Електромеханічна система (стр. 1 из 3)

Міністерство освіти і науки України

Кременчуцький державний політехнічний університет

імені Михайла Остроградського

Курс „Моделювання електромеханічних систем”

Звітз розрахункової роботи

2009

Завдання для розрахунку

Для електромеханічної системи у ході виконання розрахункової роботи необхідно розв’язати 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	,об/хв	,А	,%
АД	2,2	2871	3000	4.7	83	0,87	6,5	2,1	2,6
, кВт		, В		, А		, об/хв		, %
ДПС1	8		220		47,3		600		68
ДПС2	160		440		400		1500		89,7

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 – 100	100 – 1000	1000 – 5000
,	0,5 – 1	1 – 2	2 – 5

Електромагнітна стала часу ДПС,

,