Возбуждения электрических машин с учётом насыщения 





Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Возбуждения электрических машин с учётом насыщения



 

Процессы в цепи возбуждения электрических машины без учёта влияния реакции якоря, потоков рассеяния и вихревых токов можно описать следующими дифференциальными уравнениями:

UВ = IВ×RВ + WВ ; (4.1)

 

ФВ = ¦(IВ), (4.2)

 

где UВ, IВ - соответственно напряжение и ток возбуждения;

RВ - суммарное сопротивление цепи возбуждения с учётом силовой цепи возбудителя;

WВ - суммарное число витков обмотки возбуждения;

ФВ - поток возбуждения;

¦(IВ) - нелинейная зависимость, не имеющая аналитического выражения, называемая кривой намагничивания электрической машины.

На рис. 4.1, приведена обобщённая кривая намагничивания двигателя в относительных единицах.

 

 

Рис. 4.1

 

Вводим оператор дифференцирования в уравнение (4.1)

 

UВ = IВ×RВ + WВ×ФВ×р. (4.1)

Отсюда

ФВ = . (4.2)

 

Преобразуем выражение за скобками в (4.2) к виду

 

= = ,

 

где КВН = и ТВН = .

 

Соответственно коэффициент и электромагнитная постоянная времени цепи возбуждения электрической машины для спрямлённой характеристики намагничивания рис. 4.1 (прямая 2).

 

Тогда выражение (4.2) преобразуется к виду

 

ФВ = . (4.2)

 

На основе (4.2) и обратной кривой намагничивания

IВ = ¦1В) нелинейная цепь возбуждения может быть представлена структурной схемой вида (рис. 4.2).

 

Рис. 4.2

 

Если провести линейную аппроксимацию кривой намагничивания для какого-либо конкретного значения потока ФВ0, то структурная схема на рис. 4.2 может быть преобразована к виду (рис. 4.3).

 

 

Рис. 4.3

 

Здесь Кi = , причём DIВ и DФВ относительно небольшие приращения тока и потока возбуждения, полученные по кривой намагничивания в окрестности аппроксимируемой точки IВ0 (см. рис. 4.1). После эквивалентных преобразований структурная схема на рис. 4.3 может быть представлена на рис. 4.4.

 

 

Рис. 4.4

 

Здесь КВ = и ТВ = соответственно коэффициент и электромагнитная постоянная времени цепи возбуждения для выбранной точки аппроксимации. Очевидно, что по мере возрастания тока возбуждения растёт и величина коэффициента Кi, а это, в свою очередь, снижает значения КВ и ТВ по мере насыщения магнитной системы электрической машины.

Параметры исследуемой цепи возбуждения по вариантам приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1.

№ вар.
парам.                        
ФН, В×с 0.146 0.2 0.11 0.12 0.16 0.18 0.22 0.2 0.18 0.16 0.14 0.12
IВН, А
RВ, Ом 9.5 9.1 8.15 7.33 6.28 6.66 7.09 7.58 8.46 9.56 10.5
ТВН, с 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5

 

Внимание! До того, как приступить к выполнению лабораторной работы, необходимо рассчитать реальную кривую намагничивания двигателя для своего варианта, используя для этого рис. 4.1 и номинальные данные из таблицы. Кривая намагничивания моделируется с помощью блока Look-Up Table.

После этого рассчитать параметры и реализовать цифровую модель в соответствии со структурной схемой на рис. 4.2.

В отчёте по лабораторной работе необходимо:

 

1) проанализировать переходные процессы в цепи возбуждения, обусловленные изменением напряжения возбуждения DUВ = +0.1UВН при условии, что к обмотке возбуждения уже приложено напряжение UВ0 = 0.3UВН, 0.6UВН и 0.9UВН. Для того, чтобы исключить переходные процессы, связанные с приложением к обмотке возбуждения начального напряжения UВ0, необходимо в интегрирующем звене на модели задать начальное значение потока возбуждения, рассчитанное для этого режима с учётом кривой намагничивания;

2) для трех начальных значений протока возбуждения построить частотные характеристики (ЛАЧХ и ЛФЧХ), входной сигнал для частотной характеристики , выходной .

