Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Донбасская государственная машиностроительная академия

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Г-Д.doc

Скачиваний:

Добавлен:

11.11.2019

Размер:

655.36 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 33

Определение коэффициента форсировки

Для сокращения длительности переходного процесса в системе генератор - двигатель используются методы форсированного изменения тока возбуждения. Как правило, форсировка возбуждения осуществляется за счет приложения повышенного напряжения Uс к цепи возбуждения генератора на период разгона двигателя до основной скорости

(23)

где Кф - коэффициент форсировки;

Uв - напряжение на обмотке возбуждения генератора в установившемся режиме, В;

(24)

Предварительное значение коэффициента форсировки определяет из условия, что R1 во время форсировки закорочено, и максимальный ток якоря Iямах во время пуска не превысит допустимого I_ДОП= (2 - 2,5) Iнд .

Согласно [4]:

(25)

где Iкз- ток короткого замыкания при ЭДС генератора, обеспечивающей номинальную скорость вращения двигателя, А.

(26)

где Ег1 - ЭДС генератора, обеспечивающая основную скорость вращения двигателя, В.

(27)

где Ic- - ток статической нагрузки.

Выбирая Uс, следует ориентироваться на стандартные напряжения 110, 220, 440 и 660 В с таким расчетом, чтобы обеспечить требуемую форсировку. Так как вероятность строгого совпадения Uc, со стандартным напряжением мала, то принимают ближайшее большее стандартное значение. В этом случае, чтобы снизить темп нарастания Iвг, а следовательно, и I_Я , последовательно с цепью обмотки возбуждения включают дополнительное сопротивление R1 .

Расчет сопротивления резисторов

в цепи обмотки возбуждения генератора

I. Определение сопротивления разрядного резистора R4 . При выборе разрядного резистора R4 необходимо выполнить два условия.

Допустимое перенапряжение на обмотке возбуждения генератора в момент ее отключения под номинальным током не должно превышать десятикратного номинального напряжения возбуждения, т.е.

(28)

Ток якорной цепи не должен превышать допустимого по условиям коммутации:

(29)

где K - коэффициент перегрузки по току, К = 2÷2,5

Для расчета R4 пользуются упрощенными зависимостями из [4]:

(30)

где Тво - постоянная времени обмотки возбуждения при ее отключении,

Тво = Lв/(Rвг+R4), с.

С учетом условия (29) выражение (30) преобразуется к виду:

(31)

г де

Решение трансцендентного уравнения (31) может быть найдено либо на ЭЦВМ с использованием метода дихотомии, либо графически: определив отношение (Тм/Тв), для нескольких значений n в диапазоне от 2 до 10 вычислить правую часть уравнения (31).

Построить кривую зависимости правой части от n, а затем по кривой найти значение n, при котором выполняется условие (31). После определения R4 произвести проверку выполнения условия (28) и при необходимости cкорректировать выбранное значение.

2. Определение сопротивления регулировочных резисторов R1, R2 , R3 . Резистор R1 при форсированном пуске служит для гашения избытка сетевого напряжения

(32)

Сопротивление резистора R1 приближенно можно определить по формуле

(33)

где i_вср - ток в цепи возбуждения при форсировке

(34)

где I_ВГ - ток возбуждения генератора при форсировке,

I_R₄ - ток в разрядном сопротивлении

Уточненное значение R1 определяют из условия [4]:

(35)

где

(36)

(37)

Задаваясь значениями R1, близкими к значениям сопротивления R1 определенным по формуле (33), строят зависимость Iя мах = f(R1) по (35). Значение R1 определяется точкой пересечения кривой и линии

Резистор R2 должен обеспечить получение основной угловой скорости вращения после снятия форсировки. Его сопротивление

(38)

Сопротивление резистора RЗ находят из условия получения половинной скорости вращения двигателя:

(39)

Где I_ВГ
0,5 – ток возбуждения генератора, обеспечивающий половинную скорость вращения, А.

Значение I_ВГ
0,5найти по характеристике холостого хода Е_Г = f(I_ВГ) для ЭДС генератора, соответствующей половинной скорости:

(40)

Расчет переходных процессов графоаналитическим методом

В данном разделе необходимо рассчитать, как изменяются во времени при пуске, остановке и реверсе ток возбуждения и ЭДС генератора, ток якорной цепи, ЭДС и угловая скорость вращения двигателя. Построить зависимости

Расчет переходит: процессов в обмотке возбуждения генератора. Исходными служат уравнения электрического равновесия в цепи возбуждения генератора:

(41)

Исключив и получим:

Переходя к конечным приращениям, получают формулу для численного расчета на j-м шаге:

(43)

Где

- длительность j-го шага;

И - соответственно приращение и среднее значение тока возбуждения на j-м шаге.

З адаваясь на графике зависимостями , приращением по формуле (43) рассчитывать , начав со значений Lвj и Iвгj, соответствующих начальным условиям переходного процесса.

