Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Автоматизация проектирования частотнорегулируемых тяговых асинхронных двигателей для автономных транспортных средств Бессмертных Нина Александровна

Автоматизация проектирования частотнорегулируемых тяговых асинхронных двигателей для автономных транспортных средств
<
Автоматизация проектирования частотнорегулируемых тяговых асинхронных двигателей для автономных транспортных средств Автоматизация проектирования частотнорегулируемых тяговых асинхронных двигателей для автономных транспортных средств Автоматизация проектирования частотнорегулируемых тяговых асинхронных двигателей для автономных транспортных средств Автоматизация проектирования частотнорегулируемых тяговых асинхронных двигателей для автономных транспортных средств Автоматизация проектирования частотнорегулируемых тяговых асинхронных двигателей для автономных транспортных средств Автоматизация проектирования частотнорегулируемых тяговых асинхронных двигателей для автономных транспортных средств Автоматизация проектирования частотнорегулируемых тяговых асинхронных двигателей для автономных транспортных средств
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Бессмертных Нина Александровна. Автоматизация проектирования частотнорегулируемых тяговых асинхронных двигателей для автономных транспортных средств : ил РГБ ОД 61:85-5/2177

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Особенности проектирования частотно-управляемых тяговых асинхронных двигателей (тад) для авто номных транспортных средств 13

1.1. Требования, предъявляемые к ТАД автономных транспортных средств 13

1.2. Выбор оптимальных размеров зубца статора ТАД ... 15

1.3. Нахождение высоты зубца статора при заданной площади сечения паза и ширине зубца 22

1.4. Нахождение максимума функции двух переменных методом "золотого сечения" 25

1.5. Расчет параметров и энергетических показателей ТАД 32

1.5.1. Преобразование схемы замещения АД 32

1.5.2. Расчет параметров и энергетических показателей при заданном критическом скольжении 34

1.5.3. Расчет параметров и энергетических показателей при заданном номинальном скольжении 39

1.5.4. Расчет параметров и энергетических показателей при заданной кратности максимального момента...39

Глава II. Особенности теплового расчета тяговых асинхрон ных двигателей . 43

2.1. Расчет на ЦВМ расхода воздуха и вентиляционных потерь частотно-регулируемого ТАД закрытого исполнения 44

Глава III. Автоматизированная систша оптимального расчетного проектирования частотно-регулируемых ТАД 54

3.1. Применение метода "геометрического программирования" (ГП) для оптимизации частотно-регулируемых ТАД. 54

3.2. Задача ГП с отличной от нуля степенью трудности . 64

3.3. Потери и к.п.д. двигателей при частотном управлении. Выбор функции цели при оптимизации ТАД бб

3.4. Создание подсистемы "геометрическое программирование" 73

Глава ІV. Матшатическое описание системы прюбразоватедь частой - асинхронный двигатель (ПЧ-АД) 80

4.1. Математическое описание системы ПЧ-АД по методу огибающей 80

4.2. Получение обратной матрицы индуктивности асинхронной машины в фазной системе координат 85

4.3. Математическое описание асинхронного двигателя в фазной системе координат без периодических коэффициентов 92

4.4. Математическое описание системы ПЧ-АД с учетом дискретности преобразователя 96

Выводы по главе іу 103

Заключение 104

Список литературы 106

Приложение 1 117

Введение к работе

Планами развития народного хозяйства страны до 1990 года намечено значительное увеличение объема автомобильных перевозок в горнодобывающей промышленности, на строительстве гидротехнических сооружений, прокладке нефтепроводов и др. Решение указанных задач достигается путем создания большегрузных автосамосвалов, автопоездов, автомобилей повышенной проходимости. В связи с ростом мощности транспортных средств и их грузоподъемности наиболее перспективной системой передачи является электрический привод. Это обуславливает актуальность задачи совершенствования тягового привода и создание новых его систем.

В настоящее время практически во всех транспортных средствах преобладает тяговый электропривод постоянного тока. Это объясняется тем, что имеется многолетний опыт создания приводов постоянного тока и систем управления частотой вращения тягового электрического двигателя (ТЭД).

