Сглаживающие дроссели устанавливаются в звене постоянного тока низковольтных агрегатов и служат для снижения переменной составляющей тока через конденсаторы фильтра и уменьшения зоны прерывистых токов при работе электропривода. Конденсатор предназначен для замыкания реактивной составляющей тока статора.
Качество фильтра определяется коэффициентом сглаживания, который определяется:
(2.11)
где qвх – коэффициент пульсаций на входе фильтра;
qвых коэффициент пульсаций на выходе фильтра принимается в пределах ,1…,1; выберем qвых=0,01.
Коэффициент пульсаций на входе фильтра определяется по формуле:
(2.12)
где n – число пульсаций выпрямителя; для трехфазной мостовой схемы n=6;
a - угол управления вентилей выпрямителя; =, так как напряжение регулируется в АИН.
(2.13)
Численное значение коэффициента сглаживания:
Емкость фильтра принимается из расчета 100 мкФ на 1 кВт мощности двигателя. Расчетная мощность фильтра определится:
(2.14)
К установке выбирается конденсатор типа МБГО–1-400 В–390мкФ±10%.
Индуктивность фильтра определяется по формуле:
(2.15)
(2.16)
К установке принимает реактор типа ФРОС–250/0,5У3 параметры, которого представлены в таблице 2.6.
Таблица 2.6 Техническая характеристика реактора ФРОС– 250/0,5У3
| Наименование | Размерность | Значение |
| Номинальный постоянный ток, I1ном | А | 320 |
| Номинальная индуктивность фазы, Lр | мГн | 4,2 |
| Активное сопротивление обмотки, Rp | мОм | 11,5 |
Разработка структурной схемы силовой части.
Силовая часть электропривода состоит из преобразователя частоты и электродвигателя. Структурная схема силовой части представлена на рисунке 2.1
Рис. 2.1 Структурная схема силовой части электропривода
Динамические свойства преобразователя частоты совместно с блоками измерения и преобразования координат могут быть упрощенно учтены апериодическим звеном с передаточной функцией:
(2.17)
где KПЧ эквивалентный передаточный коэффициент преобразователя.
(2.18)
где Udмакс номинальное фазное напряжение на выходе преобразователя, В; Uупр макс максимальное напряжение системы управления, В.
Численное значение коэффициента передачи преобразователя частоты:
ТТЧ эквивалентная постоянная времени преобразователя, с. Она складывается из времени задержки включения ШИМ и времени, затрачиваемого процессором на преобразование и вычисление сигналов (Тпр=1 мс).
Время задержки ШИМ определится:
(2.19)
Численное значение постоянной времени преобразователя:
(2.20)
Электродвигатель представляется передаточными функциями электромагнитной и механической частей, представленных апериодическим и интегрирующим звеньями, соединенными последовательно.
Электромагнитная часть представляет из себя передаточную функцию от напряжения статора к току статора:
(2.21)
где Rсуммарное сопротивление двигателя определяется по формуле:
(2.22)
здесь Rф2 активное сопротивление выходного фильтра на выходе АИН, Ом;
R1 активное сопротивление обмотки статора, Ом;
R2 приведенное активное сопротивление обмотки ротора, Ом;
k2 коэффициент электромагнитной связи ротора.
Взаимная индуктивность асинхронного двигателя определится:
(2.23)
Индуктивность рассеяния статора:
(2.24)
Полная индуктивность фазы статора:
(2.25)
Индуктивность рассеяния ротора:
(2.26)
Полная индуктивность фазы ротора:
(2.27)
Индуктивность рассеяния асинхронного двигателя:
(2.28)
или по приближенной формуле
(2.29)
В дальнейших расчетах L ,0071 Гн.
Коэффициент электромагнитной связи ротора определяется по формуле:
(2.30)
Численное значение суммарного сопротивления двигателя определится:
Электромагнитная постоянная времени асинхронного двигателя определяется по формуле:
(2.31)
Электромагнитный момент двигателя формируется на основании уравнения:
(2.32)
где рп число пар полюсов обмотки статора, рп=2.
Механическая часть асинхронного двигателя представляется интегрирующим звеном с передаточной функцией:
Структурная схема силовой части системы ПЧ –АД смоделирована в программе Simulink. Вид модели представлен на рисунке 2.2.
Рис. 2.2 Структурная схема электропривода в числовом виде
Рис. 2.3 Схема исследования по задающему воздействию
Момент статической нагрузки Мс=26,7 Н·м соответствует номинальному моменту двигателя, который определятся:
(2.33)
Рис. 2.4Переходная характеристика по задающему воздействию
Переходная характеристика характеризует силовую часть электропривода как апериодическое звено с коэффициентом усиления K=21,9.Время переходного процесса в системе равно tпп.зад=0,415 с.
Рис. 2.5 Частотные характеристики по задающему воздействию
Частотные характеристики показывают, что система является статической, так как наклон низкочастотной части ЛАХЧ нулевой.
Система:
обладает достаточным быстродействием, частота среза ср=19 радс;
устойчива с запасом по фазе 59,8 и запасом по амплитуде 16,8 дБ.
Исследование влияния возмущения – статической нагрузки на силовую часть системы ПЧ – АД осуществляется в соответствии со схемой, изображенной на рисунке 2.4.6. Отличие от схемы, изображенной на рисунке 2.4.3 состоит в местах расположения контрольных точек Input и Output .
Результаты исследования системы представлены на рисунках 2.7 и 2.8.
Рис. 2.6 Схема исследования по возмущающему воздействию
Рис. 2.7 Переходная характеристика по возмущающему воздействию
Система ПЧ-АД обладает низким быстродействием (время переходного
процесса tпп.возм=0,412 с). Время переходного процесса скорости при единичном скачке задающего сигнала (tпп.зад=0,415 с) почти не отличается от времени переходного процесса при наличии возмущения. Причем низкое быстродействие системы связано с достаточно большим моментом инерции. Поэтому и коэффициент усиления в системе низкий.
(2.34)
Рис. 2.8 Частотные характеристики по возмущающему воздействию
Специальная часть проекта
Дата: 2019-07-30, просмотров: 193.
