5.3.Содержание отчета

1.Описание сущности алгоритма определения Параметров схемы замещения АД (кратко).

2.Краткое описание программы PARAMETR.

3.Выбор параметров АД и их анализ.

Ли т е р а т у р а

1.Артишевская, С. В. Экспериментально-аналитический метод определения параметров асинхронных машин // Электричество. - 1999. -№ 1 1 С . 2 9 - 3 1 .

2.Константинова, С. В. Электромеханические системы в миниэнергетике на основе асинхронного генератора: диссертационная работа на соискание ученой степени канд. техн. наук.-Мн.: БИТУ, 1999.

174

Лабораторная работа №6 ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫАСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА (АГ)

В АВТОНОМНОМ РЕЖИМЕ (рис. 6.1) (РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ)

Ц е л ь р а б о т ы - приобретение навыков опытно-аналитического исследования электрооборудования с использованием современных средств инженерного обеспечения.

З а д а ч и :

1.Изучение методики расчета конденсаторных батарей для работы АГ в режиме XX с номинальными величинами напряжения и частоты ЭДС.

2.Детальное изучение алгоритма и блок-схемы расчета конденсаторных батарей.

3.Изучение программы AGparam по еѐ распечатке с разбором реализации алгоритма и блок-схемы.

4.На ПЭВМ научиться находить программу, запускать еѐ, компилировать, делать расчеты по предлагаемому образцу, усвоив необходимые элементы управления ПЭВМ.

5.Ввести в программу свои исходные данные и провести вычисления, необходимые для проведения эксперимента.

6.Провести аналогичную работу по выбору емкости батарей конденсаторов при работе АГ на асинхронную нагрузку на основе программы AGparam.

Рис. 6.1. Схема лабораторной установки

175

6.1.Методические рекомендации

6.1.1.Выбор конденсаторов для работы АГ в автономном режиме

Вопросам самовозбуждения АГ посвящено достаточно большое количество работ.

Постепенно шло накопление знаний о физике процесса самовозбуждения АГ. Решались вопросы определения условий начала возбуждения, его срыва, расчета необходимой емкости для процесса самовозбуждения. Метод построения годографа является обобщающим для определения величины емкости конденсаторных батарей, необходимых для работы АГ в автономном режиме.

Предельное условие самовозбуждения АГ - это резонанс токов или напряжений. Используя Т-образную схему замещения АГ (рис. 6.2), можно построить годограф сопротивлений данной схемы как двухполюсника по отношению к зажимам 1 - Г. Зона частот ЭДС, где реактивное сопротивление схемы отрицательно, является зоной устойчивого возбуждения АГ при заданной ѐмкости. Это позволяет реализовать алгоритм определения батареи конденсаторов для АГ. Задаваясь значениями ѐмкости, определяют результирующее значение сопротивления схемы замещения в зависимости от частоты ЭДС и строят годограф Z схемы в зависимости от частоты.

Рис. 6.2. Т-образная схема замещения

Частоты, при которых lm[Z( )] имеет отрицательное значение, определяют зону самовозбуждения АГ. Предельными точками самовозбуждения являются точки, при которых lm[Z( ))] = 0 (резонанс токов и резонанс напряжений).

Алгоритм определения батареи конденсаторов для работы АГ в автономном режиме следующий.

На основании Т-образной схемы замещения (рис. 6.2):

1.Определяется ZC + Z1 = ZC1.

2.Находится ZC1 // Zm + Z2s = Z0.

3.Задаѐтся величина С.

4.Организуется цикл определения RE(Z0) и Im(Zo) для изменяющейся частоты (/).

5.Организуется графическое изображение годографа для заданной величины С.

6.Анализируется результат расчѐта и вводится скорректированное значение С до получения необходимого результата.

На основании рассмотренного алгоритма составлена блоксхема алгоритма расчѐта параметров схемы замещения АГ и выбора необходимой ѐмкости для его работы в режима

холостого хода с U=1,05 Uн и f=fH. Блок-схема реализована в виде программы AGparam, которая явилась логическим продолжением программы PARAMETR и выполнена в виде двух блоков (расчѐт параметров АГ, расчѐт годографа АГ). Это составляет определѐнное достоинство программы, так как, рассчитав параметры АГ, можно сразу их использовать для расчета и графического построения годографа, т.е. для определения параметров конденсаторной батареи.

