В общем случае КПД системы можно определить как

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Суммарная установленная мощность машин:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Методика определения коэффициента мощности соsj системы (т.е. АД) изложена в пункте 8 темы 4 настоящей методички

Зная КПД и соsj, можно определить:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru ; В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Графики h и сosj системы приведены на рис. 5.5.

Рис. 5.5. Зависимость В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru при МС=const.

Примеры расчета приведены в /1,с297/.

ПРИМЕЧАНИЕ: Методика расчета потерь энергии в переходных процессах приведена в /15, с.72/

ПРИМЕР РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ

1. В качестве рабочего применен ДПТНВ типа П101, имеющий технические данные:

РН=100 кВт JД=10,3 кгм2 ФН=13,7 мВб
UН=220 В 2а=2 IНВ=4,16 А
IН=508А П=4 КНД=1,33 В.с
wН=157 1/с WВ=950  
hН=89,5% N=304  
RЯД=0,022 Ом в горячем состоянии RОВ=38 Ом, (t=200С)  

2. Выбор генератора независимого возбуждения:

Требуемая расчетная мощность ГПТ:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru кВт

Условия выбора генератора: В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Рекомендуется выбрать ГПТНВ типа П111, имеющий технические данные:

РН=150 кВт N=367  
UН=230 В 2а=2  
IН=653А П=4  
wН@152 1/с WВ=850  
hН=90% IВН=6,6 А  
RЯГ=0,016 Ом в горячем состоянии RОВ=35 Ом, (в горячем состоянии)  

3. Выбор сетевого (гонного) двигателя:

Расчетная мощность сетевого двигателя:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru кВт

Условия выбора сетевого двигателя: В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Рекомендуется выбрать АД с КЗР типа 4А315, имеющего технические данные:

РН=200 кВт wН=155 1/с
UН=380 В hН=94%
w0=157 1/с cosjН=92%
SН=1,3%  

Расчет параметров системы Г-Д

1. Суммарная установленная мощность машин:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru кВт, (4,5.РНД)

2. Результирующий КПД при номинальной нагрузке системы

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

3. Результирующий КПД системы при загрузке Х=0,5. Пусть при этом В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru (каждой машины). Тогда В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

4. Суммарное сопротивление якорной цепи:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

5. Данные для построения основной характеристики w(I) и w(М):

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru 1/с

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru 1/с

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Н.м

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru 1/с

т.о., В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru 1/с

По рассчитанным координатам двух точек В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru и В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru строят основные характеристики w(I) , w(М) .

ПРИМЕЧАНИЕ: В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru 1/с В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru 1/с. Следовательно, для получения w=wНД необходимо обеспечить ЕГГН путем уменьшения магнитного потока генератора

6. Номинальный магнитный поток генератора:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Вб

Номинальный коэффициент ЭДС генератора (по 2.5):

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В.с

Конструктивный коэффициент генератора (по 1.5):

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

7. Значение магнитного потока ФГ1, при котором ДПТ будет работать в точке регулировочной характеристики с координатами В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru :

Требуемая ЭДС генератора:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В.с

Тогда В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Вб

Для получения ФГ1НГ необходимо уменьшить ток возбуждения генератора путем введения добавочного сопротивления RД1 в цепи ОВГ. (методика расчета величин RД1 изложено в пункте 4б данной темы).

8. Статическая ошибка по скорости на основной характеристике в системе Г-Д:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

9. Статическая ошибка по скорости на естественной характеристике ДПТ:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru 1/с

Таким образом, В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru (меньше точность регулирования)

10. Модуль жесткости основной характеристики системы:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Н.м.с

или В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Н.м.с

11. Модуль жесткости естественной характеристики ДПТ:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Таким образом, bЕ >b

12. Магнитный поток ДПТ при работе его в точке 2 искусственной характеристики (рис.2.5) при нагрузке В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Н.м со скоростью вращения В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru 1/с

Коэффициент ЭДС двигателя при работе в заданной точке (см. формулу 6.2, тема 2):

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В.с

Тогда требуемый магнитный поток двигателя:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Вб

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Таким образом ФД2НД=0,0137 Вб

13. Статическая ошибка на искусственной характеристике

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru 1/с

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru 1/с

Таким образом, S1%>S%=8%.

