МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА «ЭЛЕКТРОПРИВОД И АВТОМАТИЗАЦИЯ
ПРОМЫШЛЕННЫХ УСТАНОВОК»
Контрольная работа
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
« МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ »
Студент 4 курса
Прокофьев А.В.
Специальность: 140604
Шифр: 108906
Москва
2012 г.
Принципиальная и структурная схемы авк:
Рис. 1. Принципиальная схема АВК.
Рис. 2. Структурная схема АВК.
Исходные данные
Мощность насосной установки Р =36 кВт;
Синхронная скорость 750 об/мин.
По мощности и скорости вращения установки выбираем электродвигатель по таблице 2:
Так как мощность насосной установки Р = 44 кВт, а синхронная частота вращения электродвигателя n = 1000 об/мин, то выбираю электродвигатель типоразмера 4AHK250SА8У3:
-
;
;
.
;
Выбор оборудования
Выбор оборудования вентильного каскада:
Индуктивность дросселя в цепи выпрямленного тока.
Где Х1, Х2-индуктивное сопротивление рассеяния фазы статора и ротора,
Кс – коэффициент приведения сопротивления обмотки ротора к обмотки статора.
Тип дросселя не выбираем. Активное сопротивление дросселя принимаем:
Определим ток и напряжение в цепи постоянного тока.
Где максимальное скольжение;
номинальный ток и напряжение ротора.
Выбор инвертора
Выбор инвертора производим по номинальному и выпрямленному току.
Где Rэкв – эквивалентное сопротивление сопротивление двигателя , приведенное к цепи постоянного тока:
S – скольжение (для выбора инвертора принимается равное единице.
Еd – ЭДС, приведенное к цепи постоянного тока.
При выборе инвертора необходимо, чтобы ток и напряжение отвечали
соотношению:
Где номинальные и расчётные значения тока и напряжения преобразователя ( инвертора ).
Тип инвертора: ТЕ4-200-230Н-1-2УХЛЧ
Напряжение сети 220 В
Максимальное выпрямленное напряжение 230 В
Номинальный ток 200 А
Перегрузочная способность 450А в течении 10 сек
Выбор трансформатора
Линейное напряжение вторичной обмотки трансформатора
Где βмin – угол управления вентилей преобразователя в инверторном режиме
Определяем ток вторичной обмотки трансформатора
Рассчитаем типовую мощность трансформатора
коэффициент схемы
Тип трансформатора: ТСП-63/07-04
Рк=48 кВА;
Uсет=380 В;
U(ном.втор.обм.) 105 В;
I2(втор.обм.)=при параллельном соединении 264 А,
Uк=5,5 %;
Iхх=9%;
Потери ХХ = 300 Вт;
Потери КЗ = 1900 Вт
Определяем параметры звеньев структурной схемы.
Активное и индуктивное сопротивление трансформатора приводится к вторичной обмотке
Где - потери в обмотках при опыте короткого замыкания
Где Uк – напряжение короткого замыкания в %;
, - номинальное напряжение и ток вторичной обмотки трансформатора;
- полное сопротивление обмотки трансформатора;
=0,022 вар
Индуктивность обмотки трансформатора находится из соотношения:
=2π ∙ f – угловая чястота напряжения сети
= 2∙ 3,14 ∙50=314
- индуктивное сопротивление фазы трансформатора
Эквивалентное активное сопротивление, приведенное к цепи звена постоянного тока.
-индуктивное сопротивление двигателя, приведенное к цепи ротора;
среднее значение скольжения ;
сопротивление статора приведенное к цепи ротора.
-сопротивление дросселя
, - Фиктивное сопротивление, учитывающее падение напряжения в выпрямителе и инверторе, при коммутации тока вентилей
Индуктивность ,приведенная к цепи постоянного тока.
индуктивность в цепи статора, приведенная к цепи ротора и индуктивность ротора;
индуктивность дросселя в цепи постоянного тока и индуктивность фазы трансформатора.
угловая частота напряжения сети.
Эквивалентная постоянная времени приведенная к цепи постоянного тока.
Машинный коэффициент
где ЭДС ротора.
синхронная скорость двигателя;
число пар полюсов.
Определим коэффициент усилителя преобразователя.
Где - коэффициент трехфазной мостовой схемы
напряжение управления преобразователя.
постоянная времени преобразователя.
Постоянная времени задатчика интенсивности принимаем за время
разгона ( )
номинальная скорость двигателя.
номинальный момент двигателя.
пусковой момент двигателя.
статический момент двигателя.
Где мощность насосной установки.
