Расчёт статических и динамических характеристик для разомкнутой системы регулируемого электропривода

Расчёт естественных характеристик, системы регулируемого электропривода

Характеристики, являются основными для системы ТП-Д.

Естественные характеристики рассчитываются по формулам:

где.

;

угол управления тиристорами при номинальном режиме работы.

эквивалентное внутренне сопротивление тиристорного преобразователя; Тогда,.

Для построения естественных характеристик достаточно задаться двумя точками для момента и двумя точками для тока, т.к. характеристики имеют линейный характер. Полученные по формулам значения занесём в таблицу 5:

Таблица 5.

По данным таблицы построим естественные механическую и электромеханическую характеристики, изображенные на рисунке 3:

Рисунок 3. Механическая (электромеханическая) характеристика, системы ТП-Д.

Расчёт искусственных (регулировочных) характеристик, системы регулируемого электропривода для заданного диапазона регулирования.

Регулирование скорости в данной системе происходит в двух диапазонах, в первом диапазоне за счет изменения напряжения в обмотках якоря двигателя, а во втором диапазоне за счет изменения напряжения в цепи питания обмотки возбуждения двигателя. Изменение напряжения, в свою очередь, происходит при изменении угла управления тиристорами.

1) Рассчитаем искусственные (регулировочные) характеристики, системы регулируемого электропривода для первого диапазона, в котором регулирование скорости происходит за счет изменения напряжения в обмотках якоря двигателя. Расчёт данных характеристик проведём в нижнем диапазоне регулирования скорости, т. е характеристики будут проходить ниже естественной. Уменьшение напряжения достигается увеличением угла управления. Для расчета регулировочных характеристик следует задаваться углом управления Формулы для расчета регулировочных характеристик аналогичны формулам расчета естественных характеристик и имеют вид:

Для удобства, расчетные данные занесем в таблицу6:

Таблица 6.

По полученным числовым значениям строим искусственные характеристики, изображенные на рисунке 4:

Рисунок 4. Искусственные характеристики, системы ТП-Д. (в первом диапазоне регулирования) Так как электропривод работает в режиме постоянных реверсов, то и характеристики будут располагаться аналогично в третьем квадранте.

2) Рассчитаем искусственные (регулировочные) характеристики, системы регулируемого электропривода для второго диапазона, в котором регулирование скорости происходит за счет изменения напряжения в цепи питания обмотки возбуждения двигателя. Расчёт данных характеристик проведём в верхнем диапазоне регулирования скорости, т. е характеристики будут проходить выше естественной. Для расчета регулировочных характеристик следует задаваться углом управления. Формулы для расчета регулировочных характеристик аналогичны формулам расчета естественных характеристик и имеют вид:

Где Вс/рад с-1.

Для удобства, расчетные данные занесем в таблицу 7:

Таблица 7.

Расчет зоны прерывистых токов

Расчет зоны прерывистых токов ведется по формулам, приведенным ниже:

Расчёт производим для одного угла =450:

.

где — угол открывания, измеренный от начала положительной полуволны синусоиды фазной ЭДС Предельное значение скорости идеального холостого хода.

рад/c.;

Угол отставания тока якоря от напряжения:

Граничное значение ЭДС в относительных единицах:

Граничное значение тока в относительных единицах.

Границы характеристики режима прерывистого тока.

рад/c.

А.

Дальнейший расчет проведем с помощью программы Mathcad. Для этого зададимся параметрами, необходимыми для построения данных характеристик;

— номинальный ток двигателя.

• -номинальная угловая скорость
• -постоянная ЭДС

— сопротивление якорной цепи.

— индуктивность якорной цепи.

максимальное выпрямленное ЭДС.

• -пульсность схемы
• -угол управления

Подставив данные в формулы, при этом изменяя угол управления, получим характеристики, изображенные на рисунке 6: