Система управления асинхронным двигателем
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ттся в процессе наладки. Согласно литературе водопроводную сеть можно представить как апериодическое звено с большой постоянной времени. Одновременно система насос-сеть реализует зависимость Н~ (?/?НОМ) 2.
6. анализ динамических и статических характеристик электропривода
6.1 Разработка имитационной модели электропривода
На основании математической модели разрабатываем имитационную модель в пакете MATLAB. К схеме моделирования системы ПЧ-АД, с входным сигналом задания скорости, данной в Теории электропривода В.И. Ключева, добавим регулятор давления в виде интегрирующего звена, на вход которого поступает разность сигналов задания и обратной связи по давлению, а на выходе задание скорости:
Реализация обратной связи по давлению (напору)
Рис.6.1
К выходу системы добавляем модель насоса реализующую преобразование сигнала скорости в сигнал напора , где ТСЕТИ?постоянная времени сети, т.е. время за которое сеть изменяет свои параметры, из-за протяженности и наличия воздушных карманов оно достаточно велико, измеряется в десятках секунд, по сравнению с ним время переходных процессов в преобразователе частоты и электродвигателе являются малыми величинами, которые не влияют на качество регулирования.
Так как необходимо учесть изменение статического напора сети, а следовательно и момента в зависимости от скорости, вводим обратную связь по моменту реализующую зависимость , где к? коэффициент аппроксимации, . С достаточной точностью можно принять к=2,05. Полученная таким путем зависимость М (n) является аппроксимацией графика на рис.3.1 Для данного привода ?CT. MAX=1,2?HOM=376,8 рад/с, а условием эксплуатации насоса является ?CT. MIN=0,9?НОМ=282,6 рад/с.
6.2 Расчет и определение показателей качества переходных процессов
Анализ графиков переходных процессов дает возможность оценить работу автоматизированного электропривода и устранить возможные недостатки разработки и настройки имитационной модели. Основными показателями переходных процессов являются время стабилизации параметров системы, перерегулирование, колебательность процесса. Результирующим графиком модели, по которому оценивается ее работа будет график напора рис 6.3, он характеризуется большим временем переходного процесса 40 секунд, обусловленного большим времен стабилизации сети водоснабжения, по этой причине удалось избегнуть перерегулирования и колебательности. График угловой скорости рис.6.4 отражает работу двигателя при пуске насоса, он так же из-за большого времени переходного процесса, 40 секунд, не имеет перерегулирования и колебательности. На графиках 6.5-6.6 отображено реагирование системы на увеличение и уменьшение расхода, при изменении расхода на 10% система стабилизируется за 30 секунд, без перерегулирования и колебательности. График 6.7 отображает момент двигателя при пуске, пререгулирование составляет 78%, време переходного процесса 40 секунд, колебательность отсутствует.
6.3 Построение статических характеристик электропривода
Изменяя статический напор имитируем изменение расхода воды. Как и всякая астатическая система имеющая обратные связи, модель автоматизированного электропривода насоса, при изменении возмущающих воздействий таких как расход воды, выходит на заданный уровень выходного сигнала. Для асинхронного двигателя АИР112М2 с короткозамкнутым ротором нормального исполнения в каталоге приводятся следующие данные: Рном=7,5кВт, sном=3,5%, cos?ном=0,88, ?ном=87,5%, Ммах/Мном=2,2, Мпуск/Мном=2, Iпуск/Iном=7,5.
Полное сопротивление короткого замыкания
где ?I? кратность пускового тока.
Приведенное активное сопротивление фазы ротора
, где
n0? синхронная частота вращения, об/мин.
;
.
Активное сопротивление фазы статора
R1=ZKcos?ПУСК-R2/,
где cos?ПУСК? коэффициент мощности при пуске
где ?1? отношение потерь мощности в обмотке статора при номинальной нагрузке к полным номинальным потерям,
;
;
R1=1,70,246-0,2985=0,119.
Индуктивное сопротивление короткого замыкания
.
Индуктивные сопротивления рассеяния статора и ротора примерно равны
; .
Ток холостого хода асинхронного короткозамкнутого двигателя
где sK? критическое скольжение, которое можно определить по формуле
где ?m, ?п? кратности максимального и пускового моментов.
; ;
Коэффициент мощности при холостом ходе двигателя
где ?Р0? потери мощности при холостом ходе, Вт
;
;
Индуктивное сопротивление намагничивающего контура
;
.
Активное сопротивление намагничивающего контура
или
где ?РСТ? потери в стали статора,
, ,
тогда
Для закона управления US/fS=const статическая характеристика определяется выражениями:
где sa? абсолютное скольжение sa= (?0-?) /?0HOM,
Полученные характеристики на рисунке 6.8 отражают зависимость статических характеристик от частоты напряжения на выходе преобразователя (f=50 Гц).
7. Выбор и проектирование системы автоматизации производственной установки
7.1 Формализация условий работы установки
Насосная