Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Белорусский национальный технический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

ПЕЧАТь

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

31.05.2015

Размер:

3.28 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 136 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

β – модуль жесткости механической характеристики АД при данном статическом моменте;

βс	– модуль жесткости механической характеристики
турбомеханизма;
Sк.е – критическое скольжение на естественной механической
характеристике АД;
Tэ	– электромагнитная постоянная времени АД.
В результате получаем линеаризованную структурную схему,
приведенную на рисунке 5.2, где
	H H		H0	,
	H H			,
	1	0	ном		(5.8)
					(5.8)

H1 – напор турбомеханизма при Q = 0 и данной скорости ω.

Рисунок 5.2 - Линеаризованная структурная схема электропривода при стабилизации напора в рабочем диапазоне

Структурную схему рисунке 5.2 можно преобразовать к более удобному виду (рисунок 5.3).

Рисунок 5.3 - Преобразованная линеаризованная структурная схема электропривода

Для структурной схемы рисунок 5.4, полученной из рисунка 5.3,

рассмотрим передаточную функцию от возмущающего воздействия Q'L:

Рисунок 5.4 - Окончательный вид линеаризованной структурной схемы

Следующие уравнения описывают приведённую выше,

линеаризованную структурную схему:
	H ( p)	1	при Hз (р) = 0,	(5.9)
	Q' ( p)	W 1	при Hз (р) = 0,	(5.9)
	Q' ( p)	W 1
	L	0

где

W0 Wp k f W2kH ,

( p)

k (1 pTэ )(1 pTc )

; Tc

; QL'

cQ2 kН k

' ,

ном

kН k ' kH

( min

M min

(5.10)

(5.11)

(5.12)

Обычно в электроприводе турбомеханизма предусматривается ПИ-

регулятор давления с передаточной функцией:

k Wp kp TИpp .

Подставляем (5.13) в (5.10) и с учетом (5.11) находим:

W0	kpTИ p kp	k	,
W0		1	,
		1
	TИ p	k (1 pTэ )(1 pTс )

где

k1 k f kH k .

k (1 pTэ )(1 pTс ) 1 pT1,

Тогда

W	k1kp (1 pTИ )	1	,


0	TИ p	1 pT1
	TИ p	1 pT1

где

T1 Tэ Tc .

(5.13)

(5.14)

(5.15)

(5.16)

(5.17)

(5.18)

Постоянную интегрирования Ти регулятора давления принимаем

равной:

	TИ T1 Tэ							Tc			,		(5.19)
													(5.19)
		W					k1kp	,
		W						,
		0					TИ p
							TИ p						(5.20)
													(5.20)
	H ( p)				1						TИ p
												.
	Q' ( p)		W 1						T p k k			.	(5.21)
	L				0				И		1 p		(5.21)
	L				0				И		1 p
Коэффициент усиления регулятора давления находим из
следующего условия:
		H			k 1 f					,			(5.22)
				з			p 1ном						(5.22)
				з			p 1ном
Откуда станет известно:
		k p				f1ном		.
		k p						.					(5.23)
							H з

5.3Расчет параметров объекта управления, датчиков и исполнительного устройства.

Объектом управления является асинхронный двигатель.

Линеаризованная структурная схема асинхронного двигателя представлена на рисунке 5.5:

Рисунок 5.5 – Линеаризованная структурная схема асинхронного двигателя

Необходимо рассчитать основные параметры эквивалентной схемы замещения двигателя, это уже было сделано в третьей главе настоящего дипломного проекта, поэтому продублируем результаты данного расчёта:

Номинальное скольжение:

Sном n0 nном 3000 2955 0,015. n0 3000

Номинальная угловая скорость:

ном nном 3,14 2955 309, 4 рад / с. 30 30

Синхронная угловая скорость:

0 n0 3,14 3000 314 рад / с. 30 30

Номинальные потери мощности:

Р		90000 (1 0,935)	6256, 68Вт.

