Главная страница
Навигация по странице:

  • 1 Методы эквивалентных величин при выборе двигателей.

  • 2. Системы управления электроприводом с прямой ориентацией по вектору потокосцепления ротора.

  • 3. Необходимость применения узла компаундирования в схеме регулирования скорости на станах холодной прокатки

  • Билет №28. 1 Методы эквивалентных величин при выборе двигателей


    Скачать 195.77 Kb.
    Название1 Методы эквивалентных величин при выборе двигателей
    АнкорБилет №28.docx
    Дата26.08.2017
    Размер195.77 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаБилет №28.docx
    ТипДокументы
    #19571

    Б И Л Е Т № 28

    1. Методы эквивалентных величин при выборе двигателей.

    2. Системы управления электроприводом с прямой ориентацией по вектору потокосцепления ротора.

    3. Необходимость применения узла компаундирования в схеме регулирования скорости на станах холодной прокатки.
    1 Методы эквивалентных величин при выборе двигателей.

    Методы эквивалентных величин являются лишь проверочными методами, они не дают возможность выбрать двигатель по нагрузочной диаграмме т.к. для них необходимо знать параметры двигателя.

    Метод (эквивалентных средних потерь):

    Для определения среднего значения повышения температуры двигателя при переменной нагрузке необходимо знать средние потери за цикл.

    Температура в конце рабочего цикла , где .

    Критерием правильного выбора двигателя является условие , где отсюда критерий , где .

    Таким образом, двигатель работает, не перегреваясь выше допустимой температуры, если средняя величина потерь мощности за рабочий цикл равна или не превышает потери мощности, выделяющиеся в двигателе при работе его с номинальной нагрузкой, т.е. w=wн и он развивает номинальную мощность.

    При увеличении температуры охлаждающей среды необходимо снижать потери мощности в двигателе, а значит, и нагрузку на его валу.

    Метод эквивалентных тока(1), момента(2) и мощности(3):

    1 Условие правильного выбора двигателя по нагреву ; в левой части стоит среднеквадратичный ток, эквивалентный действительному изменяющемуся во времени току по условиям нагрева, в связи с чем эту величину принято называть эквивалентным током: ; Критерий: .

    Недостатки: можно лишь проверить выбранный двигатель. Сопротивления главных цепей двигателей должны оставаться постоянными в процессе работы. Метод не учитывает возможные изменения той части потерь, которая была принята постоянной, не зависящей от нагрузки.

    Преимущество (по сравнению с методом средних потерь): при известных значениях нагрузки на валу двигателя, как правило, проще определяются значения токов, чем соответствующие потери мощности.

    2 Для ДПТ НВ магнитный поток часто остается практически постоянным независимо от изменения нагрузки и равным Фн: , где Мэ – развиваемый момент, эквивалентный по условиям нагрева действительному изменяющемуся во времени моменту и определяемый как среднеквадратичная величина момента за рабочий цикл.

    Критерий:

    Достоинства: C его помощью можно выбрать двигатель по мощности (если известны нагрузочная диаграмма M(t) и w то , а следовательно и выбран двигатель по мощности:

    Недостаток: действителен только при Ф=Фн=const, а также при ограничениях указанных в предыдущем методе.

    3 Если при указанном соотношении скоростей умножить правую и левую часть на wн то будет метод эквивалентной мощности:

    , где Рэ – мощность развиваемая двигателем, эквивалентная по условиям нагрева действительной изменяющейся во времени мощности и определяемая как среднеквадратичная мощность двигателя за рабочий цикл.

    Критерий: .

    Дост. И недост. Аналогичны методу эквивалентного момента.
    2. Системы управления электроприводом с прямой ориентацией по вектору потокосцепления ротора.

    Функциональная схема системы регулирования скорости асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором М при питании его от преобразователя частоты UZF с управлением по вектору потокосцепления ротора двигателя представлена на рис. 7.2. - система Transvektor.



