этом возникает необходимость решения ряда сложных вопросов, в частности определения условий пуска мощных синхронных и асинхрон­ ных двигателей, обеспечения успешного их самозапуска после крат­ ковременных перерывов питания или посадки напряжения.

В докладе рассматриваются математическая модель и алгоритмы, позволяющие исследовать переходные процессы в системе электроснаб­ жения с электромеханической нагрузкой. Представлены результаты ис­ следования влияния уставок релейной защиты и устройств автоматики на устойчивость работы двигателей. Проанализированы допустимый уровень снижения напряжения питания для отдельных приводов и ус­ тавки временной задержки срабатывания автоматического ввода резер­ ва Также представлены результаты расчетов переходных процессов, вызванных короткими замыканиями на высокой.и низкой сторонах нап­ ряжения системы электроснабжения промышленного предприятия.

РАСЧЕТ НАПРЯЖЕНИЙ УЗЛОВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ В ПЕРЕХОДНЫХ И УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМАХ

и протекающих в них переходных процессов приводит к появлению в их математических описаниях большого количества алгебраических и диф­ ференциальных уравнений. Часть из них описывает процессы, происхо­ дящие в элементах нагрузки при изменениях напряжений узлов системы или изменениях режимов потребителей электроэнергии. Другие уравне­ ния учитывают баланс токов и напряжений в схеме электроснабжения. Наличие большого числа узлов и разветвленность схемы существенно увеличивают трудоемкость подготовки этих уравнений.

В докладе рассматривается математическое описание схемы электроснабжения с использованием матрицы соединений, позволяющее в значительной мере формализовать процедуры подготовки программ расчета переходных и установившихся режимов системы электроснабже­ ния. При этом уравнения баланса токов и напряжений записываются в матричной -форме и позволяют учитывать изменения, вносимые опера­ тивными переключениями или срабатыванием устройств релейной защиты и автоматики. Использование методики рассматривается на примере конкретной схемы электроснабжения.

АЛГОРИТМ РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В УЗЛЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

В системах электроснабжения промышленных предприятий с непре­ рывным циклом работы широкое применение находят системы АВР, кото­ рые в случаях снижения питающего напряжения ниже установленного минимума обеспечивают переключение потребителей на резервный ис­ точник питания. Двигатели, входящие в состав переключаемой нагруз­ ки, в этом случае работают в режиме самозапуска и успешность их зависит от условий, в которых происходит переключение. Задача оп­ тимизации этих условий может быть решена путем математического мо­ делирования режимов работы системы электроснабжения. В докладе рассматривается методика расчета режима выбега узла сети с двига­ тельной нагрузкой.

При срабатывании защиты узел нагрузки оказывается отключенным от электрической системы. В течение некоторого времени, пока на сборных шинах отключенной секции сохраняется некоторый уровень напряжения (не ниже 50%), двигатели секции участвуют в групповом выбеге, при котором все двигатели выбегают с одинаковой скоростью. Это позволяет провести моделирование группового выбега в обп^й ко­ ординатной системе, связанной с одним из двигателей. С помощью аналитических преобразований получены уравнения, позволяющие опре­ делять напряжение группы потребителей и начальные условия для рас­ чета процесса ввода резерва. Приводится пример расчета переходного процесса срабатывания системы АВР.

ИЗМЕНЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В СИСТЕМЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ - ДВИГАТЕЛЬ

определяются из решения переопределенной системы нелинейных алгеб­

ностью параметры роторных контуров схемы замещения АД для дальней­ шего их использования при расчетах переходных процессов в системе ПЧ-АД.

ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ОДНОФАЗНОМ АСИНХРОННОМ ДВИГАТЕЛЕ

К т. н. А. Т. Ключников, IL Г. Рухлядев (ПГТУ)

Направленность большинства исследований в области микромашин ориентирована на проектирование различных типов машин с последую­ щим экспериментальным уточнением параметров и характеристик в ста­

ты в порядке сопоставления выполнены при питании от транзисторного преобразователя с прямоугольным напряжением. Получены также стати­ ческие характеристики токов и напряжений на обмотках, момента дви­ гателя, пульсаций момента, напряжения на конденсаторе. Определена связь пускового момента с величиной конденсатора и напряжения на нем.