14. Модуль жесткости искусственной характеристики:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Н.м.с

Таким образом, b1< b=46,6 Н.м.с

15.Электромеханическая постоянная времени на основной характеристике:

Пусть В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru кг.м2

Тогда момент инерции привода и электромеханическая постоянная:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru кг.м2

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru с

или В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

16. Электромагнитная постоянная времени якорной цепи:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru с

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Гн (по формуле 8.2 Тема2 )

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru (по формуле 8.2 )

17. Скольжение гонного двигателя при работе системы Г-Д на основной характеристике при номинальной нагрузке:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru (см. пункт 6 данной темы)

Здесь В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru ; В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru ; В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Ом

Тогда S=0.013(0.92+0.0878*1)*1=0.0131

18. Вращающий момент на валу АД при номинальной нагрузке ДПТ

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Н.м

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru 1/с

Тема 6. МЕТОДИКА РАСЧЕТА СТАТИЧЕСКИХ ХАРАТКРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ТП-Д

На основании известных номинальных паспортных данных ДПТ НВ и заданных режимов работы системы ТП-Д рассчитать ее характеристики и параметры:

1. выбрать тиристорные преобразователи для питания якорной цепи и ОВД;

2. рассчитать основные характеристики w(I), w(М);

3. рассчитать регулировочные характеристики w(I), w(М) в нижнем поддиапазоне регулирования скорости;

4. рассчитать регулировочные характеристики w(I), w(М) в верхнем поддиапазоне регулирования скорости;

5. рассчитать индуктивности сглаживающего дросселя;

6. рассчитать индуктивность уравнительных дросселей и токоограничивающих реакторов

7. рассчитать зону прерывистых токов и характеристики w(I), w(М);

8. рассчитать параметры структурной схемы;

9. рассчитать энергетические показатели системы в установившемся режиме.

10. Пример расчета.

Некоторые серии тиристорных преобразователей постоянного тока и комплектных электроприводов.

Серия ТП IH=25¸1000 А РН=11¸460 кВт
Серия АТ IH=800¸6300 А РН=528¸5000 кВт
Серия ТП3 IH=1600¸12500 А РН=1000¸12000 кВт
Серия ТЕ,ТЕР UH=230,345,460 В IH - до1000А

Примеры обозначения типов преобразователей в серии и расшифровка обозначений:

ТЕ-100/230Р, ТЕР-100/230Т

Тиристорный преобразователь с естественным охлаждением,

UH=230 В IH =100А

Р – реверсивный, Р(после напряжения) – реакторной исполнение, Т- трансформаторное исполнение.

Серия ЭКТ /10/. Электропривод комплектный тиристорный мощностью до 2000 кВт

Серия КТЭУ /10/. Комплектный тиристорный электропривод унифицированный. UH=440¸930В, РН=1000¸12000 кВт

Серия БУВ-3504 – унифицированный нереверсивный однофазный выпрямитель.

РН=2,8;5,7 кВт UH=115, 230В IH =25А /18/

Серия ТП – несимметричный однофазный мост.

Назначение: питание якорной цепи ДПТ мощность до 5 кВт.

Диапазон регулирования скорости Д=(20¸100):1, имеет отрицательную обратную связь по скорости.

Серия БУВ-3509.

РН=2,8;5,7 кВт UH=115, 230В IH =25А

Схема – симметричный однофазный мост. Назначение – питание ОВ ДПТ /18/.

Серия ПТОР – унифицированный однофазный реверсивный ТП.

РН=1,15;2,88;2,3;5,75 кВт UH=115, 230В IH =10;25А

Схема – симметричный однофазный мост. Назначение – питание обмотки якоря и ОВ ДПТ в реверсивных ЭП /18/.