    Система имеет два внешних контура регулирования - модулем вектора потокосцепления ротора 2и угловой скорости ротора, а также два подчиненных им внутренних контура регулирования составляющих тока статора I1x и I1yв осях x и y ортогональной системы координат, вращающейся с синхронной скоростью0элполя двигателя. Система осуществляет независимое регулирование модуля вектора потокосцепления ротора и скорости ротора при сохранении прямой пропорциональности между моментом двигателя и составляющей намагничивающей силы статора, находящейся в квадратуре с волной потокосцепления ротора. Сигнал задания потокосцепления ротора2з формируется в специальном вычислительном устройстве ВУ, использующим математическую модель АД и вводимые в нее реальные параметры двигателя: активные и реактивные сопротивления цепей статора и ротора, число пар полюсов, номинальные значения мощности, скорости, напряжения и тока статора, их частоту, коэффициенты полезного действия и мощности. На рис. 7.2 вводимые параметры двигателя условно изображены совокупностью внешних сигналов Хвн на входе ВУ. Внешний сигнал задания скорости двигателя з подается на вход задатчика интенсивности ЗИ, формирующего темп изменения скорости двигателя в соответствии с требуемыми технологическими ограничениями.

    Измерение текущих значений скорости, потокосцепления ротора и токов статора АД производится с помощью датчиков скорости (тахогенератор BV), потокосцепления (ДП) и тока (ДТ).

    ДП преобразует измеренные с помощью датчиков Холла трехфазные мгновенные значения потокосцеплений в воздушном зазоре .а ,  b в составляющие потока . ,   в осях , ортогональной системы координат, жестко связанной с неподвижным статоромдвигателя, причем осьсовмещается с магнитной осью статорной обмотки фазы А:. = .а ;   = (.а +.b ).

    Кроме того, в ДП осуществляется вычисление составляющих потокосцепления ротора согласно соотношениям 2= . - (L2-L) I1;2= . - (L2-L) I1,

    где L2 и L - соответственно собственная индуктивность обмотки ротора и взаимная индуктивность между обмотками статора и ротора, приведенные к цепи статора.

    ДТ измеряет мгновенные значения фазных токов статораI1a,I1b и преобразует их в двухфазную систему переменныхI1,I1. Преобразование переменных из неподвижной системы координат ,в систему координат х, у, связанную с потокосцеплением ротора и вращающуюся со скоростью 0 эл , осуществляется вектор-фильтром (ВФ) и координатным преобразователем КП1. Вектор-фильтр выделяет модуль вектора потокосцепления ротора 2= и тригонометрические функции

    cos0 эл = 2/ 2, sin0 эл = 2/ 2,

    где 0 эл = 0 эл t - электрический угол поворота ротора относительно статора в осях х, у.

    Преобразователь КП2 осуществляет поворот вектора намагничивающей силы статора на угол 0эл по осям х, у вращающейся системы координат.

    Задание на электромагнитный момент двигателя формируется выходным сигналом регулятора скорости РС, на входе которого сравниваются сигнал задания скорости зи с выхода ЗИ и сигнал, пропорциональный реальной скорости двигателя. Для поддержания постоянства электромагнитного момента при изменениях модуля потокосцепления ротора введен по (4.36) блок деления БД сигнала с выхода регулятора скорости на 2. На выходе блока деления формируется сигнал задания I1 составляющей тока статора I1y по оси у.

    Сигнал задания I1хз составляющей тока статора I1х по оси х формируется на выходе регулятора потока РП, на входе которого сравниваются сигналы задания и реального значения модуля потокосцепления ротора.

    Сигналы задания I1хз и I1уз сравниваются с текущими составляющими токов статора I1х и I1у на входах соответствующих регуляторов токов РТхиРTу, выходные сигналы которых определяют задания составляющих напряжений статора u1x и u1y в системе координат х, у.

    Система дифференциальных уравнений, характеризующих динамические процессы в асинхронном двигателе при его векторном управлении в системе координат х, у имеет вид:

    + = krR'2 I1x ; ( 0 эл - р ) = krR'2 I1y; + I1x = 0 эл I1y + + u1x ; + I1у = - 0 эл I1х + р + u1y ; J =рkr2I1y - Mс ,

    где R1, L1- активное сопротивление и собственная индуктивность фазы обмотки статора; R'2- активное сопротивление фазы обмотки ротора, приведенное к статорной цепи; kr = L/L2; ks = L/L1; = 1- kr ks .

    При компенсации следующих составляющих в правых частях уравнений (7.6) за счет их умножения на L1 L1 0 эл I1y ; ; - L1 0 эл I1х и без учета внутренней обратной связи по ЭДС двигателя (составляющей рkr ), подобно электроприводам постоянного тока, может быть преобразовано к виду: + = krR2 I1x; + I1x = u1x ; + I1у = u1y ;

    На рис.7.2 роль подобной компенсации выполняет блок БК, в который вводятся переменные I1x,I1у,, и где производятся соответствующие функциональные преобразования.