Наряду с несомненными достоинствами, электропривод постоянного тока обладает существенными недостатками, основные из которых следующие:

- наличие щеточно-коллекторного узла, что снижает надежность ТЭД и повышает расходы по обслуживанию и ремонту, а так же ограничивает линейную скорость якоря, что не позволяет значительно повысить частоту вращения;

- значительная масса и габариты, что не позволяет создать ТЭД в мотор-колесах большой мощности. Надежность ТЭД приобретает особо важное значение для автомобилей, эксплуатируемых в условиях бездорожья, открытых карьерах и т.п.

Применение асинхронных двигателей (АД) в автономных транспортных средствах значительно повышает надежность при эксплуатации, дает возможность требуемого увеличения частоты вращения. Стоимость АД ниже стоимости двигателей постоянного тока (ДОТ) с такими же номинальными значениями частоты вращения и мощности. Отношение мощности АД с короткозамкнутым (к.з.) ротором к его массе примерно в 2 раза больше, чем у ДОТ, т.к. отсутствует ограничение на ток статора по условиям коммутации.

Тиристорные преобразователи частоты в настоящее время являются сравнительно дорогими устройствами, что подчас сводит на нет экономию средств, полученных за счет замены ДОТ более дешевым АД с к.з. ротором.

Однако на базе статических преобразователей частоты (СПЧ) и АД могут быть разработаны регулируемые электроприводы с такими показателями надежности работы и качества процесса, что первоначальные капитальные затраты быстро окупаются за счет снижения эксплуатационных расходов и улучшения качества работы. К тому же цены на преобразователи постоянно снижаются, поэтому системы регулируемого электропривода с СПЧ становятся конкурентоспособными с другими системами регулирования.

В настоящее время серийного выпуска и даже опытных образцов карьерных автосамосвалов с тяговым электроприводом переменного тока не существует. Однако, и в нашей стране и за рубежом, асинхронный тяговый электропривод начинает все более успешно конкурировать с традиционным приводом постоянного тока, прежде всего применительно к городскому и магистральному железнодорожному транспорту. 

