Бланк для лабораторной работы №3 Атомы. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине Электрический привод
 Скачать 1.85 Mb.
|
|
6.2 Пояснения к п. 10 «Статические механические характеристики ω = f(М) проектируемых регулируемых ЭП» Статические механические характеристики ω = f(М) проектируемых регулируемых ЭП в первом приближении с учетом известных допущений линейны [1; 2; 11; 21], поэтому в рамках курсового проекта рекомендуется их построить по двум точкам с координатами:  ; М=0 (точка идеального холостого хода). ;  (точка i-го установившегося режима работы, координаты которых определены в п.п. 7, 8).Координаты точек для построения статических механических характеристик двигателей определяется следующим образом: 6.2.1 Система ТП–Д Для расчёта и построения статических механических характеристик системы, соответствующих установившимся скоростям вращения двигателя, необходимо предварительно определить эквивалентное сопротивление якорной цепи  здесь m – число пульсаций выпрямительного напряжения. Для мостовой схемы преобразования m = 6, для нулевой m = 3. Активное и реактивное сопротивления трансформатора, приведенные к его вторичной обмотке, рассчитывают по формулам:  ,  ,где  – потери короткого замыкания трансформатора, Вт;m1 – число фаз первичной обмотки трансформатора;  – напряжение к.з. трансформатора; Сопротивление сглаживающего и уравнительного дросселей  ,  ,где  – падение напряжения на сглаживающем и уравнительных дросселях при номинальном выпрямленном токе  .Статические механические характеристики рассчитываются по формуле  здесь  при m= 6 и  при m= 3.Угол задержки открывания вентилей α1, необходимый для обеспечения работы двигателя с установившейся скоростью ωс1  .Здесь  – ток статической нагрузки, которому соответствует приведенный момент  . Он находится по характеристике  при данной  .Для уменьшения зоны прерывистых токов, которая возникает в нереверсивных схемах преобразователей и в реверсивных при раздельном управлении, сглаживания пульсаций выпрямленного тока, ограничения тока через тиристоры в первый полупериод питающего напряжения при коротком замыкании на стороне выпрямленного тока в тиристорном электроприводе постоянного тока применяют дроссели, включаемые в якорную цепь. В данной курсовом проекте предлагается рассчитать индуктивность дросселя в целях уменьшения зоны прерывистых токов до определенного значения (не > 10% от номинального тока двигателя при максимальном угле регулирования). Если преобразователь реверсивный, с уравнительными реакторами, то зоны прерывистых токов нет, ибо уравнительные токи уже являются нагрузкой для тиристоров. Добавочная индуктивность в этом случае нужна для сглаживания пульсаций выпрямленного тока. Методика расчёта индуктивности сглаживающего дросселя заключается в следующем. Суммарная индуктивность, необходимая для сглаживания пульсаций тока до заданного значения [7, с. 157; 18, с. 62]  ,где  – относительные величины пульсаций первых гармоник выпрямленных напряжения и тока.В расчётах принимаются  1/с; где  – максимальный угол открывания тиристоров в заданном диапазоне регулирования скорости;m – пульсность схемы выпрямления, m = 3; 6. Расчётная индуктивность сглаживающего дросселя  .Если пульсность схемы выпрямления m = 6, то формулу необходимо подставить значение  . Если ТП выбран в бестрансформаторном исполнении, то вместо  в формулу нужно подставить 2· токоограничивающего реактора (см. п. 6).Если в схеме установлены четыре насыщающихся уравнительных дросселя, подставляется значение LУД = 0. Если же в схеме установлены два ненасыщающихся уравнительных дросселя, то в формулу подставляют LУДодного дросселя. Индуктивность якорной цепи двигателя:  где γ = 0,5 ÷ 0,6 – для некомпенсированных машин (мощность < 100 кВт); γ = 0,25 – для компенсированных машин; рп – число пар полюсов двигателя. Индуктивность согласующего трансформатора   Индуктивность уравнительного дросселя  где Iу – допустимый уравнительный ток,  ;kд – коэффициент действующего значения уравнительного тока. Он определяется по α = αм (см. табл. 4). Таблица 4. Зависимость 
