ВВЕДЕНИЕ: Цели моделирования. Классификация

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Электрооборудования судов и автоматизации производства»

Черный С.Г., Авдеев Б.А.

МОДЕЛИРОВАНИЕ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Курс лекций

для курсантов специальности 26.05.07 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики»

и направления подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

очной и заочной формы обучения

Керчь, 2016 г.

УДК 62-83-52 (075.8)

Составители: Черный С.Г., канд. техн. наук, заведующий кафедры «Электрооборудование судов и автоматизация производства» (ЭСиАП) ФГБОУ ВО «КГМТУ» __________

Авдеев Б.А., канд. техн. наук, старший преподаватель кафедры ЭСиАП ФГБОУ ВО «КГМТУ» __________

Рецензент: Доровской В.А., д-р. техн. наук, профессор, профессор кафедры ЭСиАП ФГБОУ ВО «КГМТУ» ____________

Курс лекций рассмотрен и одобрен на заседании кафедры ЭСиАП КГМТУ, протокол № 13 от 18.04.2016 г.

Зав. кафедрой ____________ Чёрный С.Г.

Курс лекций утвержден и рекомендован к публикации на заседании методической комиссии МФ ФГБОУ ВО «КГМТУ»,

протокол № 8 от 03.06.2016 г.

Ó ФГБОУ ВО «КГМТУ», 2016 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ: Цели моделирования. Классификация методов моделирования. Средства моделирования
Раздел 1. МЕТОДЫ АНАЛОГОВОГО И ЦИФРОВОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
1.1. Базовые решающие элементы аналоговых моделей
1.2. Методика моделирования линейных дифференциальных уравнений на аналоговых решающих элементах. Расчеты начальных условий
1.3. Составление принципиальной схемы аналоговой модели, расчет элементов схемы и масштабирование сигналов модели
1.4. Методика моделирования нелинейных ЭМС на аналоговых решающих элементах
1.5. Составление принципиальной схемы нелинейной модели и ее расчет
1.6. Методы приведения дифференциального уравнения к системе дифференциальных уравнений в нормальной форме. Расчеты начальных условий
1.7. Метод приведения описания ЭМС, заданного в виде структурной схемы, к системе дифференциальных уравнений в нормальной форме. Расчеты начальных условий
Раздел 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В СУДОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
2.1. Математические модели синхронных генераторов: уравнения СГ в физических координатах и координатах ротора
2.2. Уравнения Парка-Горева. Система относительных единиц
2.3. Аналитический метод расчета токов короткого замыкания СГ. Операторное сопротивление хq(р) СГ по оси q
2.4. Операторное сопротивление хd(р) СГ по оси d
2.5. Изображение iкз(р) тока короткого замыкания
2.6. Оригинал iкз(t) тока короткого замыкания. Расчет ударного тока
2.7. Расчеты параметров схемы замещения СГ по каталожным данным, определение начальных условий для сигналов СГ и значений внешних воздействий
2.8. Электромеханические процессы при синхронизации генератора с сетью. Моделирование процесса синхронизации СГ на сеть
2.9. Моделирование переходного процесса изменения напряжения СГ, не оборудованного регулятором напряжения, при внезапном изменении нагрузки
2.10. Моделирование САР напряжения СГ. Влияние типов регуляторов на показатели качества регулирования напряжения
2.11. Моделирование САР частоты напряжения СГ
2.12. Устойчивость работы СГ при больших изменениях нагрузки
2.13. Судовая электроэнергетическая система с параллельно работающими генераторами
2.14. Моделирование процессов регулирования распределения реактивной мощности между СГ
2.15. Моделирование процессов регулирования распределения актив- ной мощности между СГ
2.16. Моделирование валогенераторных установок
Раздел 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН И УСТРОЙСТВ СИЛОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
3.1. Математическое моделирование электропривода с двигателями постоянного тока
3.2. Математические модели синхронных двигателей
3.3. Математические модели асинхронных двигателей
3.4. Математические модели статических нагрузок и элементов электрических сетей
3.5. Математическое моделирование электропривода с асинхронными двигателями в режимах скалярного и векторного управления
3.6. Модели автономных инверторов напряжения и тока
3.7. Модели неуправляемых и управляемых выпрямителей
3.8. Методика моделирования устройств преобразовательной техники
Раздел 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ СУДОВЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
4.1. Моделирование автоматизированных электроприводов кранов
4.2. Моделирование автоматизированного электропривода рулевых устройств
4.3. Моделирование автоматизированного электропривода траловых лебедок
4.4. Моделирование электропривода гребных электрических установок с двигателями постоянного тока
4.5. Моделирование электропривода гребных электрических установок с асинхронными двигателями
4.6. Моделирование электропривода гребных электрических установок с синхронными двигателями
ЛИТЕРАТУРА

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите цель моделирования и дайте характеристику основным методам моделирования.