Серия БТУ3001 – унифицированный трехфазный преобразователь. Предназначен для электроприводов станков с ЧПУ.

РН – до 290 кВт UH= 230,460 В IH =36¸630А /18/

Обеспечивает двухзонное регулирование скорости.

Серия БУ3608 – унифицированный трехфазный ТП.

РН=0,96¸23 кВт UH=60¸460 В IH =16¸50 А

Предназначен для ЭП станков с ЧПУ.

В источнике /19/ рассмотрены электроприводы подач станков с ЧПУ серий: ЭТ6, БТУ-3601, Кемрон, Мезоматик – А, ТNР.

В источнике /20/ рассмотрены комплектные ЭП главного движения и подач станков с ЧПУ:

А) «Мезоматик - В» - электропривод главного движения с двухзонным регулированием скорости (Д1=1¸200; Д2=1:3(5))

РН=3,7-45 кВт, nН=1000,1500 об/мин

Имеет преобразователи для питания обмотки якоря и ОВД.

Схема ТП Якорной цепи – трехфазная мостовая встречно-параллельная с раздельным управлением группами вентилей.

Схема САР – двухконтурная схема подчиненного регулирования с регуляторами РС, РТ и задатчиком интенсивности

Б) «Кемтор» - электропривод с двухзонным регулированием скорости ((Д1=1:1000, Д2=1:35).

РН=3,7-70 кВт, nН=600-1000 об/мин

Имеет преобразователи для питания ОЯ и ОВД.

Схема ТПЯ – трехфазная мостовая встречно-параллельная с раздельным управлением.

Схема САР – двухконтурная система с регуляторами РС и РТ.

Примечание: расшифровка типов ТП и комплектных электроприводов приведена в /10/.

Электрооборудование в системах ТП-Д и его краткая характеристика /10/.

1. Сглаживающие реакторы.

Применяют реакторы серии: ФРОС, СРОС, СРОС3, ТРОС.

Применяемые обозначения: Ф – фильтровые, С - сглаживающие, Т – токоограничивающие, З – защищенное исполнение, О – однофазный.

Выпускаются со стальным сердечником – ФРОС, СРОС, СРОС3, и без него – ТРОС.

Серия ФРОС: IН=250¸1000 А, LН=0,35¸5 мГн, R=1.1¸17.6 мОм, UН=500В.

Размещаются в шкафу комплектного электропривода.

Серия СРОС3: : IН=1600¸12500 А, LН=0,24¸2 мГн, DРН=2100¸8500Вт (потери мощности) UН=1050 В.

Серия СРОС (бывшая серия ФРОС)

Технические данные соответствуют серии СРОС3

Серия ТРОС. Они без стального сердечника, поэтому у них L=LН=const при любом токе.

UН=1050 В, IН=1000¸5000 А, LН=0,2¸1,0 мГн

2. Токоограничивающие реакторы.

Серия РТСТ – реактор трехфазный сухой токоограничивающий.

UН=220,310,410 В (линейное)

IН ФАЗНОЕ=20¸820 А, что соответствует IdH=25¸1000 А

LН.ФАЗЫ=0,027¸2,02 мГн

RФАЗЫ=0,15¸265 мОм

3. Трансформаторы сухие (в мостовых схемах ТП)

UdН=230,460,660,825,1050 В (выпрямленное напряжение)

IdН=25,40,100,200…500…до 4000А

SТ=10¸4000 кВА.

Серия ТСП и ТСЗП (П – преобразовательный, З - защищенный)

Основные параметры этой серии, например, при SТ=10¸125 кВА.

UКЗ%=4,7¸5,8%; DРХХ=130¸520 Вт

КЗ=320¸2700 Вт; I2НФ=20¸164 А

IХХ=16¸4%

ПРИМЕЧАНИЕ: применяют также трансформаторы (при больших мощностях системы ТП-Д)

Серия ТНЗП, совтоловые. SТ=400¸1600 кВА

Серия ТМП, масляные. SТ=2500¸10000 кВА

Серия ТМТП, ТДТП, ТРДТП для схем выпрямления при m=12.