Выбор оптимальных размеров зубца статора ТАД

От выбора частоты питания ТАД зависят размеры и параметры генератора, преобразователей и самих ТАД. От частоты тока и числа полюсов ТАД зависит их быстроходность и, следовательно, объем ротора двигателя. Условия вписывания ТАД в габарит мотор-колеса оказывают существенное влияние на выбор диаметра ротора двигателя. Тяговый асинхронный двигатель будет обладать наименьшей массой лишь при полном соответствии конструкционной скорости транспортного средства и максимально допустимой скорости на окружности ротора. Максимальная частота тока может выбираться до 200 250 Гц. Из приведенных исследований по массогабаритным показа телям АД в системе тягового привода /115 / наилучшие мас согабаритные показатели имеют двигатели: при fmax = 150 Гц - 2р = б, при Jmm = 200 Гц - 2р = 8. При проектировании частотнорегулируемых ТАД, встает вопрос о выборе оптимальных размеров паза статора. Для его решения разработана и предлагается описанная ниже методика расчета оптимальных размеров паза статора. При этом при нимаются неизменными внешний Da (мм) и внутренний D (мм) диаметры статора, длина пакета статора 1 (мм), геометрия паза ротора и параметры его обмотки. Основой предлагаемого расчета является то, что при за данных плотности тока статора Л СУ / щі J , коэффици // iyw ентах тока намагничивания ( И, = j ), запол нения паза статора ( Я, ) и заданных габаритных размерах пакета статора однозначно определяется мощность двигателя. Размеры паза статора выбираются для максимального магнитного потока Ф . Выбор этого критерия основывается на том, что максимум магнитного потока Ф влечет за собой максимум мощности на валу при &с/ - dOnst . На рис. I.I. представлена структурная схема программы расчета магнитной цепи. Вначале проводится расчет постоянных, не зависящих от O jf и п.-у . Затем расчет 21 ш}ог и соотношений меящу эквивалентными сечениями Az, A Zf A z/ Agf . ———— . , ——— Azz ACT/ Aaz Ад- Q Задаваясь индукцией в зубце статора и у , рассчитываются индукции в других участках магнитной цепи: - Напряженности магнитного поля магнитной цепи /,// , ,// определяются по кривым намагничивания электротехнической стали, заданным на ЦВМ в табличном виде для зубцов и ярма. При попадании значения индукции между заданными точками используется линейная интерполяция. При этом погрешность аппроксимации не превосходит +1,5$. Напряженность магнитного поля в воздушном зазоре /%. определяется из формулы где Н - коэффициент воздушного зазора; ІІ - коэффициент радиальных каналов. Далее рассчитываются суммарная намагничивающая сила ZF на два полюса и намагничивающая сила F при заданных K,=j A U Н по формуле где Ш1 - число фаз; О - число пазов на полюс и фазу, / - обмоточный коэффициент обмотки статора, «5 (юг) площадь паза за вычетом пазовой изоляции. Затем присваивается новое значение величине где Л - коэффициент сходимости, зависящий от нелинейности кривой намагничивания. Piс.1.5 точность о . Далее по методу "золотого сечения"/12.4/ находятся размеры зубца статора И и 0 для максимального магнитного потока Ф , Алгоритм метода "золотого сечения" приводится в параграфе 1.4, а программа на алгоритмическом языке FORTRAN-IV -в приложении. На рис. 1.5 представлена зависимость магнитного потока Ф и мощности на валу / от ширины зубца статора 0zf при Acf = 5,55 [А/мм2], S = 162,8 мм А1 = 0,73, материал сердечника статора - электротехническая сталь 241I (ГОСТ 21427 0-75] Расчет проведен для серийного двигателя 4А I80M4 мощностью 30 кВт. При изменении ширины зубца статора от 5 до 8 мм изменения магнитного потока ф и мощности Р„ достигает Ъ%, При расчете оптимальных размеров паза статора вычисляются значения h1( и иї{ для максимального магнитного потока Фтах ( uf hz/ ). Для этого используются численные методы оптимизации функции двух переменных, т.к. не существует аналитического выражения для максимального магнитного потока и получить его с достаточной точностью не представляется возможным вследствие сложной нелинейной зависимости во всем диапазоне изменения величин h?/ и bz{ . В зависимости от способа отыскания экстремума методы оптимизации можно разделить на локальные и глобальные//3/ . В данном случае процесс оптимизации, - поиск цели, - состоит в последовательном перемещении рабочей точки, характеризующей положение объекта оптимизации в пространстве входных параметров h , А в направлении уменьшения расстояния до цели. При этом каждое перемещение рабочей точки называется шагом оптимизации, который состоит из двух этапов: сбора информации, необходимой для выбора направления движения рабочей точки и перевода объекта оптимизации из старой в новую рабочую точку. При этом определяется направление и величина шага оптимизации и функции цели в новой рабочей точке. Способы определения положения рабочей точки, соответствующей экстремуму функции цели Ф ( f?z/ 9 02/ ), могут быть различными. Последовательный шаговый поиск максимума //Of/ является наиболее распространенным из-за простоты программирования. Производится последовательное перемещение рабочей точки в заданном (градиентном или координатном) направлении с определенным шагом до тех пор, пока функция цели не перестанет расти. При этом рабочая точка оказывается в месте, соответствующем максимуму функции по данному направлению, после чего задается следующее направление. Метод дихотомии и метод Фибоначчи///// для поиска максимума функции двух переменных более сложны в программировании, но более быстры и точны при поиске максимума функции цели по( данному направлению. Однако, для начала поиска методом Фибоначчи нужно заранее задаться числом точек расчета, исходя из допустимого значения интервала неопределенности в конце поиска. Метод "золотого сечения" значительно легче в программировании, чем вышеупомянутые методы ///// . В этом методе целевая функция вычисляется в точках интервала неопределенности, расположенных таким образом, чтобы каждое вычисленное значение целевой функции давало новую информацию. Сущность этого метода состоит в следующем: интервал неопределенности делится на две неравные части так, что отношение длины большого отрезка к длине всего интервала равно отношению длины меньшего отрезка к длине большего отрезка. На рис. 1.6 отношение длин определяется методом "золотого сечения".