2. Приведите обобщенную структуру моделируемого объекта и его математическое описание.

3. Назовите и дайте характеристику основным требованиям к математическим моделям.

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Приведите вывод выражения (1.1), описывающему работу многовходового сумматора.

2. Приведите вывод выражения (1.7), описывающему работу многовходового интегратора.

3. Зачем выравниваются суммарные активные и реактивные проводимости по обоим входам ОУ в схемах сумматора и интегратора?

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Как вывести из системы дифференциальных уравнений дифференциальное уравнение в стандартной форме для аналогового моделирования?

2. Как составляется структурная схема аналоговой модели?

3. Как рассчитываются начальные значения выходных сигналов интеграторов схемы аналогового моделирования?

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Составьте расчет каскада принципиальной схемы аналогового моделирования.

2. Поясните схему задания начального условия интегратора.

3. Поясните назначение масштабирования сигналов аналоговой модели и процедуру вывода промасштабированного уравнения.

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Поясните принцип действия и вид проходных характеристик диодных ячеек.

2. Приведите расчет проходной характеристики диодной ячейки.

3. Поясните принцип представления графика произвольной нелинейности в виде суммы типовых графиков.

4. Как рассчитываются параметры линейных ячеек из процедуры разложения исходного графика нелинейности на типовые?

5. Как рассчитываются параметры диодных ячеек из процедуры разложения исходного графика нелинейности на типовые?

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Приведите расчеты сопротивлений резисторов для линий набора 0 и I.

2. Приведите расчеты сопротивлений резисторов для линии набора I I.

3. Приведите расчеты сопротивлений резисторов для линии набора I I I.

4. Приведите расчеты сопротивлений резисторов для линии набора I V.

5. Приведите расчеты сопротивлений резисторов, обеспечивающих равенство активных проводимостей по обоим входам сумматора на ОУ.

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Какая форма записи дифференциальных уравнений является нормальной ?

2. Приведите классификацию задач, описываемых дифференциальными уравнениями, по типам начальных и краевых условий.

3. В каких случаях и с какой целью применяют алгебраическую подстановку в процессе приведения дифференциального уравнения к нормальной форме?

4. В каких случаях и с какой целью применяют дифференциальную подстановку в процессе приведения дифференциального уравнения к нормальной форме?

5. Как производится пересчет начальных условий, заданных для исходного дифференциального уравнения, в начальные условия для переменны нормальной системы дифференциальных уравнений?

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Какая должна быть проведена подготовка передаточных функций звеньев структурной схемы САУ перед выводом системы дифференциальных уравнений в нормальной форме?

2. Поясните содержание действий на 1-м и 2-м этапах вывода системы уравнений в нормальной форме для САУ заданной структурной схемой.

3. Поясните содержание действий на 3-м этапе вывода системы уравнений в нормальной форме для САУ заданной структурной схемой.

4. Поясните вид уравнений в машинных переменных.

5. Поясните процедуры определения начальных условий для машинных переменных.

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Поясните конструкцию синхронного генератора и сигналы в ней.

2. Поясните схему обмоток синхронного генератора в физических осях и сигналы в ней.

3. Приведите уравнения обмоток синхронного генератора и поясните их достоинства и недостатки.

4. Поясните схему обмоток синхронного генератора в осях ротора и сигналы в ней.

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Приведите уравнения Парка-Горева.

2. Приведите выражения потокосцеплений обмоток СГ.

2. Приведите развернутую схему обмоток СГ в осях его ротора.

3. Приведите выражения величин модели СГ в относительных единицах.

4. Как рассчитать токи физических обмоток статора через токи статора, определенные в осях d и q?

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите и дайте характеристику принятым условиям описания процесса короткого замыкания.

2. Приведите систему уравнений Парка-Горева для расчета режима КЗ и перечислите этапы расчета.

3. Приведите вывод сопротивления x_q(p) в исходной форме.

4. Приведите преобразование исходного выражения x_q(p) к форме сопротивлений.

5. Приведите схемы для расчета по ним операторного сопротивления x_q(p) и сверхпереходного сопротивления .

6. Приведите преобразование исходного выражения x_q(p) к форме постоянных времени.

7. Приведите схему для расчета по ней сверхпереходного сопротивления и поясните его физический смысл.

8. Поясните физический смысл собственной T_q и сверхпереходной постоянных времени СГ по поперечной оси.

