Лабораторные / Лаб4. Нуртазин
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра САУ
отчет
по лабораторной работе № 4
по дисциплине «СУСЭЭСМТ»
Тема: «Математическое моделирование судового синхронного генератора и изучение его статических характеристик»
Вариант 12
Студент гр. 6408 |
|
Нуртазин И. |
Преподаватель |
|
Абдуллаева З. М. |
Санкт-Петербург
2020
Лабораторная работа № 4
Математическое моделирование судового синхронного генератора и изучение его статических характеристик
Цель работы:
Расчет численных величин коэффициентов связи и постоянных времени полной системы уравнений судового синхронного генератора и разработка расчетной математической модели для построения статических характеристик судового синхронного генератора.
Задачи:
Изучить полное математическое описание судового синхронного генератора;
Рассчитать значения коэффициентов связи и постоянных времени полной системы уравнений судового синхронного генератора;
Разработать расчетную систему уравнений для построения статических характеристик судового синхронного генератора;
Построить внешнюю и регулировочную характеристики судового синхронного генератора.
Структурная схема математической модели (рисунок 1):
Рисунок 1 – Структурная схема изучаемой модели
СГ – синхронный генератор;
ОВ – обмотка возбуждения;
– напряжение и ток возбуждения;
– сопротивление нагрузки
– ЭДС фазных обмоток статора;
– ток статора СГ.
Ход работы:
Расчет численных величин коэффициентов связи и постоянных времени полной системы уравнений судового синхронного генератора. Исходные данные представлены ниже:
Расчет численных величин и постоянных времени осуществляется по формулам ниже:
Полученные результаты используются в системе уравнений синхронной машины
Разработка системы расчетных уравнений для построения статических характеристик судового синхронного генератора МСК
Упрощенная система уравнений судового синхронного генератора для случая, когда пренебрегаем апериодическими составляющими в статоре, принимаем активное сопротивление статора равным нулю, а скорость вращения первичного двигателя считается неизменной и равной синхронной скорости машины.
Рассчитаем все составляющие напряжения, тока статора и тока возбуждения судового генератора при условии, что напряжение на зажимах генератора равно номинальной величине. Зададимся полной номинальной нагрузкой генератора (при cosφ=0.8)
Параметры машины МСК 92-4:
Проверка:
Полученные результаты сходятся с исходными данными.
В таблице 1 представлены полученные значения при Sn = 1.25
Таблица 1 – Составляющие тока и напряжения
cosϕ |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
iq |
0,055 |
0,11 |
0,166 |
0,223 |
0,282 |
0,345 |
0,413 |
0,488 |
0,579 |
uq |
0,998 |
0,994 |
0,985 |
0,973 |
0,957 |
0,935 |
0,905 |
0,865 |
0,803 |
id |
1,249 |
1,245 |
1,239 |
1,23 |
1,218 |
1,201 |
1,18 |
1,151 |
1,108 |
ud |
0,056 |
0,113 |
0,171 |
0,23 |
0,291 |
0,356 |
0,425 |
0,502 |
0,596 |
if |
3,633 |
3,621 |
3,599 |
3,568 |
3,526 |
3,469 |
3,395 |
3,293 |
3,141 |
На рисунке 2 изображены составляющие тока и напряжения при изменении cosφ от 0.1 до 0.9
Рисунок 2 – Составляющие тока и напряжения
Параметры для построения регулировочной характеристики представлены ниже.
cos φ = 0.1
sn |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
1,25 |
i3 |
0,05 |
0,15 |
0,35 |
0,6 |
0,9 |
cos φ = 0.8
sn |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
1,25 |
i1 |
0,15 |
0,35 |
0,55 |
0,8 |
1,1 |
cos φ = 1
sn |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
1,25 |
i2 |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
1,25 |
Регулировочная характеристика представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 – Регулировочная характеристика
Расчет внешних характеристик генератора:
Параметры для построение внешних характеристик генератора представлены ниже
cosϕ |
0,8 |
|
|
|
|
Yn |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
1,25 |
u |
2,4 |
2 |
1,6 |
1,2 |
0,8 |
i |
0,601 |
0,909 |
1,079 |
1,182 |
1,25 |
|
|
|
|
|
|
cosϕ |
1 |
|
|
|
|
Yn |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
1,25 |
u |
2,332 |
1,686 |
1,284 |
1,024 |
0,847 |
i |
0,583 |
0,843 |
0,963 |
1,024 |
1,058 |
|
|
|
|
|
|
cosϕ |
0,1 |
|
|
|
|
Yn |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
1,25 |
u |
2,539 |
2,109 |
1,826 |
1,621 |
1,464 |
i |
0,635 |
1,054 |
1,369 |
1,621 |
1,83 |
На рисунке 4 приведены внешние характеристики генератора.
Рисунок 4 – Внешние характеристики
Выводы:
В ходе работы был произведен расчет численных величин коэффициентов связи и постоянных времени полной системы уравнений судового синхронного генератора, а также разработана расчетная математическая модель для построения статических характеристик судового синхронного генератора.
При увеличении cosφ происходит уменьшении составляющих токов if и id, но возрастает iq, а также составляющая напряжения uq уменьшается, а ud возрастает.
Ток нагрузки практически линейно увеличивается при возрастании sn, при увеличении cosφ график смещается на значения выше.