Расчёт индуктивности для ограничения зоны прерывистых токов проводится следующим образом. Величина индуктивности цепи выпрямительного тока, необходимая для сужения зоны прерывистых токов до заданного значения, т.е. для получения начально-непрерывного (граничного) тока, в случае трехфазной нулевой схемы выпрямления [18]  а в случае мостовой симметричной схемы выпрямления:  здесь ω1 – угловая частота питающей сети, ω1 = 314 1/с; U2ф, U2л – соответственно фазное и линейное напряжение вторичной обмотки питающего трансформатора, В; αм – максимальный угол регулирования вентилей в заданном диапазоне регулирования скорости; xтр – индуктивное сопротивление фазы питающего трансформатора; Id.гр – начально-непрерывный ток якоря двигателя при максимальном угле регулирования (при расчётах принять равным 0,9 тока холостого тока привода),  .Расчётная индуктивность дросселя  .По двум найденным расчётным значениям индуктивностей  и  выбрать дроссель из условия [13; табл. П.24, П.25, Прил. Р ]  ,  ,где  – номинальное значение индуктивности дросселя по паспорту, Гн; – расчётное максимальное значение индуктивности ( LCД или LДР ).С учетом индуктивностей выбранных дросселей необходимо рассчитать зону прерывистых токов, если ТП выбран с раздельным управлением. Для расчёта этой зоны находится граничный ток при фактически определенной индуктивности на стороне выпрямленного напряжения  .При m = 6  .При m = 3  ,здесь αi – угол регулирования, соответствующий i-й статической характеристике  или  привода.Для построения зоны прерывистых токов необходимо для каждого найденного значения  определить скорость привода  по уравнениям статических характеристик  или системы ТП–Д.6.2.2 Система ПЧ–АД Механические характеристики двигателя в этой системе предлагается рассчитывать в предположении компенсации падения напряжения на активном сопротивлении обмотки статора, т.е. при законе частотного управления  .Предварительно необходимо определить синхронные скорости, частоты и величины напряжения на выходе ПЧ, обеспечивающие работу двигателя с заданными установившимися скоростями. Для этого находят падение скорости  при работе с заданной скоростью  , на естественной характеристике (см. рис. 2) при частоте 50 Гц. Это позволит определить её жесткость  .При заданных условиях она будет одинаковой для всех характеристик, на которых должен работать двигатель. Зная её, можно для каждой из характеристик определить  при соответствующих МСi и . При сложении  с заданной скоростью  находят соответствующие синхронные скорости  и необходимые частоты напряжения на выходе ПЧ: .Соответствующие этим частотам напряжения на выходе ПЧ для каждого установившегося режима работы определяются исходя из заданного закона частотного управления. Численное значение коэффициента А определяется из уравнения:  .Для расчёта напряжений UФi необходимо знать в обмотке статора I1i в каждом установившемся режиме. Они определяется по формулам:  ;  ; ; ;  ,где  – соответственно, приведенный ток ротора в i-м установившимся режиме; номинальный ток намагничивания; приведенный статический момент на валу двигателя и соответствующая ему скорость вращения; скорость идеального холостого хода на i-ой регулировочной характеристике; номинальная перегрузочная способность по моменту АД.Ниже предложена еще одна методика расчёта требуемого напряжения UФi, подаваемого на обмотку статора при частотах  , исходя из обеспечения постоянного МК на всех регулировочных характеристиках в нижнем поддиапазоне регулирования.    Рисунок 2. Статические и механические характеристики и С Требуемое напряжение определяется по формуле:  ,где МКЕ– критический момент на естественной характеристике М(s);  – скорость идеального холостого хода на регулировочной характеристике М(s); – относительная частота напряжения; – индуктивное сопротивление короткого замыкания при частоте  .При работе ЭП в области частот  напряжение  .Более точные методики расчёта, характеристик и параметров проектируемых систем ЭП изложены в [1, с. 423; 4, с. 176; 21, с. 314]. |
