Система ТП-Д с обратными связями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристики представляют собой  ломаные линии и имеют три  характерных точки:

1. Для первой характеристики
• ;
• ;
• ;
2. Для второй характеристики

• ;
• ; 
• ; 

3. Для третей характеристики

• ;
• ; 
• ; 

1.4 Построение  статических характеристик на  ЭВМ

По полученным значениям строим на ЭВМ статические характеристики системы ТП-Д с обратной связью по напряжению в среде Excel.

 

 

 

Рис 3. Статические характеристики системы ТП-Д с обратной связью по скорости в среде Excel

 

         Уравнения со описывают полученные «экскаваторные» характеристики, которые

используется в ЭП экскаваторов, кранов и других механизмов для автоматического

 ограничения вылечены электрических  и механических нагрузок 

допустимыми значениями и . Эти характеристики имеют

 два участка, при токах  ЭП работает на жестком участке характеристики,

а при токах нагрузки

 ЭП переходит работать на  мягкий участок характеристики, скорость двигателя начинает 

резко снижаться и при токе становится равной нулю.

Сравнив статические характеристики в среде Excel и построенные

вручную можно сделать вывод, что  расчет произведен верно.

Из полученных характеристик видно, что выполняются заданные и рассчитанные

  параметры системы.

• ток отсечки: ;
• ток стопорения для трех характеристик замкнутой системы ,
• которые приведены в таблице точек статических характеристик:
• ; ;
• значения скоростей:     ; _,
• жесткость характеристик.
• Ошибки _{, ,} условие удовлетворяется
• Диапозон регулирования обеспечивает требования начального условия (D=16)

2 Расчет электромеханических переходных процессов системы ТП-Д с обратными связями

2.1 Расчет  и   построение  электромеханических   переходных процессов системы  ЭП на ЭВМ

Система уравнения для расчета  статических характеристик дополняется  ещё трём уравнениям

Где

Определим электромеханическую постоянную времени  ,

для этого найдем полный момент инерции: ,

 Тогда  .

Определим электромагнитную постоянную времени , где

- индуктивность якорной цепи.

Индуктивность двигателя определим  по формуле:

Индуктивность трансформатора определим  так:

- индуктивностью уравнительного реактора, можно пренебречь.

Тогда .

Следовательно

Определим момент статический

По полученным значениям строим на ЭВМ динамические характеристики системы

ТП-Д с обратной связью по скорости в среде Mat Lab.

 

На основании системы уравнений  строится модель «реверсивный тиристорный 

преобразователь-двигатель (РТП-Д) в  среде Mat Lab. Реверсивный тиристорный

преобразователь обеспечивает протекание тока якоря в обоих направлениях,

он содержит две группы тиристоров, включенные встречно-параллельно друг другу. 

 

        Модель системы ТП-Д с ОС по скорости и току с отсечкой в среде Mat Lab

 

          Модель  содержит задатчики интенсивности  пуска и торможении; задатчик времени

пуска и длительности установившегося  режима ; задатчик скорости ; блоки коэффициентов усиления и передачи задатчик сигнала управления тиристорным преобразователем ; блок тиристорного преобразователя; два блока описания двигателя постоянного тока; блок отсечки по току; блок задания нагрузки; измерительные приборы

 

 

Рис 4 Динамические характеристики системы ТП-Д с обратной связью по скорости в среде Matlabe

На основании полученных динамических характеристик можно  сделать вывод, что : время переходного  процесса при пуске двигателя  составляет 2,5 секунды, при работе на естественной характеристике и набросе нагрузки состовляет 3 секунд, при торможении состовляет 3 секунды. Время всего цикла работы двигателя состовляет 8,5 секунды , что обеспечивет требование в задании. Рабочее время работы составляет примерно 5 секунд .

Значение G (перерегулирования) составляет   и определяется по формуле:

_{При возмущении:}

_{При нагрузке :}

_{Большая колебательность  в переходном процессе обусловлена большим  значением индуктивности  якорной цепи (Гн)}

3. Проверочный расчет мощности электродвигателя  для заданного

цикла работы системы  ЭП.

Надежность работы ЭП и его экономичность  зависят от правильного выбора мощности двигателя.

В связи  этим одним из критериев  выбора двигателя по мощности является температура его обмоток.

Второе условие выбора состоит  в проверки способности двигателя в период максимальных нагрузок и при пуске его в ход.

Для проведения проверки двигателя  по нагреву будем использовать метод  эквивалентного тока, который основан  на предпосылке, что потери в электрической  машине могут быть разделены на две составляющие: не зависящие от нагрузки двигателя постоянные потери К и переменные потери, определяемые нагрузкой и активным сопротивлением главных цеей двигателя:

Тогда зная кривую , можно определить среднеквадратичный ток двигателя с независимой вентиляцией. Среднеквадратичный ток двигателя для ступенчатого графика тока определяется выражением:

Если отдельные участки графика  тока представлены не ступенями, а трапециями или треугольниками, то в этом случае вместо слагаемого следует поставить:

1. Для трапеции 

Где и - значение тока начала и конца j - ого участка.

2. Для треугольника 

Разобьем кривую на рис.6 на 8 участков для каждого из которых запишем:

1. первый участок участок трапеция

          

2. второй участок прямоугольник

  

3. третий участок трапеция

      

4. четвертый участок прямоугольник

            ( )

5. пятый участок трапеция

  ( )

6. шестой участок прямоугольник

      ( )

Теперь найдем среднеквадратичный ток:

Условие проверки двигателя по нагреву: ;

Вывод: двигатель прошел проверку по нагреву, а следовательно такой двигатель можно применять к эксплуатации в данном ЭП

На основании полученных ранее  динамических характеристик произведем проверку двигателя на перегрузочную  способность, по следующему соотношению:

По графику  (рис.6) 

Вывод: двигатель успешно прошел проверку на перегрузочную способность. Данная система приспособлена к значительным перегрузкам.

4. Исследование влияния параметра Ф  на вид характеристик 

Чтобы исследовать влияние при  изменении Ф на вид характеристик, мы изменяем Ф на 50%

4.1 При увеличении Ф на 50%

Ф=с/k

Увеличиваем «c=2,003» и принимаем с=4,006

 

 

 

 

_{Динамические  характеристики} 

 

Вывод: При изменении параметра Ф , который оказывает влияние на графики динамических характеристик это видно из графиков построенных в среде MatLab..

 

 

4.2 При уменьшении Ф на 50%

Ф=с/k

Уменьшаем «c=2,003» и принимаем с=1,0015

 

 

 

 

 

 

 

Динамическая характеристика

 

 

 

Вывод: При изменении параметра Ф , который оказывает влияние на графики динамических характеристик это видно из графиков построенных в среде MatLab.

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г «Управление электроприводами».- Л.: Энергоиздат, 1982.- 392с.

 

2. Ильинский Н.Ф., Козаченко В.Ф. «Общий курс электропривода».- М.: Энергоатомиздат, 1992. – 544с.

 

3. Павлов В.Е., Сартаков В.Д., Федорова З.А. «Теория электропривода. Задания и методические указания к выполнению курсового проекта». – И: ИрГТУ, 2002.- 44с.