Под основной понимается характеристика или м(s), получаемая при номинальной частотеfНи напряженииU1нФна обмотке статора ад.

Ниже изложена методика расчета статических характеристик (основной и регулировочной) системы ТПЧ-Д при условиях, что выходным звеном ТПЧ является инвертор напряжения и применен закон частотного управления, обеспечивающий приf_1i<f_1Hпостоянство критического момента, равного критическому моменту на естественной М_КЕхарактеристике, на всех регулировочных характеристиках.

Для расчета основной характеристики М(S) следует воспользоваться уравнениями 3.4 или 4.4 (тема4), подставляя в них скольжение, изменяемое в пределах:

Для получения зависимости М() используют формулу:

где

III. Расчет регулировочной механической характеристики в нижнем поддиапазоне регулирования скорости.

В этом режиме работы

Если известна частота напряжения то характеристику М(S) можно рассчитать по формуле 3.4., подставляя в неё величины:

;

где - относительная частота;

- индуктивное сопротивление короткого замыкания при номинальной частоте

Необходимую величину напряжения U_Фi определяют по формуле:

где М_КЕ - критический момент на естественной характеристике.

Регулировочную характеристику мощно рассчитать также пользуясь формулой 4.4., в которую подставляют :

, ;

Скорость вращения вала двигателя определяют по формуле:

, где

IV.Расчет регулировочной механической характеристики в верхнем поддиапазоне регулирования скорости. В указанном режиме работы ,

Для расчета регулировочной характеристики применяют уравнение 3.4., в которое следует подставить величины: ,где>1

Можно для расчета характеристики применить формулу 4.4. в которую подставляют величины:

, ,

Для расчета характеристики задаются скольжением в пределах

Механические характеристики системы ТПЧ-Д при указанных пределах изменения скольжения и известных допущениях /1/ являются линейными. /см.рис.2.5/.

Б



_ОН

0

_ОН

олее точный вид характеристик показан на рис. 2.7.

Рис. 2.7. Семейство механических характеристик системы ТПЧ-Д при двухзонном рекупировании скорости вращения.

V.Расчет требуемой частоты.

В расчетной практике часто встречается задача – рассчитать характеристику М(), проходящую через точку с заданными координатами₁, М₁(см., например, точку 1 на рис. 2.5). Частота и напряжение при этом не известны.

Методика расчета требуемой частоты напряжения следующая:

1. Рассчитывается и строится естественная характеристика М(). Для расчета используются формулы (3.4. или 4.4.)

2. Рассчитывается модуль жесткости естественной характеристики:

Считаем, что при частотном управлении =constна всех регулировочных характеристик. /1/

3. Определяется перепад скорости на искомой регулировочной характеристике при нагрузки АД от М=0 до М=М₁(рис.2.5.)

4. Определяется скорость и.х.х. на искомой характеристике

5. Рассчитывается требуемая частота напряжения

Аналогично выполняется расчет требуемой частоты f₁>f_H, если привод должен работать в верхнем поддиапазоне регулирования скорости.

VI. Расчет параметров структурной схемы.

Структурная схема линеаризованной системы ТПЧ-Д приведена в /1,с.308/. Она представляет собой структурную схему АД (см. тему 4) и динамического звена на её входе с передаточной функцией ТПЧ:

,

где U_УЧ, К_УЧ– напряжение управления частотой и коэффициент усиления ТПЧ по каналу частоты.

__

U_У.Ч.

₀

__

М_С



Рис. 3.7. Структурная схема системы ТПЧ-Д.

Параметры структурной схемы рассчитываются по формулам:

;

VII. Расчет энергетических показателей системы.

Методика расчета потерь мощности, энергии общего расхода энергии приведена в /15,с.70/.

Ориентировочное значение коэффициента мощности можно рассчитать по формуле:

Расчет КПД можно выполнить по формулам, приведены в темах 4 и 5 данной методички.

Тема 8. РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРОПРИВОДАХ ПРИ₀=const.

Статические характеристики ЭППТ с ДНВ при реостатном пуске в три ступени, динамическом торможении и противовключении показаны на рис. 1.8.

Рис. 1.8. Статические характеристики ЭППТ.

Нагрузка на валу двигателя М_С=const имеет реактивный характер.

Методика построения пусковой диаграммы (рис.4.2.), расчета пусковых и тормозных сопротивлений изложена в теме 2.

Расчет механических переходных процессов во всех режимах при Ф=Ф_Н=const выполняют по формулам, которые в общем виде имеют следующий вид:

где - текущее значения скорости вращения момента и тока якоря соответствующие текущему значению времениt_i;

_Сi – статическая скорость вращения на i-ой характеристике при М=М_С;

Т_Мi – электромеханическая постоянная времени на i-ой характеристике;

_НАЧ.i, M_НАЧ,i - начальные условия переходного процесса на i-ой характеристике;

t_ПП.i – длительность переходного процесса на i-ой характеристике (или ступени).

I. Расчет переходного процесса при реостатном пуске в три ступени (см. рис.1.8).

Расчет переходного процесса выполняют по ступеням пуска. Для расчета используют уравнения (1.8), подставляя в них конкретные начальные условия, характеризующие каждую ступень пуска.

а) Первая ступень пуска

Начальные условия:

Электромеханическая постоянная времени:

,

R1,₁ – сопротивление первой ступени (рис.4.2.) и соответствующий модуль жесткости характеристики (М).

Длительность процесса разгона на первой ступени:

где (рис.1.8.)

Для построения графиков необходимо 5-6 расчетных точек. Данные расчета переходного процесса сводят в таблицу.

б). Вторая ступень пуска.

Начальные условия:

Электромеханическая постоянная времени:

Получим , т.к.

Длительность процесса разгона:

где

Получим , т.к.

в) Расчет переходного процесса на третьей ступени пуска выполняют аналогично.

г)Разгон на естественной характеристике:

Начальные условия:

Электромеханическая постоянная времени:

Длительность переходного процесса разгона

Общее время процесса пуска

По данным расчетов строят графики переходного процесса (рис.2.8.)

М,

₀

М₁

М₂

М_С

₀(t)

(t)

t₁ t₂ t₃ t,С

t_E

t_П

Рис. 2.8. Графики переходных процессов при пуске првода.

II. Расчет переходного процесса в режиме динамического торможения.

Для расчета применяют уравнения 1.8.

Начальные условия:

(рис.1.8)

Электромеханическая постоянная времени:

где

Время торможения:

При торможении до неподвижного состояния _КОН=0. По данным расчетов строят графики переходного процесса (рис.3.8.)

Рис. 3.8. Графики переходного процесса в режиме динамического торможения при реактивном М_С.