3) по полученным кривым переходных процессов рассчитать значения КВ и ТВ для каждого режима;

4) построить зависимости КВ и ТВ от величины ;

5) сделать выводы по полученным результатам.

Лабораторная работа № 5

Исследование переходных процессов в двигателе

Постоянного тока при однозонном

Регулировании скорости

 

Структурная схема двигателя постоянного тока при постоянном потоке возбуждения наиболее часто представляется в виде, изображённом на рис. 5.1.

 

 

Рис. 5.1

 

Здесь RЭ, ТЭ - эквивалентное сопротивление и постоянная времени якорной цепи двигателя;

КФН - коэффициент двигателя;

 

ТМ = - электромеханическая постоянная времени электропривода, а JS - суммарный момент инерции электропривода.

 

Исходные параметры по структурной схеме для каждого варианта приведены в табл. 5.1.

 

Таблица 5.1

№ вар.
парам.                        
UН, В
КФН, В×с 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2
RЭ, Ом 1.1 0.73 0.55 0.44 0.36 0.31 0.62 0.72 0.88 1.1 1.46 2.2
ТМ, с 0.02 0.017 0.015 0.013 0.012 0.01 0.01 0.015 0.025 0.035 0.045 0.046
IН, А

 

Для всех вариантов ТЭ = 0.03 с.

В отчёте по лабораторной работе на основе реализованной модели необходимо рассчитать и проанализировать переходные процессы UЯ(t), IЯ(t), w(t) в следующих режимах:

 

1) разгон и торможение двигателя на холостом ходу при изменении напряжения якоря в соответствии с рис. 5.2.;

2) для данной структурной схемы построить частотные характеристики (ЛАЧХ и ЛФЧХ) для трёх случаев:

а) входной сигнал для частотной характеристики , выходной ;

б) входной сигнал для частотной характеристики , выходной ;

в) входной сигнал для частотной характеристики , выходной ;

3) разгон и торможение двигателя при приложении IС = IН:

а) активного статического момента (тока) в интервале времени 0 ¸ t5;

б) реактивного статического момента, появляющегося при w ¹ 0, (на модели реализуется с помощью релейного элемента РЭ с уровнем ограничения, равным IC = IН);

в) статического момента, прикладываемого в период разгона двигателя (t = t1) и снимаемого в период торможения (t = t4);

4) приложения скачка напряжения якоря DUЯ = 0.1UЯН при UЯ0 = (0.5 ¸ 0.8)UЯН = const;

5) приложение IC = IЯН при UЯ0 = (0.5 ¸ 0.8)UЯН.

 

Внимание! В двух последних режимах для исключения переходных процессов, вызванных начальным изменением напряжения якоря при UЯ0, необходимо в звене, моделирующем электромеханическую инерцию двигателя, задать начальное значение скорости w0 = .

 

Величины и характер изменения UЯ(t) и IС(t) для каждого варианта представлены на рис. 5.2 и в табл. 5.2.

Рис. 5.2

 

Таблица 5.2

№ вар.
парам.                        
t1, c 0.2 0.2 0.2 0.15 0.15 0.1 0.1 0.1 0.15 0.2 0.2 0.2
t2, c 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45
t3, c 1.45 1.4 1.5 1.4 1.3 1.4 1.5 1.3 1.5 1.6 1.45 1.35
t4, c 1.7 1.6 1.65 1.55 1.45 1.5 1.6 1.4 1.65 1.8 1.6 1.6
t5, c 1.9 1.8 1.85 1.7 1.55 1.6 1.7 1.55 1.8 1.95 1.85 1.8

 

В отчёте по лабораторной работе необходимо:

1) проанализировать переходные процессы для всех, указанных выше, режимов;

2) проанализировать полученные частотные характеристики для всех, указанных выше, режимов

3) установить влияние на характер переходных процессов и установившихся режимов:

- изменения напряжения якоря;

- характера статического момента;

4) сделать необходимые выводы по полученным результатам.

 

 

Лабораторная работа № 6





Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; просмотров: 248; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 52.205.167.104 (0.006 с.)