Методика расчета

На рис. 1.6. приведена одна из возможных схем реверсивного тиристорного электропривода постоянного тока.

 
  В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Рис. 1.6. Трехфазная мостовая реверсивная встречно-параллельная схема выпрямления для питания якорной цепи двигателя.

I.Выбор тиристорного преобразователей (ТП).

ТП для питания якорной цепи ДПТ НВ выбирается (как правило) реверсивный при соблюдении условия:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru , В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

где В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - входное напряжение преобразователя и номинальное напряжение сети переменного тока.

Методика выбора ТП для питания ОВД изложена в описании п.1 (тема 5). См., например, серию БУВ-3509 /18/

II. Расчет основных характеристик w(I), w(M).

Под основными понимается характеристики w(I), w(M) системы ТП-Д, полученные при соблюдении условий:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru ,

где В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - соответственно текущие и номинальные значения напряжений на выходе ТП, а также магнитного потока ДПТ.

Ниже рассмотрена методика расчета статических характеристик w(I), w(M) без учета зоны прерывистых токов для реверсивных трехфазной мостовой схемы выпрямления.

Искомые характеристики рассчитываются по формулам:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru ; В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru (1.6.)

где Еd0 – максимальное значение выпрямленной ЭДС на выходе ТП (при a=0, I=0);

aН – номинальный угол управления ТП, соответствующий напряжению UdH; В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

RЭ – эквивалентное сопротивление силовой цепи.

Записанные уравнения являются при известных допущениях линейными, поэтому для построения характеристик w(I), w(M) достаточно двух расчетных точек (см., например, п.3. тема 5). (Г-Д)

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru , (2.6)

где В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - действующие значения номинальных фазного и линейного напряжений вторичной обмотки сглаживающего трансформатора.

Координаты расчетных точек (см. рис.2.5):

1) В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

2) В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru (см.4.2)

Для определения w(IН) и w(MН) следует использовать формулу 1.6. Определить угол aН:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru (двигателя)

Эквивалентное сопротивление силовой части при трехфазной мостовой встречно-параллельной схеме ТП с совместным согласованным управлением и четырьмя уравнительными дросселями определяется по формуле:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru (3.6)

где m=6 – пульсность выпрямленного напряжения;

ХТ, RТ – индуктивное и активное сопротивление фазы согласующего трансформатора (ТР);

RТИР»0 – сопротивление тиристора в проводящем состоянии;

RУД, RСД – активное сопротивления уравнительного и сглаживающего дросселей;

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru RЯ – определяется по (3.2.) с.16-17

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

где В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - полное сопротивление фазы согласующего ТР и его напряжение короткого замыкания (%), номинальное значение фазного тока вторичной обмотки (А), потери мощности короткого замыкания (Вт). /10,с.268/.Выбирают трансформаторы серии ТСП, ТСЗП.

Сопротивление RУД, RСД определяются по справочным данным уравнительного и сглаживающего дросселей после предварительного расчета их индуктивностей (см. далее) и последующего их выбора.

Однако для предварительного расчета характеристик w(I), w(М) следует воспользуется рекомендациями:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

где В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - падение напряжения на сглаживающем и уравнительном дросселей при номинальном токе IdH преобразователя.

В формуле 3.6 величина В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru имеет смысл коммутационного сопротивления

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Для приближенного определения RЭ можно воспользоваться формулу /8/ (если нет других возможностей):

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru ,

где В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - номинальная мощность ТП и его КПД (hН=0,94¸0,96).

III.Расчет регулировочных характеристик в нижнем поддиапазоне регулирования скорости.

В указанном режиме системы ТП-Д работает при Ud< UdH, Ф1Н. Если задан угол регулирования ai то расчет характеристик выполняется по формулам (1.6.).