Среднее значение тока возбуждения на j-м шаге:

(44)

Где - начальное значение тока возбуждения на j-м шаге.

При остановке двигателя обмотку возбуждения генератора отключают от источника питания и замыкают на разрядное сопротивление R4 , Численный расчет переходного процесса производят в этом случае по формуле:

(45)

При реверсировании двигателя в формуле (43) Uc имеет знак “—“.

Следует учесть, что при расчете пуска значения I_ВГj положительны, а для реверса и остановка отрицательны.

Одновременно с расчетом тока возбуждения по кривой намагничивания определяют магнитный поток и ЗДС генератора. Расчет удобно свести в табл.2. Переходный процесс рассчитывают до достижения током возбуждения значения Iвгн .

Расчет переходных процессов в якорной цепи системы генератор- двигатель. Для расчета зависимостей тока якорной цепи Iя=f(t) и скорости двигателя (ω = f(t).) используют уравнения движения электропривода, электрического равновесия якорной цепи и электромеханического преобразования:

(46)

Из системы (46) после преобразований получают выражение для численного расчета Iя=f(t) в конечных приращениях:

(47)

Выражение (47) описывает переходный процесс Iя=f(t) при вращении якоря двигателя. При пуске трогание двигателя произойдет в момент, когда ток в якорной цепи достигает значения Ic , т.е. переходному процессу с вращающимся якорем предшествует переходный процесс при неподвижном якоре, когда ток Iя изменяется только за счет изменения ЭДС генератора

(48)

В ремя запаздывания трогания tз, определяют из условия, что при

(49)

Таблица 2

Расчет переходных процессов в обмотке возбуждения генератора

Н ачальное значение тока в (47) следует принимать Iя =I_С . Расчеты наполняют с использованием ранее полученной зависимости E= f(t), задаваясь значением . Производить на каждом шаге уточнение (одно), т.е. первый раз рассчитать ΔIяj , приняв Iясрj =Iяначj, а второй раз:

(50)

Изменение угловой скорости вращения двигателя определяется по формуле (7).

Расчет переходных процессов по току якоря и скорости двигателя удобно свести в табл.3, построить графики Iя = f(t), ω = f(t).

При расчете момент сопротивления Мс принять реактивным. В пояснительной записке следует указать отличие переходного процесса при активном моменте сопротивления от рассчитанного.

Расчет переходных процессов в электроприводе на ЭЦВМ

Переходные процессы в электроприводе описываются системой уравнений:

(51)

Исходные данные для расчета:

Lв - индуктивность обмотки возбуждения генератора, Гн;

Rвг - сопротивление обмотки возбуждения генератора, Ом;

ω₀ -скорость холостого хода двигателя, рад/с;

Кф - коэффициент форсировки;

Ic - ток статической нагрузки двигателя, А;

КФн - постоянная двигателя, Вс;

J - момент инерции электропривода, кг*м^2;

R_ЯΣ - сопротивление якорной цепи, Ом;

R₄ - разрядное сопротивление, Ом.

Таблица 3

Расчет переходных процессов в якорной цепи системы генератор-двигатель

В алгоритме программы расчета переходных процессов (рис.2) использованы следующие обозначения:

СDУ - система дифференциальных уравнений;

t - текущее время;

Δt - шаг (приращение) по времени;

t_K- длительность переходного процесса;

Ег - текущее значение ЭДС генератора;

Егуст - установившееся значения ЭДС генератора;

Мс - статический момент исполнительного механизма;

ω - текущее значение угловой скорости вращения двигателя.

Описание программы. Программа расчета переходных процессов в системе генератор - двигатель реализована на языке Бейсик для ПЭВМ "Искра 1030". Программа обеспечивает расчет переходных процессов при пуске, реверсе и останове электропривода. В нее входят подпрограммы выбора режима работы "РЕЖИМ", подготовки к решению CDУ - "ПОДГОТОВКА" и "РЕШЕНИЕ СDУ".

При использовании программы с клавиатуры следует ввести исходные данные в порядке, приведенном выше, отвечая на вопросы, которые появляются на дисплее. В результате выполнения расчетов ПЭВМ выдает информацию на печать в виде таблицы, в каждой строке которой представлены значения угловой скорости двигателя - ω, тока якоря - Iя , ЭДС генератора - Е г , времени - t . В конце таблицы выводится информация о характере статического момента и конечные значения ω, Iя, Ег, t (см. пример расчета).

По результатам расчета строятся кривые ω = f(t) ,Iя=f(t), Ег=f(t).

Для выполнения расчетов необходимо хорошо уяснить алгоритм расчета и после собеседования с руководителем курсовой работы получить задание и разрешение на расчет.

В пояснительной записке привести алгоритм расчета с пояснениями, результаты расчета, выданные ПЭВМ, дать анализ влияния параметров, электропривода на переходный процесс, сопоставить результаты с графоаналитическим расчетом.