лабораторная работа / 0014229_2A0A5_laboratornaya_rabota_6

Цель работы

Изучение математической модели генераторного агрегата, составление программ расчета и исследование переходных процессов.

Ход работы

Генераторные агрегаты (ГА) являются основными источниками электроэнергии на судах. ГА состоят из генератора, как правило, синхронного с явно выраженными полюсами, и приводного двигателя. Наибольшее распространение в качестве приводных двигателей нашли вспомогательные дизели (ВД). Для стабилизации напряжения и частоты судовой сети в состав ГА входят системы регулирования напряжения и частоты вращения (САРЧ).

Математическая модель дизель-генераторного агрегата состоит из модели синхронного генератора, вспомогательного дизеля, САРН и САРЧ.

Рис.№1 Структурная схема одноимпульсной САР частоты вращения ВД прямого действия

ВД - вспомогательный дизель, Р - рычаг, РТН - рейка топливного насоса, ЦМ - центробежный механизм, Д -демпфер, РП - редуктор и пружина, СД –серводвигатель.

Рис.№2 Структурная схема модели генераторного агрегата, работающего на асинхронный электропривод

Уравнение момента ПД:

Где m_е - момент двигателя; х- отклонение регулирующего органа; w- частота вращения двигателя.

Уравнение САРЧ:

Т_р - постоянная времени регулятора;

- положение рейки топливного насоса.

Нагрузка ВД:

Уравнение моментов ГА:

for K=0 to N

T=T+dT

if T<1 then Kl=100 else Kl=5

if t<1 then K2=100 else K2=l

rem SG

S=Wg-Wad

Xs=(l-Mu)*X

Rl=Mu*X*S*Wb*Tr/(l+(S*Wb*Tr)^2)

Xl=Mu*X/(l+(S*Wb*Tr)^2)

Re=Kl*(R+Rl)

Xe=Kl*(Xs+Xl)

Id=(Xe+Xq)*Fw/((Xe+Xds)*(Xe+Xq)+Re^2)

Iq=Re*Id/(Xq+Xe)

I=sqr(Id^2+Iq^2)

Uq=Fw-Xds*Id

Ud=Xq*Iq

U=sqr(Uq^2+Ud^2)

Mg=Uq*Iq+Ud*Id

Rem ARN

PIy=(-Iy+Kk*(U-Uh))/Tk

Iy=Iy+pIy*dT

if Iy>l then ly=l

if Iy<0 then Iy=0

Uw=Ku*Uq+Xd*Id-Iy

if Uw>4 then Uw=4

Iw=Uq+Xd*Id

pFw=(Uw-Iw)/Tw

Fw=Fw+pFw*dT

rem AD

Rea=K2*(R+Rl)

Xea=K2*(Xs+Xl)

Zea=sqr(Rea^2+Xea^2)

Ida=(Xea*Uq+Rea*Ud)/Zea^2

Iqa=(Rea*Ida-Ud)/Xea

Ia=sqr(Ida^2+Iqa^2)

Mad=Uq*Iqa+Ud*Ida-R*Ia^2

if t>.l then Mc=.l+.85*Wad^2

if t>1.8 then Mc=3

pWad=(Mad-Mc)^a

Wad=Wad+pWad*dT

if Wad<0 then Wad=0

rem Diesel

pWg=(Mp-Mg)/Tj

Wg=Wg+pWg*dT

pMp=(-Mp-Kp*(Wg-Wng))/Tp

Mp=Mp+pMp*dT

if Mp>1.1 then Mp=1.1

Рис.№3 Фрагмент программы и блок-схема алгоритма расчета переходных характеристик ГА при пуске асинхронного электропривода

Рис.№4 Графики переходных процессов при пуске АЭП

Рис.№5 Изменение параметров СГ при увеличении Х_d

Рис.№6 Изменение параметров СГ при увеличении Х_q

Рис.№7 Изменение параметров АРН при увеличении К_u

Рис.№8 Изменение параметров АРН при увеличении I_u

Рис.№9 Изменение параметров ПД при уменьшении Т_j

Рис.№10 Изменение параметров АРЧ при увеличение Т_р

Увеличив постоянную времени регулятора (АРЧ) Т_р, добиваемся того, что АРЧ перестал регулировать частоту вращения ПД с первоначальной точностью, вследствие чего характер изменения момента ПД М_р стал колебательным.

Вывод: При выполнении лабораторной работы мы изучили математическую модель генераторного агрегата, составили программы расчета и исследовали переходные процессы