Если требуется рассчитать напряжение Udi, обеспечивающее работу ДПТ на характеристике в точке с заданными координатами w1, М1 (рис.2.5, точка 1),оно определяется по формуле:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru , (3.6а)

где коэффициент К определить по (2.2).

Необходимый угол регулирования:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru (4.6)

Координаты точек для построения характеристик:

1) В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru ; I=0; M=0.

2) В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru I=IH; M=MH (cм.4.2.)

Для расчета величины w(IH) применить формулу 1.6., подставить в нее угол регулирования a1

IV. Расчет регулировочных характеристик в верхнем поддиапазоне регулирования скорости.

В указанном режиме система работает при Ud= UdH (a=aH), Ф2Н. Если задано значение магнитного потока Ф2, то расчет характеристик выполняется по (1.6), в которых принимается К=К2:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru ,

где КН определяется по формуле (2.2.).

Регулировочная характеристика показана на рис. 2.5.

Если же задан режим работы системы ТП-Д в точке 2 регулировочной характеристики (рис.2.5.), то для расчета характеристик w(I), w(M) необходимо определить величину магнитного потока двигателя Ф2Н. Для этого необходимо использовать формулу 6.2. (см. пункт В, тема 2), подставив в неё, соответственно, UН= UdH и RЯ=RЭ.

Статические характеристики системы ТП-Д вне зоны прерывистых токов аналогичны характеристикам системы Г-Д (рис. 2.5.), но модуль жесткости В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru .

V.Расчет индуктивности сглаживающего дросселя.

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Расчет индуктивности СД, необходимой для сглаживания пульсаций выпрямленного тока до заданных пределов /9/.

Суммарная индуктивность, необходимая для сглаживания пульсаций выпрямленного тока до заданного значения:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

где В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - относительные величины пульсаций первых гармоник выпрямленных напряжений и тока;

IH – номинальный ток двигателя;

В расчетах принимают В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru 1/с.

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru ,

где m=6(или 3) – пульсность схемы выпрямления;

aМ – максимальный угол управления в заданном диапазоне регулирования скорости; он определяется по (4.6.) подстановкой в формулу минимальной скорости вращения ДПТ в заданном диапазоне регулирования w1=wМИН и соответствующего ей тока якоря, В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru . Тогда требуемая индуктивность СД:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru , Гн

Значение В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru определяется по формуле (8.2.); В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - индуктивность уравнительного дросселя (см. ниже).

Индуктивность согласующего трансформатора:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru (при m=6)

Условия выбора сглаживающего дросселя:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

По /10, с.299/ выбираются дроссели серии ФРОС, СРОС,СРОСЗ,ТРОС.

 
  В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Методика расчета индуктивности СД, необходимой для сужения зоны прерывистых токов.

Задаются значением допустимого граничного тока, соответствующего максимальному углу aМ регулирования:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

где В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - ток холостого хода привода, А. В расчетах его рекомендуется принять равным:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

где В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - ток х.х. ДПТ;

Значения МХХ и К определяются по формулам (14.2) и (2.2.).

Требуемая индуктивность якоря цепи (при m=6):

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Гн

где В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - действующее значение номинального линейного напряжения вторичной обмотки ТР. Тогда В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru .

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Условия выбора сглаживающего дросселя: В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Расчет индуктивности дросселя для ограничения токов при коротком замыкании на стороне выпрямленного напряжения.

Расчетное суммарное значение индуктивности на стороне постоянного тока:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

где IC – ток нагрузки якорной цепи двигателя.

IКМ- см. ниже (пункт 6).

Тогда расчетная индуктивность дросселя: В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Условия выбора дросселя: В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

ПРМЕЧАНИЕ: из трех расчетных значений LСД (см. пункт А,Б,В) при выборе дросселя использовать максимальное значение.

VI. Расчет индуктивности уравнительных дросселей и токоограничивающих реакторов.

Указанная задача возникает при выборе элементов силовой части реверсивного тиристорного ЭП с совместным согласованным управлением /1/ комплектами вентилей (рис.1.6.).