Таким образом, полученное математическое описание электроме­ ханических процессов в АД позволяет провести исследование как пе­ реходных процессов, так и установившихся режимов работы АД с пус­ ковым конденсатором при питании от синусоидального источника энергии, а также при использовании транзисторного преобразователя частоты.

ОБОСНОВАНИЕ МИНИМИЗАЦИИ ОБЪЕМА ПЕРВИЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ, ДОСТАТОЧНОЙ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

ронных, можно представить обобщенной дискретно заданной функцией с заданным шагом измерения, которая на практике отождествляется с возрастающей или убывающей по экспоненте последовательностью изме­

ции переходных процессов ЭМ отвечают логарифмический декремент за­ тухания или постоянные времени (ПВ), выраженные через совокупность измеренных значений кривых тока либо напряжения. Поскольку изме­ ренные в этом случае значения представленной совокупности являются случайной величиной, соответственно ПВ, рассчитываемые черев эту совокупность, также являются случайной величиной. Таким образом последовательность ПВ образует дискретный вариационный ряд.

Исследование основных характеристик вариационного ряда (мате­ матическое ожидание, дисперсия, среднеквадратичное отклонение, на­ чальный и центральный моменты и т. д.), последующее подтверждение нормального распределения случайной величины ПВ графическим изоб­ ражением по известной в математической статистике функции позволя­ ют предложить аналитическое обоснование репрезентативной и эффек­ тивной выборочной совокупности ПВ.

Нужная выборочная совокупность ПВ может быть.образована изме­ ренными значениями в заданных границах измерения, которые, в свою очередь, обоснованы минимальной величиной относительной погрешнос­ ти измерения ПВ.

Исследованиями подтверждено, что выборочная совокупность ПВ по предлагаемому варианту достаточно хорошо воспроизводит гене­ ральную совокупность.

МЕТОДОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНОВА ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ ИСПЫТАНИЯМИ

К.т. н. Э. В. Любимов (ПГТУ)

Проектирование программных систем автоматического управления испытательными установками, модели которых сформированы универ­ сальными средствами цифрового структурного моделирования, должно базироваться на общих объединяющих принципа::.

В качестве методологической основы представления задач управ­ ления испытаниями предлагается использовать единый базис - элемен­

системах испытаний электрических машин и высоковольтных выключате­ лей и при исследованиях на пилотных испытательных установках про­ изводства 2- этилгексанола и обезвоживания карналлита

МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ КОНТРОЛИРУЮЩИХ ПРОГРАММ НА ЭВМ

К.Т. н. В. А. Иваницкий (ПГТУ)

С появлением ПЭВМ расширилась возможность использования вы­ числительной техники для контроля знаний студентов. В предлагаемой

- 127 - работе излагается методика построения программ, контролирующих

знания студентов при защите расчетной работы.

При выполнении расчетной работы студенты проходят следующие этапы:

1)изучение теоретического материала ;

2)выбор метода решения;

3)составление алгоритма;

4)проведение расчетов и построение характеристик;

5)анализ результатов.

Из пяти этапов в алгоритм контролирующей программы целесооб­ разно включить контроль действий студента по пп. 2 - 4 .

Всоответствии с вышесказанным контролирующая программа долж­ на включать следующие блоки: блок настройки, тестовый блок, блок контроля правильности алгоритма, составленного студентом, блок расчета и построения характеристик по расчетной работе.

Вблоке настройки преподаватель в зависимости от контингента студентов задает уровень сложности задания. Например, нулевой уро­ вень соответствует расчету характеристик без контроля знаний; пер­

ностью составленного студентом алгоритма удобно производить на ос­ нове представления алгоритма в виде ориентированного графа и срав­ нения его с эталонным. При наличии ошибок на дисплее должно выдаваться сообщение об ошибке и подсказка о пути ее устранения. После этого студенту предоставляется новая попытка составить алго­ ритм. Всего дается несколько попыток (например, три).

Для визуального контроля за ходом решения в программе следует предусмотреть выделение окон на экране. Часть из них будет занята информацией по постановке задачи и исходными формулами. Одно окно

студентом при непосредственном контакте с преподавателем.

По данной методике на кафедре электротехники была разработана программа контроля знаний студентов по расчетной работе "Механи­ ческие и пусковые характеристики асинхронного двигателя"

Программа написана на языке Pascal.