Задача ГП с отличной от нуля степенью трудности

Решение этой задачи ГП проводится в соответствии со структурной схемой (рис. 3.1) следующим образом: 1. Вводятся исходные данные, под которыми в данном случае подразумеваются коэффициенты СІ , число членов в целевой функции и в каждом из ее ограничений, а также матрица показателей 2. Так как степень трудности решаемой задачи больше нуля, то из матрицы показателей Q ц вьщеляется квадратная матрица размерностью /77 х /77 . 3. Для выделенной матрицы /77 /7? вычисляется определитель. Если определитель равен нулю, то происходит возврат к пункту 2. При этом первая строка первоначально выбранной матрицы /77х/77 заменяется другой. Если же определитель отличен от нуля, то переходят к выполнению пункта 4. 4. Выделенная квадратная матрица приводится к диагональному виду по методу Бранда. 5. Определяется двойственное пространство, а именно вектор столбцы, ортогональные вектор-столбцам исходной матрицы показа телей (т.е. векторы S/ удовлетворяющие условиям ортогональное ти). Для выполнения этой операции над столбцами оставшейся части матрицы /7-/77 проводятся те же действия, что и приведшие базис ную матрицу /77 х/77 к диагональному виду. Полученная матрица ҐІ-ҐП транспонируется, а знаки всех ее элементов меняются на противоположные. К правому нижнему углу дописывается единичная матрица, чем и завершается построение большой квадратной матрицы. Предложенный алгоритм пригоден для решения задач любой степени трудности. Как известно /?,S/ , текущее значение напряжения, частоты тока /f и момента М1 для обеспечения экономического регулирования должны быть в следующем соотношении с номинальным напряжением UH , частотой / и моментом Мн При этом обеспечивается заданное значение перегрузочной способности АД, к.п.д. и коэффициента мощности. При М1 -Ми регулирование напряжения осуществляется по зависимости 39) При частотном регулировании можно придать тяговым характеристикам транспортного средства желаемую форму и обеспечить необходимую скорость. В зависимости от назначения транспортного средства определяют участки тяговой характеристики при Ms const и при Р-const и находят необходимые зависимости изменения Регулирование напряжения АД и изменение его потока должны быть такими, чтобы при любой частоте тока двигатель мог развивать требуемый момент. Это требование сводится к выполнению условия У??/ , где Л - перегрузочная способность ТАД: Значение момента ТАД с ростом частоты тока уменьшается, поскольку в диапазоне скоростей VH -f- Vm0J[ поддерживается пос у U где $ = 77— - относительное напряжение. ин Критический момент при otfljpx определится В случае поддержания постоянной мощности и изменения напряжения пропорционально корню квадратному из частоты (3.40) При постоянстве напряжения т.е. перегрузочная способность гиперболически убывает с ростом частоты. Выражение (3.43) позволяет при разных законах регулирования напряжения f определить максимальную частоту, при которой fl? I или найти напряжение, которое необходимо приложить к ТАД для обеспечения перегрузочной способности в режиме otmox где KCTot - коэффициент потерь в стали, зависящий от частоты; -3 C kbk-lO К W, - конструктивная постоянная статора; Если при заданных габаритах активной части электрической машины найти такую геометрию, при которой электрические и магнитные потери будут минимальными, то ТАД будет иметь наилучшие энергетические показатели. Для получения оптимальной геометрии машины с точки зрения минимума электрических и магнитных потерь необходимо минимизировать функцию а составляющую механических потерь можно не рассматривать, так как геометрия активной части машины и электромагнитной нагрузки не нее не влияют. Потери в меди и стали зависят от частоты питания и регулирования частоты вращения ротора. Механические потери пропорциональны квадрату частоте вращения ротора и не зависят от закона регулирования. Функция цели и функции-ограничители выражаются категориями геометрического программирования в виде позиномов а компоненты указанных функций представлены как tj - положительные переменные проекта; #.. - произвольные вещественные числа. Все составляющие выражаются в функции от выбранных переменных факторов, в качестве которых при неизменных внешних габаритах принимаются: Переменные u f , uzz , n h oz рассматриваются как дополнительные, так как они связаны с остальными переменными проекта, Полагая, что неизвестные каждая в отдельности показатели машины If и COS 9 при перемножении дают некоторое число Af , вводим это число в расчет и решаем задачу ГП. Из решения задачи методом ГП по (3.35) находим искомую геометрию машины. Реализовав на математической модели (ММАД) заданную геометрию, получают действительные значения ff и COSfy . Принимая далее, что О COS fy А2 , вновь решают задачу ГП и опять уточняют значения ІЇ и СО$ ір на математической модели. Итерации повторяются до тех пор, пока не выполняется условие Структурная схема оптимизационного расчета ТАД представлена на рис. 3.3, где блок I - расчет магнитной цепи ТАД блок П - расчет параметров и энергетических показателей при заданных условиях , блок Ш - оптимизационный расчет ТАД, блок ІУ - тепловой расчет ТАД. Таким образом, для решения задачи оптимизации ТАД разработана система оптимального расчетного проектирования, состоящая из монитора, управляющего вычислительным процессом в пакетном режиме и режиме диалога "проектант-ЭВМ", программы оптимизации и программы математической модели ТАД. Для использования системы заполняется стандартный формуляр исходных данных, задаются ограничения по энергетическим показателям, кратности максимального момента, индукциям в различных участках магнитной цепи, а так же ограничения конструктивно-технологического характера. Оптимизационные расчеты проводятся в каждом режиме без влияния на ход поиска.

