Разработка двигателя автомобиля с комбинированной электрической установкой
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
Вµ. в Омах рассчитывается по формулам:
= R1* /,= x1*/, = R2* /,2 = x*2 /,m = xm* /.
Расчет естественной механической и электромеханической характеристики будем производить по методу профессора Фираго. Механические и электромеханические характеристики асинхронного короткозамкнутого двигателя выражаются параметрическими уравнениями:
где: - активное сопротивление фазы ротора при S = 1;
- активное сопротивление фазы ротора при S Sном ,
,
.
Рассчитаем номинальный ток статора:
Рассчитаем номинальный ток ротора приведенный к току статора:
.
Рассчитаем пусковой ток ротора приведенный к току статора:
.
Рассчитаем синхронную угловую скорость:
.
Рассчитаем номинальную угловую скорость:
.
Рассчитаем номинальный момент на валу двигателя:
.
Рассчитаем пусковой момент двигателя:
.
Рассчитаем активное сопротивление фазы ротора при S=1:
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
Задаваясь скольжением , рассчитываем механическую w(М). Естественная механическая характеристика представлена на рисунке 7.1.
Рисунок 5.3 - Естесственная механическая характеристика двигателя
Расчет электромеханической характеристики:
,
,
,
,
,
,
,
.
Задаваясь скольжением , рассчитываем электромеханическую w(I1) характеристику АД:
.
Естественная электромеханическая характеристика представлена на рисунке 3.8.
Рисунок 5.4 - Естественная электромеханическая характеристика двигателя
5.3 Определение структуры и параметров управляющего устройства
Рассчитаем коэффициенты схемы.
с - постоянная времени преобразователя, где
- частота коммутации ШИМ.
- коэффициент усиления преобразователя.
,
,
.
Функциональная схема разомкнутой системы управления с поддержанием постоянства потокоiепления статора с компенсацией, обеспечивающим режим постоянства момента, показана на рисунке 5.4.
Передаточные функции:
,
.
.
Рисунок 5.4 - Функциональная схема разомкнутой системы управления по закону с - компенсацией
6. РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ И СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА
6.1 Разработка имитационной модели электропривода
Динамические и статические характеристики электропривода получим в результате имитационного компьютерного моделирования процесса пуска автоматизированного электропривода. Для этого воспользуемся библиотекой Simulink пакета MATLAB.является интерактивной, матрично-ориентированной системой для научных и инженерных расчетов. Система позволяет решать сложные численные расчеты без написания каких-либо программ. Программа Simulink является приложением к пакету MATLAB. При моделировании с использованием библиотеки Simulink реализуется принцип визуального программирования, в соответствии с которым, на экране из стандартных блоков создается модель устройства. В ходе моделирования имеется возможность следить за процессами, происходящими в системе. Для этого используются специальные устройства наблюдения, входящие в состав библиотеки Simulink.
В разработанной системе электропривода заданием является задание скорости а именно ее возрастание в соответствии с принятым ускорением. В имитационной модели задание осуществляется линейно возрастающим сигналом с помощью блока Ramp. Так как возрастание сигнала в блоке Ramp идёт неограниченно, то за ним ставится блок Saturation, который и осуществляет ограничение задания. Коэффициент линейного нарастания в блоке Ramp принимаем равным 0.38.
Имитационная модель электропривода представлена на рисунке 6.1. В ней асинхронный двигатель представлен в виде стандартного блока со следующими параметрами:
Рисунок 6.1 - Имитационная модель управления электроприводом по закону с -компенсацией
Реализация преобразователя частоты в пакете MatLab показана на рисунке 6.2.
Рисунок 6.2 - Имитационная модель преобразователь частоты
6.2 Расчёт и определение показателей качества переходных процессов
Графики, полученные в результате работы линеаризованной модели, приведенной на рисунке 6.1 показаны ниже.
Рисунок 6.3 - Зависимость действующего значения напряжения на выходе ШИМ инвертора
Рисунок 6.4 - Зависимость
Рисунок 6.5 - Зависимость
Рисунок 6.6 - Зависимость
Рисунок 6.7 - Зависимость действующего значения тока фазы статора при разгоне
Рисунок 6.8 - Кривая задатчика интенсивности
Анализ вышеприведенных графиков показывает, что в результате синтеза системы управления было получена система, обеспечивающая разгон асинхронного тягового двигателя в режиме постоянства момента. При пуске двигатель развивает момент, близкий к критическому, что является допустимым. Разгон автобуса при полной загрузке осуществляется за 18 секунд, при этом его установившаяся скорость составляет расчётные 18 м/с.
7. ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ ПО НАГРЕВУ С УЧЁТОМ ТОЧНОЙ НАГРУЗОЧНОЙ ДИАГРАММЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Так как имитационная модель разработанная в пунктах 5, 6 позволяет достаточно точно наблюдать