6.2 Расчет переходных процессов и определение показателей качества

При моделировании рассмотрим переходный процесс разгона электропривода насосной установки для охлаждения машины непрерывного литья заготовок до номинальной скорости ω_ном=151,77рад/с с номинальным расходомQ=200м³/ч, при заданном напоре 20,41м. Открытие задвижки будет осуществляться по противодавлению, при преодолении статического напора Н_с=5м. На 2 секунде произойдет скачкообразное изменение требуемого расхода воды с 200м³/ч на 160 м³/ч. Графики переходных процессов, полученные в результате имитационного моделирования в средеMatlab2012a, представлены на рисунках 6.7-6.15:

Рисунок 6.7 - График зависимости задания напора от времени во время пуска электродвигателя 5А160М4 от преобразователя частоты

Рисунок 6.8 - График зависимости угловой скорости от времени во время пуска электродвигателя 5А160М4 от преобразователя частоты

Рисунок 6.9 - График зависимости электромагнитного момента от времени во время пуска электродвигателя 5А160М4 от преобразователя частоты

Рисунок 6.10 - График зависимости статического момента от времени во время пуска электродвигателя 5А160М4 от преобразователя частоты

Рисунок 6.11 - График зависимости действующего значения тока статора от времени во время пуска электродвигателя 5А160М4 от преобразователя частоты

Рисунок 6.12 - График зависимости мгновенного значения тока статора фазы А от времени во время пуска электродвигателя 5А160М4 от преобразователя частоты

Рисунок 6.13 - График зависимости мгновенного значения тока ротора фазы А от времени во время пуска электродвигателя 5А160М4 от преобразователя частоты

Рисунок 6.14 - График зависимости расхода от времени во время пуска электродвигателя 5А160М4 от преобразователя частоты

Рисунок 6.15 - График зависимости напора от времени во время пуска электродвигателя 5А160М4 от преобразователя частоты

Рисунок 6.16 - График зависимости напора от времени во время скачкообразного изменения расхода с 200м³/ч на 160м³/ч

В результате компьютерного имитационного моделирования были получены переходные процессы автоматизированного электропривода насосной установки для охлаждения машины непрерывного литья заготовок.

Качество регулирования принято оценивать следующими основными показателями:

1. величиной перерегулирования;

2. быстродействием или временем регулирования;

3. числом колебаний регулируемой величины за время переходного процесса.

Из рисунка 6.7 видно, что значение перерегулирования по скорости очень мало, это объясняется наличием на входе системы задатчика интенсивности.

Рассчитаем перерегулирование по скорости (рисунок 6.14):

(6.4)

Колебательность системы равна нулю, так как значения не превосходят 5% от установившегося режима.

Быстродействие, определяемое временем достижения системой значения установившегося состояния, составляет 1,3 секунды.

6.3 Построение статических характеристик электропривода

Семейство механических характеристик идеализированного асинхронного двигателя, при частотном управлении при квадратичном статическом моменте, строится по системе уравнений [7]:

(6.5)

где - относительная частота.

Подставим известные нам значения в (6.5) и получим систему уравнений, для нахождения семейства механических характеристик.

(6.6)

Подставляя различные α в систему уравнений (6.6), с помощью программы MicrosoftOfficeExcel2007, рассчитаем и построим 3 механические характеристики, соответствующие для α равных 1; 0,8; 0,6. Семейство механических характеристик приведены на рисунке 6.17:

Рисунок 6.17 - Механические характеристики электродвигателя 5А160М4 при частотном управлении по закону U/f=const