    Преобразование составляющих напряжения статора u1x, u1y с выхода БКв составляющие u1, u1 в осях ,осуществляется блоком координатных преобразований КП1 в соответствии с соотношениями:

    u1 = u1x cos0 эл – u1y sin0 эл ; u1 = u1x sin0 эл + u1y cos0 эл ;

    В преобразователе фаз ПФпо соотношениям

    u1a = u1 ; u1b = ( - u1+ u1); u1c = ( - u1- u1)

    формируются трехфазные синусоидальные сигналы u1a, u1b, u1c, определяющие на выходе преобразователя частоты UZF амплитуду и частоту напряжений UA, UB, UC питания обмоток статора двигателя.

    Представив передаточную функцию преобразователя частоты по напряжению совместно с блоками преобразования координат в виде инерционного звена

    Wпч (p) = U1x(p)/u1x(p) = U1y(p)/u1y(p) = Кп /(Тп р + 1),

    где Кп - эквивалентный статический коэффициент передачи между составляющими напряжений u1x , u1у управления преобразователем и составляющими в осях х, у выходных напряжений преобразователя U1x U1y; Тп - эквивалентная постоянная времени цепи управления преобразователем, уравнения (7.7) могут быть приведены к виду = ; = ;

    = ; М(р) = рkr2(р) I1y (р); = .

    Здесь: R= R1+ kr2R'2 - результирующее сопротивление обмотки статора двигателя: Т1э = L1/R- электромагнитная постоянная статорной цепи двигателя; Т2э = L2/R2 - электромагнитная постоянная роторной цепи двигателя.

    Упрощенная структурная схема системы векторного управления частотно-регулируемого асинхронного электропривода приведена на рис.7.3.

    Схема содержит два одинаковых по параметрам внутренних контура регулирования составляющих I1x, I1у тока статора с коэффициентом обратной связи по току Ко.т, внешний контур регулирования потокосцепления ротора с коэффициентом обратной связи по потокосцеплению Ко.п и внешний контур регулирования скорости двигателя с коэффициентом обратной связи по скорости Ко.с. Структурная схема подобна структурной схеме системы двухзонного регулирования скорости двигателя постоянного тока. Поэтому при настройке контуров регулирования на модульный оптимум определение параметров передаточных функций регуляторов тока Wр.т (р), потокосцепления Wр.п (р) и скорости Wр.с (р) выполняется аналогично: Wр.т (р) = Кр.т + , Wр.п (р) = Кр.п + , Wр.т (р) = Кр.с,

    где ТиI = аI Тп - постоянная времени интегрирования ПИ - регулятора тока; Кр.т = Т1э /ТиI - коэффициент передачи пропорциональной части регулятора тока; аI= 2 4; Тип = ап аI Тп постоянная времени интегрирования ПИ-регулятора потокосцеплении ротора; Кр.п = Т2э /Тип -коэффициент передачи пропорциональной части регулятора потокосцепления ротора; ап = 2 4; Кр.с = 2JКо.т/ 3 рп kr Ко.с а аI Тп - коэффициент передачи пропорционального регулятора скорости; а = 2 4.
    3. Необходимость применения узла компаундирования в схеме регулирования скорости на станах холодной прокатки.
    Необходимость внесения в схему узла компаундирования объясняется возможностью обрыва полосы, в стане холодной прокатки, при малой скорости вследствие высокого натяжения (до 0.7 предела текучести) и возможными несоответствиями скоростей соседних клетей. В этом режиме необходимо изменить жесткость характеристики в сторону её смягчения. Этим достигается то, что при изменении момента с М1 на М2 (см рис.) скорость клети изменяется на величину тем самым обеспечивается выравнивание скоростей соседних клетей и как следствие межклетьевое натяжение остается на заданном уровне. При заправке полосы в клеть привод работает со смягченной механической характеристикой, жесткость которой устанавливается вальцовщиком при помощи сельсина задания компаундирования. Характеристика смягчается подачей на вход регулятора скорости обратной связи по заданию статического момента.
    b_14-6
    написать администратору сайта