176

6.1.2. Анализ особенностей работы АГ в автономном режиме

Важнейшей особенностью работы АГ в автономном режиме является то, что мощность потребителей или даже одного потребителя практически соизмерима с мощностью генератора. Включение в работу каждого нового потребителя существенным образом изменяетпараметры образованной локальной электрической системы, а следовательно, и работу генератора. Поэтому для надѐжной работы АГ необходимо чѐтко знать наличие потребителей и уметь рассчитать изменяющиеся параметры схемы, чтобы не потерять самовозбуждение АГ, так как эта потеря эквивалентна отключению всей нагрузки генератора, что ведѐт к резкому увеличению скорости генератора. Поэтому необходимо надѐжное устройство отсечки мощности приводного двигателя АГ для безопасности перевода его работы в режим холостого хода без возбуждения АГ.

6.1.2. Самовозбуждение АГ и вывод его на номинальный режим холостого хода

Ёмкость, рассчитанная на основании параметров схемы замещения АГ и обеспечивающая резонанс контура при f=fH, как показали эксперименты, не является оптимальной для получения номинального режима холостого хода АГ U =1,05 Uн , f=fH, п = 1,005 п1). Более целесообразной является ѐмкость, при которой резонансному контуру соответствует частота f = 47...48 Гц.

Выбранные ѐмкости позволяют возбудить асинхронные генераторы установки и увеличивать их частоту вращения до получения частоты их ЭДС f= 50 Гц по частотомеру. Автоматически напряжение генераторов устанавливается равным 400 В при частоте вращения генераторов с п = 1,005 п1.

6.1.3. Набор асинхронным генератором активной нагрузки

При набросе активной нагрузки, соизмеримой с мощностью АГ, наблюдается резкое снижение напряжения до 0,5 Uн, снижение частоты вращения первичного двигателя и частоты ЭДС АГ. Развозбуждения АГ не происходит. Увеличивая частоту вращения первичного двигателя АГ, генератор устойчиво приходит к своим номинальным параметрам по напряжению и частоте, набирает активную нагрузку.

6.1.2.Набор АГ активно-реактивной нагрузки

Наиболее характерной активно-реактивной нагрузкой является двигательная нагрузка. Подключение АД на шины АГ резко меняет параметры резонансного контура, так как параметры подключаемого двигателя включаются в этот контур. Полученный контур представлен на рис. 6.3. В контуре переменной величиной является частота ЭДС и параметр r2/s. Анализ резонансных частот возможен при построении годографа изображѐнного контура. Для этого необходимо знание параметров как АГ, так и АД.

Рис. 6.3. Электрическая схема замещения АГ – АД

177

Для построения годографа представленного контура составляется алгоритм, блоксхема алгоритма и в системе Турбо-Паскаль выполняется программа ADparam, которая позволяет определять годограф такого контура.

Алгоритм и программа ADparam могут быть базовыми при определении необходимой ѐмкости для нормальной работы в автономном режиме МЭК в целом при самой разнообразной его нагрузке.

Удобство системы Турбо-Паскаль для рассматриваемого решения задачи несомненно. Отдельные блоки уже созданных программ могут использоваться как составляющие части программы для определения оптимальной ѐмкости при последовательном запуске семейства АД от автономного АГ. Схема замещения получающейся системы представлена на рис. 6.4.

Для реализации пуска АД конкретного МЭК определить параметры всех двигателей.

Рис. 6.4. Схема замещения электрической части МЭК c N АД, подключаемыми последовательно, один задругам

Включение в работу любого из N двигателей изменяет параметры результирующего электрического контура. При этом параметры контура изменяются и в процессе разбега АД. Первым двигателем, включаемым в работу, может быть любой из N имеющихся. Схемы каждого из включенных и включаемого двигателя должны быть свернуты до первичных зажимов АГ. Тогда схема, изображенная на рис. 6.4, приобретает вид, как на рис. 6.5.

178