Создание подсистемы "геометрическое программирование"

Если при заданных габаритах активной части электрической машины найти такую геометрию, при которой электрические и магнитные потери будут минимальными, то ТАД будет иметь наилучшие энергетические показатели. Для получения оптимальной геометрии машины с точки зрения минимума электрических и магнитных потерь необходимо минимизировать функциюа составляющую механических потерь можно не рассматривать, так как геометрия активной части машины и электромагнитной нагрузки не нее не влияют.

Потери в меди и стали зависят от частоты питания и регулирования частоты вращения ротора. Механические потери пропорциональны квадрату частоте вращения ротора и не зависят от закона регулирования.

Функция цели и функции-ограничители выражаются категориями геометрического программирования в виде позиномов tj - положительные переменные проекта; #.. - произвольные вещественные числа. Все составляющие выражаются в функции от выбранных переменных факторов, в качестве которых при неизменных внешних габаритах принимаются:

Переменные u f , uzz , n h oz рассматриваются как дополнительные, так как они связаны с остальными переменными проекта,

Полагая, что неизвестные каждая в отдельности показатели машины If и COS 9 при перемножении дают некоторое число Af , вводим это число в расчет и решаем задачу ГП.

Из решения задачи методом ГП по (3.35) находим искомую геометрию машины. Реализовав на математической модели (ММАД) заданную геометрию, получают действительные значения ff и COSfy . Принимая далее, что О COS fy А2 , вновь решают задачу ГП и опять уточняют значения ІЇ и СО$ ір на математической модели. Итерации повторяются до тех пор, пока не выполняется условие

Структурная схема оптимизационного расчета ТАД представлена на рис. 3.3, где блок I - расчет магнитной цепи ТАД блок П - расчет параметров и энергетических показателей при заданных условиях , блок Ш - оптимизационный расчет ТАД, блок ІУ - тепловой расчет ТАД.

Таким образом, для решения задачи оптимизации ТАД разработана система оптимального расчетного проектирования, состоящая из монитора, управляющего вычислительным процессом в пакетном режиме и режиме диалога "проектант-ЭВМ", программы оптимизации и программы математической модели ТАД.