Составление алгоритма расчета переходных процессов на ЦВМ
Для составления алгоритма необходимо вычислить расчетные величины (Таблица 5)
Напряжение задатчика скорости Uзс = Uоп
Опорное напряжение
Uоп = = = 7,1 В
Еин= Еd- Idр∙ Rэкв =
Еd = 1,35∙ Еро = 1,35 ∙ 120,4 = 162,5 В
Шаг интегрирования Dt = = = 0,0004 с
Время процесса tпр =1,5 tр = 1,5 ∙ 1,1 = 1,7 с
Цикл печати NO = = = 85
Таблица 5
№ п/п |
Параметры |
ед. изм. |
Обозначение в структурной схеме |
Машинное обозначение |
Значение параметра |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1. |
Постоянная времени задатчика интенсивности |
c |
|
|
|
2. |
Напряжение выхода задатчика интенсивности |
В |
|
|
- |
3. |
Напряжение задатчика скорости |
В |
|
|
7,1 |
4. |
Опорное напряжение |
В |
|
|
7,1 |
5. |
Коэффициент усиления тиристорного преобразователя |
_ |
|
|
23,03 |
6. |
Постоянная времени ТП |
с |
|
|
0,004 |
7. |
ЭДС ТП в инверторном режиме |
В |
|
|
132,2 |
8. |
ЭДС двигателя |
В |
|
|
162,48 |
9. |
Машинный коэффициент |
Вс |
|
|
2,07 |
10. |
Эквивалентное сопротивле-ние цепи |
Ом |
Rэкв |
REK |
0,15 |
11. |
Постоянная времени цепи ротора |
С |
|
ТЕК |
0,01 |
12. |
Ток ротора двигателя |
А |
1р |
1 |
190 |
13. |
Момент двигателя |
НМ |
Мдв |
MD |
499 |
14. |
Момент сопротивления |
НМ |
Мс |
MSN |
485 |
15. |
Момент инерции |
кг м2 |
j |
G |
1,69 |
16. |
Скорость ротора |
с-1 |
|
WD |
74,2 |
17. |
Угловая частота питающей сети |
с-1 |
W0 |
WO |
78,5 |
18. |
Число пар полюсов |
кол. |
Рп |
Р |
4 |
19. |
Шаг интегрирования |
С |
t |
DELT |
0,0004 |
20. |
Время процесса |
С |
tпр |
TPR |
1,7 |
21. |
Цикл печати |
|
N |
NO |
85 |
22. |
Текущее значение времени |
С |
t |
T |
- |
CLS
PRINT " input data "
READ TEK, REK, TTP, UZS, UOP, KTP, KM, G, TZI
DATA 0.01,0.15,0.004,7.1,7.1,23.03,2.07,1.69,1.1
READ DELT, MSN, N0, TPR, P
DATA 0.0004,485,85,1.7,4
I = 0: D = 0: WD = 0: UZI = 0: W0 = 314: EIN = 132.2
PRINT "input: display to 1, print to 2,graf to 3"INPUT F
IF F = 1 OR F = 2 THEN 5
SCREEN 9
LINE (0, 0)-(650, 450), 15, BF
LINE (40, 80)-(40, 300), 0
LINE (40, 300)-(600, 300), 0
x0 = 40: Y0 = 300
5 FOR T = 0 TO TPR STEP DELT
UZI = UZI + UZS * DELT / TZI
IF UZI > UZS THEN UZI = UZS
DU = UOP - UZI
EIN = EIN + ((DU * KTP - EIN) / TTP) * DELT
ED = (W0 / P - WD) * KM
I = I + (((ED - EIN) * (1 / REK) - I) / TEK) * DELT
MD = I * KM
ms = (.05 + (WD * P / W0) ^ 2) * MSN
WD = WD + ((MD - ms) / G) * DELT
IF WD < 0 THEN WD = 0
IF F = 3 THEN 10
IF F = 1 THEN 20
N = N + 1
IF N < NO THEN 100
LPRINT "T=";
LPRINT USING " #.##"; T;
LPRINT "MD=";
LPRINT USING "####.##"; MD;
LPRINT "WD=";
LPRINT USING "###.#"; WD
N = 0
GOTO 100
20 NS = NS + 1
IF NS < N0 * 3 THEN 100
PRINT "T="; USING "#.####"; T;
PRINT "WD="; USING "###.##"; WD;
PRINT "MD="; USING "####.##"; MD;
PRINT "ms="; USING "####.##"; ms
NS = 0
GOTO 100
10 NK = NK + 1
IF NK < 2 THEN 30
PSET (x0 + T * 300, Y0 - WD * 1.5), 0
PSET (x0 + T * 300, Y0 - MD * .5), 0
NK = 0
30 NZ = NZ + 1
IF NZ = 100 THEN 40
GOTO 100
40 X = x0 + T * 300
LINE (X, 300 - 3)-(X, 300 + 3), 0
NZ = 0
100 NEXT T
END