ном	0,935

Принимаем:

Pмх.ном 0, 05 6256, 68 312,83Вт.,

Pст.ном 0, 2 6256, 68 1251,34Вт,

Рдоб.2 (0, 01 0, 05) Рном 0, 03 6256, 68 187, 7Вт.

Момент холостого хода:

M0	Pмех.ном Рдоб.2	312,83	187,7	1,62Нм.
	ном	309,	4

Электромагнитный номинальный момент:

Мэ.ном Мном М0 291 1, 62 292, 62Нм.

(5.24)

(5.25)

(5.26)

(5.27)

(5.28)

(5.29)

(5.30)

(5.31)

Активное сопротивление обмотки статора:

Рпер.2ном

Pпер.1ном Рпер.ном

Переменные номинальные потери мощности в обмотках статора:

(5.35)

3456, 73 1378, 24 2078, 49Вт

Переменные номинальные потери мощности в роторе:

Рпер.2ном Мэ.ном 0Sном 292, 62 314 0, 015 1378, 24Вт.

(5.32)

Задаемся коэффициентом загрузки kз,m, соответствующим максимальному к.п.д. АД:

kз,m = 0,5 – 1,0.

Переменные номинальные потери мощности при kз,m = 0,9:

Р	6256, 68	3456, 73Вт.
	1 0,92
пер.ном

Постоянные потери мощности:

Рпост Рном Рпер.ном 6256, 68 3456, 73 2799,9Вт.

R	Pпер.1ном	2078, 49		0, 0281Ом,
	3I 2		1572
1		3
	1ном

Максимальное значение электромагнитного момента:

(5.33)

(5.34)

(5.36)

Mэ,max m Mном М0 2,7 291 1,62 787,32Нм.

(5.37)

Коэффициент:

в	3Uф2	.ном Sном	2R	3 2202 0, 015	2	0, 028	1,524Ом.	(5.38)

	Рпер.2ном		1	1378, 24

Сопротивление:

	3Uф2		.ном			3 2202
Z					R1		0, 0281 0, 266Ом.	(5.39)

	2 0	М		э,max		2 314 787,32

Приведенное активное сопротивление фазы ротора:

R
R	0,5S	ном	(в в2	4Z 2 )
2,0		ном			(5.40)
					(5.40)

0,5 0, 015 (1,524 1,5242 4 0, 2662 ) 0, 0221Ом.

Индуктивное сопротивление короткого замыкания:

x		Z 2 R2		0, 2662 0, 02812	0, 265Ом.	(5.41)
k ,0		1

Критическое скольжение:

		R			0, 0221
Sk		2,0			0, 0221			0, 083.		(5.42)
Sk		Z			0, 266			0, 083.		(5.42)
		Z			0, 266
Коэффициент a:
	a			R1		0,	0281		1, 27.	(5.43)
	a		R						1, 27.	(5.43)
			R		0,		0221
				2,0

Рассчитывает электромагнитный момент АД по формуле Клосса для найденных параметров и скольжения S = Sном:

М (Sном )	2М	э,max (1 aSk )			2 787, 32(1 1, 27 0, 083)			293, 78Нм.	(5.44)
	Sном		Sk	2aSk	0, 015	0, 083	2 1, 27 0, 083

	Sk		Sном		0, 083	0, 015

Сравниваем Мэ.ном, рассчитанный по формуле (5.30), с М(Sном). Если погрешность m превышает допустимую (обычно 5-10%), то корректируем kз,m и М0 , а затем повторяем расчет до получения требуемой погрешности.

	M (Sном ) М э.ном	293, 78 292, 62
m	M (Sном ) М э.ном	293, 78 292, 62	0, 004.	(5.45)
m	М э.ном	292, 62	0, 004.	(5.45)
	М э.ном	292, 62

Погрешность m не выходит за допустимые пределы, следовательно перерасчет производить не надо.

Принимаем:

х1,0 х '2,0 0,5хк0 0,5 0, 265 0,133Ом.