Требуемую индуктивность УД можно определить по формуле /11/:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

где В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - коэффициент действующего значения уравнительного тока (см.табл.1.6.); Построить кривую В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru и определить В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru при В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - допустимое значение уравнительного тока, А;

Зависимость коэффициента В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru приведена в табл16 (m=6).

Таблица 1.6.

a0
В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru 0,02 0,05 0,12 0,25 0,40 0,63 0,42 0,26 0,18

По /10/ выбирается УД, при соблюдении условия: В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Уравнительных дросселей в схеме (рис.1.6) может быть четыре, ели они насыщающиеся, или два (например, УД1 и УД3 или УД2 и УД4), если они не насыщающиеся.

Расчет индуктивности токоограничивающих реакторов /9,с.157/

Если выбран ДПТ с номинальным напряжением UH=440 В, то в схеме системы ТП-Д отсутствует сглаживающий трансформатор. Тогда в каждой фазе напряжения сети на выходе ТП устанавливают токоограничивающие реакторы (ТОР).

Расчетное значение индуктивности ТОР:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

где В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru 1/с

IКМ – максимально-допустимое для тиристоров значение тока короткого замыкания в первый полупериод напряжения питающей сети.

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru , IH – номинальный ток ДПТ

Условия выбора /10/ ТОР: В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Выбирают, например, ТОР серии РТСТ /10/.

VII. Расчет зоны прерывистых токов (ЗПТ) и характеристики w(I), w(М).

Поставленная задача возникает при расчете статических характеристик w(I), w(М); непрерывного или реверсивного тиристорного ЭП с раздельными управлением группами вентилей, т.к. уравнения (1.6.) действительны только вне ЗПТ.

Для построения ЗПТ в системе координат В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru требуется рассчитать зависимость В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru по формуле (при ai³100):

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru ,

где В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - граничное значение тока якорной цепи ДПТ соответствующее i-му углу регулирования ai³100;

Ld – см. пункт 5А, 5Б

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - индуктивность сглаживающего трансформатора.

Найденные значения граничных токов и соответствующие им углы ai, подставляют в формулу w(I) (1.6) и рассчитываются значения скорости wi привода. На основании расчета строится ЗПТ. (рис. 2.6).

Для построения механических характеристик w(М) в зоне прерывистых токов необходимо определить граничные моменты двигателя:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Методика расчета характеристик w(I), w(М) в зоне прерывистых токов /14,с.261/:

1. Задаются угловой длительностью прохождения тока В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru (8¸10 значений)

2. Определяют ток якоря для каждого значения l:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

3 Для каждого значения l определяют ЭДС якоря ДПТ:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru (для схемы на рис. 1.6.)

4. Определяют скорость вращения: В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

5. Определяют В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

6. По данным расчета строят зависимости w(I), w(М).

Скорость идеального х.х.:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

w w/01   w/02   w/03 w02     w03         0
Статические характеристики привода с учетом зоны прерывистых токов показана на рис 2.6. (только для первого квадранта).

 
  В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Рис. 2.6. Статические характеристики системы ТП-Д с учетом зоны прерывистых токов.

IIХ. Расчет параметров структурной схемы.

Структурная схема системы ТП-Д изображена в /1, с.30/б она соответствует работе ЭП с номинальным магнитным потоком ДПТ и отсутствию ЗПТ

Структурная схема аналогична схеме системы Г-Д (рис. 4.5.). Отличие заключается в том, что вместо ГПТ на схеме изображают ТП с передаточной функцией:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru ,

где КТП – коэффициент усиления ТП по напряжению;

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Принимают КТП»23. UНУ»10В

где В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - приращение выпрямленного напряжения и напряжения управления ТП, снимаемые с характеристиками В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru в окрестности рабочей точки ТП; Данные для построения указанной характеристики приводятся в каталогах на ТП.

