Разработка двигателя автомобиля с комбинированной электрической установкой
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
леживать и отображать на цифровом пульте основные параметры системы - заданную скорость, выходную частоту, ток и напряжение двигателя, выходную мощность и момент, состояние дискретных входов, общее время работы преобразователя и т. д. В зависимости от характера нагрузки можно выбрать вольт-частотную характеристику или создать свою собственную.
В настоящее время существует множество фирм - производителей частотных преобразователей (Siemens, Mitsubishi, ABB и др.).
Инверторы управляются микропроцессором. Специальный метод широтно-импульсной модуляции обеспечивает исключительно тихую работу двигателя. Защита инвертора и двигателя обеспечивается различными защитными функциями.
Выбор преобразователя для регулируемого электропривода выполняется по номинальному напряжению и току на входе и выходе, максимально допустимому моменту и току в переходном процессе:
автоматизированный электропривод двигатель
Для данного преобразователя проверяем условие возможности работоспособности при кратковременном токе , соответствующему максимальному моменту электропривода:
А
Из [4] выбираем преобразователь частоты MITSUBISHI ELECTRIC
FR-A540-375k технические характеристики данного преобразователя приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 - Технические параметры преобразователя частоты
Тип преобразователяFR-A540-375kНоминальная мощность375 кВтНоминальный выходной ток722 АМаксимальный ток (до 30 с)1083 А
При использовании данного преобразователя условие работы на максимальном моменте выполняется:
где - максимальный ток преобразователя, А;
- максимальный кратковременный ток электропривода, А.
Таким образом, данный преобразователь выбран верно.
4.2 Расчет параметров и выбор элементов силовой цепи
Выбор аккумуляторной батареи:
,
где - КПД кинематической цепи;
- КПД электродигателя;
- КПД использования АБ.
,
.
Заказываем изготовление аккумуляторной батареи, выходное напряжение 600В постоянного тока.
Энергия, вырабатываемая в процессе торможения должна накапливаться на накопителе, но в данном технологическом процессе возможен режим торможения при полностью заряженном накопителе, в таком случае энергия должна рассеиваться на внешнем тормозном резисторе.
Произведём расчет тормозного резистора :
,
где - мощность освобожденная за время торможения ;
- коэфициент учитывающий потери в двигателе, инверторе и механизме ;
Сопротивление тормозного резистора определяем по формуле:
где - напряжение звена постоянного тока;
4.3 Выбор датчиков регулируемых координат электропривода
Для измерения напряжения в аккумуляторной батарее используем датчик производства фирмы Маглем LV 100/SP51 [6]. Данный датчик построен по принципу преобразования входного тока, пропорционального приложенному напряжению (постоянному, переменному, импульсному и т.д.) в пропорциональный выходной ток с гальванической развязкой между первичной (силовой) и вторичной (измерительной) цепями. Параметры выбранного датчика приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2 - Параметры датчика напряжения LV 100/SP51
Номинальный входной ток, эффективное значение, мА10Диапазон преобразования, мАНоминальный аналоговый выходной ток, мА50Коэффициент трансформацииНапряжение питания, ВВеличина нагрузочного резистора при , ОмЭлектрическая прочность изоляции, 50 Гц, 1 мин, кВ9
Принцип действия данного датчика основан на преобразовании измеряемого напряжения, подаваемого на входные клеммы датчика через внешний нагрузочный резистор . Схема подключения датчика показана на рисунке 4.3.
Рисунок 4.3 - Схема подключения датчика напряжения LV 100/SP51
Выход м является информационным выходом. На входы питания подается питающие напряжение В.
5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
5.1 Разработка математической модели автоматизированного электропривода
Для математического описания трехфазного асинхронного двигателя целесообразно принять следующие допущения:
-намагничивающие силы обмоток двигателя распределены синусоидально вдоль окружности воздушного зазора;
-магнитная проницаемость стали много больше чем у воздуха;
отсутствуют потери на гистерезис и вихревые токи;
потери в стали статора и ротора отсутствуют;
обмотки статора и ротора строго симметричны со сдвигом осей обмоток на 1200;
насыщение магнитной цепи отсутствует.
Существует метод математического описания асинхронного электропривода с преобразователем частоты, основанный на полных дифференциальных уравнениях асинхронного двигателя записанных на базе теории обобщенной электрической машины. Такой подход позволяет построить структуру системы управления частотным электроприводом называемую системой векторного управления и осуществить анализ и синтез асинхронного электропривода более простыми методами. Для этой цели управляемые координаты электропривода, измененные в неподвижной системе координат, преобразуются к вращающейся системе координат, в которой координаты электропривода рассматриваются как векторные величины. Из этих величин, расположенных в виде проекций на вращающиеся оси координат, путем координатных преобразований, выделяются пропорциональные или постоянные величины коорд