Електромеханічна система

Курсовой проект - Физика

Другие курсовые по предмету Физика

Міністерство освіти і науки України

Кременчуцький державний політехнічний університет

імені Михайла Остроградського

Курс „Моделювання електромеханічних систем”

Звіт з розрахункової роботи

2009

Завдання для розрахунку

Для електромеханічної системи у ході виконання розрахункової роботи необхідно розвязати наступні задачі:

скласти систему диференціальних рівнянь, що описують наведену електромеханічну систему;
отримати передавальні функції елементів системи, що досліджується;
скласти структурну схему та розрахувати її параметри;
провести моделювання системи за отриманою структурною схемою;
підібрати таке значення регульованого параметра, щоб зазначений елемент електромеханічної системи працював у номінальному режимі;
дослідити статичні, динамічні та енергетичні параметри системи, що моделюються;
сформулювати рекомендації щодо оптимізації роботи електромеханічної системи, що досліджується.

Дані для розрахунку

Для наведеної системи необхідно забезпечити номінальний режим роботи ДПС2 за допомогою регулювання частоти живлення АД.

Рисунок 1 Система ЕП

Таблиця 1 Паспортні дані електричних машин, що застосовані в системі

Варіант 4,

кВт,

об/хв,

А,

%АД2,2287130004.7830,876,52,12,6, кВт, В, А, об/хв, %ДПС1822047,360068ДПС2160440400150089,7

Виконання

Складемо схему заміщення даної системи, на основі якої складемо систему диференціальних рівнянь, що описують задану систему ЕП.

Рисунок 2 Схема заміщення

Рисунок 3 Спрощена схема заміщення

Система диференціальних рівнянь буде мати вигляд:

Де кутова швидкість обертання вала системи ЕП;

, активний опір та індуктивність ОЗ ДПС1;

, струм та напруга живлення ОЗ ДПС2;

загальний момент інерції системи ЕП,

;

, момент інерції та електромагнітний момент АД;

, момент інерції та електромагнітний момент ДПС;

статичний момент на валу системи ЕП;

, електромагнітна стала часу та жорсткість механічної характеристики АД;

синхронна кутова швидкість обертання поля статора АД,

;

, частота мережі живлення та кількість пар полюсів АД;

R, L активний опір та індуктивність ДПС;

I, U, E струм, напруга живлення та електрорушійна сила ДПС,

;

- коефіцієнт потоку ДПС, що залежить від його струму.

Запишемо систему диференціальних рівнянь в операторній формі:

Знайдемо невідомі струми, момент та швидкість. Після зроблених перетворень система рівнянь, що описує модель наведеної системи ЕП, набуде вигляду:

Згідно з отриманою системою рівнянь складемо структурну схему моделі ЕП.

Рисунок 4 Структурна схема математичної моделі системи ЕП

Розрахуємо коефіцієнти наведеної вище структурної схеми.

Розрахунок АД

Синхронна частота обертання АД, ,

Номінальне ковзання АД,

Номінальна частота обертання АД, ,

Номінальний момент навантаження АД, ,

Максимальний момент навантаження АД, ,

Критичне ковзання АД,

Коефіцієнт жорсткості АД,

Електромагнітна стала часу АД, ,

Момент інерції АД (потужність АД підставляється у ), ,

Розрахунок ДПС1

Активний опір якоря ДПС, ,

Сумарний активний опір ДПС, ,

Номінальна кутова швидкість обертання ДПС,

Індуктивність якоря, ,

де кількість пар полюсів ДПС, можна визначити через перевірку значення сталої часу обмотки збудження двигуна згідно з табл. 2.

Таблиця 2 Співвідношення між потужністю і величиною сталої часу обмотки збудження

, 10 100100 10001000 5000,0,5 1 1 2 2 5 Електромагнітна стала часу ДПС, ,

Електромагнітна стала часу обмотки збудження ДПС, ,

Сумарна електромагнітна стала часу ДПС, ,

Номінальний коефіцієнт потоку ДПС,

Аналітичний опис кривої намагнічування ДПС

Номінальний момент навантаження ДПС, ,

Момент інерції ДПС, ,

Розрахунок ДПС2