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - номинальное выпрямленное напряжение ТП и его системы управления. При расчетах принять UН.У=10В

Постоянную времени принять ТП=(0,005¸0,01)с.

Модуль жесткости механической характеристики рассчитывается по формуле:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru ;

где В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - скорость при и.х.х. и номинальной нагрузке ЭП на регулировочной характеристике w(М).

Электромагнитная постоянная времени якорной цепи

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru , В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Расчет составляющих В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru см. ранее. Электромеханическая постоянная времени привода рассчитывается по формулам (11.2¸12.2).

IX. Расчет энергетических показателей системы в установившемся режиме КПД рассчитывается по формуле /7/.

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru или В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

где Ud, Id – текущее значение напряжений на якоре и тока нагрузки ДПТ.

Кроме того, КПД можно рассчитать по известной формуле:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

где В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru - суммарные потери мощности.

Методика расчета потерь мощности в двигателе В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru , в преобразователе В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru , а также потерь и общего расхода энергии приведена в /15,с.69/.

Коэффициент мощности системы ТП-Д рассчитывается по приближенной формуле:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru ,

где КИТ – коэффициент искажения тока.

Id=IЯ – ток статической нагрузки двигателя.

Коэффициент искажения тока /7,с.171/:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru ,

где g - угол коммутации тиристоров.

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Коэффициент мощности можно определить также:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru ,

где В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru , (g - радианы и градусы.)

Реактивную мощность, потребляемую преобразователем из сети, определяют по формуле:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru (вар)

Графические зависимости В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru приведены на рис.3.6. Здесь же для сравнения показаны зависимости В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru системы Г-Д.

 
  В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Рис. 3.6. Графические зависимости h и коэффициента мощности системы ТП-Д и Г-Д от относительной скорости при МС=сonst.

Пример расчета приведен в /1,с.303/

Примечание: При применении ТП с трехфазной нулевой схемой выпрямления (m=3) некоторые расчетные формулы принимают вид:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

(требуемая индуктивность якорной цепи для сужения зоны прерывистых токов)

ПРИМЕР РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ

Для привода рабочей машины применен ДПТ НВ типа Д806, имеющий технические данные:

РН=16 кВт nН=700 об/мин
UН=220 В RЯ=0.15 Ом(в нагретом состоянии)
IН=84А МН=242 Н.м
К=2,88 В.с wН=73,5 1/с
hН=0,866  

1. Выбор тиристорного преобразователя.

Для питания якорной цепи ДПТ выбран ТП типа ТЕР-4-100/230 с техническими данными:

РН=23 кВт UН=230 В hН=0,96 IdH=100А

2.Выбор согласующего трансформатора:

Расчетная полная мощность трансформатора:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru кВт

где hНТ»0,96, КИТ»0,955 – ориентировочные значения номинального КПД трансформатора и коэффициента его использования.

Выбран трансформатор типа ТСП-25/0,7 имеющий технические данные:

SH=29 кВА IХХ%= 8% UКЗ%=5,5% КТР=1,86 DРКЗ=1100 кВт I1H=45 А U2НФ=118 В I2НФ=82 А DРХХ=210 кВт

3. Активное сопротивление фазы ТР:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Ом или В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru ,

4. Полное сопротивление ТР:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Ом

5. Индуктивное сопротивление ТР:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Ом или В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

Приведенная ко вторичной обмотке L фазы трансформатора, Гн

6. Коммутационное сопротивление:

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Ом или В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru

7. Эквивалентное сопротивление цепи тока

В общем случае КПД системы можно определить как - student2.ru Ом (по формуле 3.6)

8. Определение координат для построения регулировочной характеристики.

Пусть система работает в точке 1 характеристики (см.рис.2.5.). При этом М1=0,8МН, w1=0,5wН. Тогда М1=0,8*242=194Н.м, w1=0,5*73,5@37 1/с

Напряжение, которое необходимо подать на обмотку якоря (см. формулу 3.6.а): Ud1=129,5В

Угол регулировани

Наши рекомендации