Для использования системы заполняется стандартный формуляр исходных данных, задаются ограничения по энергетическим показателям, кратности максимального момента, индукциям в различных участках магнитной цепи, а так же ограничения конструктивно-технологического характера.

Расчет повторяется несколько раз, так как при этом уточняется набор ограничений и значения лимитеров. При поиске в режиме диалога значительно ускоряется процесс получения приемлемого расчетного варианта, причем в некоторых случаях заметно улучшается его качество по сравнению с результатом поиска в пакетном режиме. Режим диалога позволяет быстро устранять ошибки в задании исходных данных, получать необходимую информацию о ходе поиска, прерывать поиск, осуществлять оптимизацию нескольких двигателей.

Исходные данные и результаты расчета печатаются в виде формуляров, снабженных необходимой для анализа текстовой информацией. Структура системы позволяет практически без всяких изменений вводить в нее новые программные модули, программы оптимизации и математические модели.

В таблице 3.1 приводятся данные оптимизационных расчетов АД общепромышленного назначения по минимуму электрических и магнитных потерь. Как видно из таблицы для ТАД может быть предложена геометрия, позволяющая повысить к.п.д. машины.

Тепловые расчеты показывают, что изменение геометрии позволяет снизить перегрев обмотки статора, что обусловлено перераспределением потерь в АД. В результате проведенной оптимизации получаем относительное увеличение площади паза статора. При заданном коэффициенте заполнения паза это ведет к росту расхода меди Gcu/ уменьшению плотности тока статора Ас( и, следовательно, уменьшению потерь в мещЛРси/ Снижение перегрева обмотки статора ведет к увеличению срока службы машины, повышению надежности, изменению ее характеристик. В таблице 3.2 приводятся данные оптимизационных расчетов ТАД. В результате оптимизационных расчетов получена геометрия

Математическое описание асинхронного двигателя в фазной системе координат без периодических коэффициентов