(5.46)

Ток холостого хода:


I ном Iном	1 cos ном 157			1 0,93 41,54 А.			(5.47)

Эквивалентное сопротивление намагничивающего контура:

												Pcт						1251,34
							R														0, 242Ом				(5.48)
							R					3I				2			3 41,542		0, 242Ом				(5.48)
													ном
Синус 0 холостого хода

						ном 2
			(R1 R )I			ном 2												(0, 0281 0, 242) 41, 54					2		(5.49)
sin 0	1												1											0, 999.
sin 0	1												1											0, 999.
			U		ф.ном															220
					ф.ном
Индуктивное сопротивление намагничивающего контура:
х		Uф.ном		sin		x					220				0,999 0,133 5,159Ом.										(5.50)
х				sin		x									0,999 0,133 5,159Ом.										(5.50)
		I			0		1			41,54
		I	ном							41,54
Определив значения сопротивлений, рассчитываем значения
индуктивностей:
					L1		X1 X									0,133 5,159					0, 017	Гн,			(5.51)
					L1		2		f									2 3,14 50			0, 017	Гн,			(5.51)
							2		f									2 3,14 50
					L2		X		2'	Х							0,133 5,159				0, 017	Гн,			(5.52)
					L2			2 f										2 3,14 50			0, 017	Гн,			(5.52)
								2 f										2 3,14 50
					L12				X									5,159		0, 016 Гн.					(5.53)

								2 f										3,14 50
								2 f						2				3,14 50

Индуктивности рассеивания статора и ротора:

L1			X1		0,133	0, 0004Гн,	(5.54)
				f	2 3,14 50
	2
L2			X	'	0,133	0, 0004Гн.	(5.55)
				2

		2 f			2 3,14 50

Рассчитаем эквивалентные сопротивления, индуктивности цепи статора и эквивалентную постоянную времени статора.

Эквивалентная индуктивность цепи статора:

L L	L122	0, 017	0, 0162	0, 002 Гн.

э 1	L2	0, 017

Эквивалентное сопротивление цепи статора:

R R	R L2	0, 0281	0, 0221 0,	0162	0, 048Ом.
	2 12
	2			2
э 1	2		0, 017	2
	L		0, 017
	2

Электромагнитная постоянная времени статора:

Tэ Lэ 0, 002 0, 042с .

Rэ 0, 048

Электромагнитная постоянная времени ротора:

(5.56)

(5.57)

(5.58)

T	L2		0, 017	0, 769с.	(5.59)
T				0, 769с.	(5.59)
2	R	0, 0221
	R	0, 0221
	2

Модуль жесткости механической характеристики:

2Мк			2 784,87	60, 23	Н м с	,	(5.60)
	S		314 0, 083		рад
		к
0

где Мк - критический момент, определяемый по формуле:

			3U 2		3 2202
Мк			1				784,87Н м.

		2 (R	R2		2 314(0, 0281
				X 2 )		0, 02812 0, 2652 )
	0 1		1	к

Тогда передаточная функция асинхронного двигателя примет вид:

WD			60, 23	.

		pTЭ	1 0, 042 p
	1

5.4Проектирование регуляторов на основании разработанных математических моделей и требований к автоматизированному электроприводу

Учитывая, что насосная установка работает с постоянной нагрузкой,

применим в нашей системе скалярное частотное управление по закону ψ1 = const с IR коспенсацией.

При скалярном частотном управлении скорость АД регулируется за счет изменения частоты и амплитуды напряжения. Все законы скалярного управления обеспечивают достижение требуемых статических характеристик и используются в электроприводе со "спокойной" нагрузкой.

Функциональная схема такого частотного управления может быть представлена в следующем виде:

Рисунок 5.6 – Функциональная схема асинхронного электропривод при частотном управлении по закону ψ1 = const с IR коспенсацией.

На схеме введены следующие обозначения:

ЗИ – задатчик интенсивности;

РЧ – регулятор частоты;

РН – регулятор напряжения;

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 136 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке печать234567

#
31.05.2015216.89 Кб74printsipialnaya.spl7
#
31.05.20153.28 Mб79ПЕЧАТь.pdf