Дифференциальные уравнения электрического равновесия в обмотках асинхронной машины, записанные относительно реальных фазных переменных с учетом вышеуказанных (в 4.2) допущений имеют вид: 2v?#2 - активные сопротивления фаз статора (ротора). Полное потокосцепление каждой фазы статора и ротора определяется величиной собственной индуктивности и взаимоиндуктивнос-тями этой фазы с остальными обмотками машины. Для фаз А и а эти потокосцепления определяются следующими выражениями: где Zy(/-2) - индуктивность фазы статора (ротора); М (М9) - взаимоиндуктивность между любыми двумя обмот ками статора (ротора); М,п - максимальная величина взаимоиндуктивности между любой обмоткой статора и любой обмоткой ротора; - угол между осями одноименных обмоток статора и ротора, связанный со скоростью вращения ротора двигателя соотношением: где Шд - электрическая угловая скорость ротора. Полная система уравнений AM, которая может быть получена из (4.20) заменой потокосцеплений выражениями вида (4.21), трудоемка при аналитическом решении ввиду наличия периодических коэффициентов в соотношениях (4.21), учитывающих изменение взаимного расположения обмоток статора и ротора при вращении ротора двигателя. С целью упрощения переменные этой системы подвергаются преобразованиям, благодаря которым удается получить систему урав нений с постоянными коэффициентами, которая эквивалентна исходной. Такая эквивалентная система описывает идеализированную трехфазную AM, характерной особенностью которой является то, что ее ротор неподвижен относительно статора. Именно поэтому отсутствуют периодически коэффициенты в уравнениях AM. Используя рис. 4.1а, где А.В.С. (а,в,с) обозначены оси фазных обмоток статора (ротора), линиями U V}\л/ - оси координат системы, вращающейся с произвольной скоростью &к и тригонометрические преобразования, получается система дифференциальных уравнений /НІI идеализированной AM в фазной системе координат g - -и) Л/ - сопротивление взаимоиндукции между статор ными и роторными обмотками. Система (4.23) удобна для расчета режимов работы АД с преобразователем, включенным в цепи статора и ротора. Если преобразователь включен в цепь статора, то следует воспользоваться неподвижной системой координат (, fi, f , т.е. принять 0)к=0. При этом уравнения, связывающие токи идеализированной и реальной AM, примут вид: Дифференциальные уравнения АД, записанные в фазной системе координат (рис. 4.1а), вместе с уравнениями цепей выпрямителя и фильтра (4.4) представляют собой математическую модель системы ПЧ-АД и имеют вид: формируется с учетом логики работы инвертора напряжения при 180-градусной длительности включения вентилей. На рис. 4.3 показана расчетная схема преобразователя и двигателя, а на рис. 4.4 - временные диаграммы работы тиристоров. Для анализа работы системы ПЧН-АД были проведены расчеты на ЦВМ процессов автоколебаний в разомкнутой системе ПЧН-АД в одной и той же точке системы методами огибающей и с учетом дискретности преобразователя. Приводится пример расчета системы с двигателем А42-6. Расчет проведен при следующих параметрах ju = 15 Гц; Вп = 50 В; 7 = 3,15 7 ; /, =0,24 Гн; C = 0,00112 Ф. Сначала рассчитывается процесс подключения вращающегося двигателя и силового 1С -фильтра к ЭДС выпрямителя Еп . После окончания переходного процесса проводилась распечатка результатов и их обработка. Численное решение системы дифференциальных уравнений проводилось на ЭЦВМ ЕС-ЮЗЗ с помощью стандартной программы метода Рунге-Кутта. Программа расчета на языке FORTRhN -jl с учетом дискретности работы преобразователя приведена в Приложении 4 и по огибающей (методом первой гармоники) в Приложении 4а. - 102 ю о pq - юз Так как в системах уравнений не учитывается кривая намагничивания двигателя, то расчетные точки выбирались на линейном участке, т.е. с ослабленным магнитным потоком. На рис. 4.6 приведен процесс, рассчитанный для точки с вышеуказанными параметрами методом огибающей, а на рис. 4.5 тот же процесс, но с учетом дискретности преобразователя. На рис. 4.8 приведена осциллограмма,снятая в расчетной точке на установке кафедры АЭП МЭИ. Из сравнения расчетных и экспериментальных данных следует, что расчетный процесс адекватен экспериментальному. Как известно из произведенных исследований /&7 / для двигателей малой мощности можно проводить расчеты с достаточной степенью точности используя метод огибающей. Однако, для двигателей большой мощности (выше 100 кВт) учет дискретности преобразователя позволит избежать значительных ошибок в расчетах. Для рассчитанного ТАД мощностью / =340 кВт при следующих параметрах двигателя и преобразователя: 7, = 0,015 0м; г г = 0,028 0м; 0С = 0,078 Ом; х[ = 0,088 0м; Хт= 3,5 Ом; Rj = 0,20 м; L = 0,04 Гн; Сер = 0,06 Ф; / = 15 Гц; Еп = 50 В. Расчет проводился по той же схеме, что и для системы с АД А-42-6 рис.4.5 . - 104 Выводы по главе ІУ 1. Предложенный метод получения обратной матрицы индуктивности размерностью (бхб) обладает достаточной общностью и удобен для применения в матричном анализе электрических машин. Полученная обратная матрица индуктивности входит в состав матричных уравнений, описывающих работу машины в любой системе координат. 2. Математическая модель ПЧ-АД в фазной системе координат позволяет исследовать динамические и квазиустановившиеся процессы системы при питании АД от тиристорного преобразователя частоты с автономным инвертором напряжения. 3. Расчеты на ЦВМ, проведенные по предложенному математическому описанию системы ПЧН-АД показали хорошую адекватность модели натуре. 4. Для двигателей большой мощности необходимо использовать математическую модель с учетом дискретности преобразователя.

Похожие диссертации на Автоматизация проектирования частотнорегулируемых тяговых асинхронных двигателей для автономных транспортных средств