Литература [1-9]

2.4 Операторное сопротивление х_d(р) СГ по оси d

Расчет операторного сопротивления x_d(p) СГ по продольной оси

В принципе, при расчете x_d(p) можно идти через преобразования формул, так как это было проделано выше для поперечной оси, и получить выражение вида

, (2.32)

где G(p) – операторная проводимость по продольной оси.

Однако выводы для продольной оси гораздо сложнее и более громоздкие в сравнении с выводами для поперечной оси. Гораздо проще можно определить x_d(p) по эквивалентным электрическим схемам, составленным по правилам, установленным при расчетах x_q(p).

а). Приведение x_d(p) к форме сопротивлений.

Эквивалентные схема для определения x_d(p) приведена на рис.2.9,а, а для расчета сверхпереходного и переходного сопротивлений – на рис.2.9,б и 2.9,в, соответственно.

Рисунок 2.9 - Сопротивления СГ по продольной оси d

В соответствии с рис.2.9,а операторное сопротивление по продольной оси определится выражением

(2.33)

Сверхпереходное сопротивление в соответствии с рис.2.9,б

(2.34)

Физический смысл сверхпереходного сопротивления состоит в том, что таким будет сопротивление СГ со стороны статора в самом начале процесса КЗ, когда и в обмотке возбуждения, и в демпферной обмотке возникают свободные токи и скорость их изменения максимальна. Отображением максимальной скорости изменения токов в обмотках ротора является принятие значения символа производной р в схеме 2.9,а равным бесконечности: р®¥.

Переходное сопротивление в соответствии с рис.2.9,в равно

(2.35)

Физический смысл переходного сопротивления состоит в том, что таким будет сопротивление СГ со стороны статора с того момента, когда свободные токи в демпферной обмотке стали равными нулю (оператор р при сопротивлении R_Дd становится равным нулю: р=0), а в обмотке возбуждения свободные токи еще присутствуют, изменяясь с достаточно большой скоростью нулю (оператор р при сопротивлении R_f остается равным бесконечности: р®¥).

Такой метод вычислений сопротивлений и имеет то подтверждение, что в существующих СГ свободные токи в демпферной обмотке затухают намного быстрее, чем в обмотке возбуждения.

б). Приведение x_d(p) к форме постоянных времени.

Операторное сопротивление имеет вид

(2.36)

Постоянные времени определяются из схем обмоток ротора по продольной оси (аналогично схеме на рис.2.8) с учетом сопротивления взаимной индукции и индуктивного сопротивления статора. Две постоянных времени и рассчитываются с использованием схемы демпферной обмотки, а две другие и – из схемы обмотки возбуждения.

Сверхпереходная постоянная времени СГ по продольной оси характеризует интенсивность затухания продольного тока i_d в первый момент процесса КЗ, когда еще существуют свободные токи во всех трех обмотках, расположенных на продольной оси d (рис.2.6). Эта постоянная времени определяется с использованием схемы, приведенной на рис.2.10,а, по которой рассчитывается сопротивление СГ со стороны демпферной обмотки.

Сверхпереходное индуктивное сопротивление демпферной обмотки по продольной оси и сверхпереходная постоянная времени согласно схеме 2.10,а будут равны

(2.37)

Рисунок 2.10 - Сопротивления демпферной обмотки СГ по оси d

Переходная постоянная времени демпферной обмотки по продольной оси характеризует интенсивность затухания продольного тока i_d с того момента процесса КЗ, когда еще существуют свободные токи в обмотках демпферной и возбуждения, но уже затухли свободные токи в обмотке статора. Эта постоянная времени определяется с использованием схемы, приведенной на рис.2.10,б, по которой рассчитывается сопротивление СГ со стороны демпферной обмотки при указанных условиях, а именно – цепь статора разомкнута, а обмотки возбуждения замкнута.

Переходное индуктивное сопротивление демпферной обмотки по продольной оси и переходная постоянная времени согласно схеме на рис.2.10,б будут равны

(2.38)

Переходная постоянная времени СГ по продольной оси характеризует интенсивность затухания продольного тока i_d с того момента процесса КЗ, когда уже затухли свободные токи в демпферной обмотке, но еще существуют свободные токи в обмотках статора и обмотки возбуждения. Эта постоянная времени определяется с использованием схемы, приведенной на рис.2.11,а, по которой рассчитывается сопротивление СГ со стороны обмотки возбуждения.

Переходное индуктивное сопротивление обмотки возбуждения и переходная постоянная времени согласно схеме на рис.2.11,а будут равны

(2.39)

Собственная постоянная времени обмотки возбуждения T_d0 характеризует интенсивность затухания продольного тока i_d с того момента, когда затухли свободные токи в как в демпферной обмотке, так и в статоре. Эта постоянная времени определяется из рис.2.11,б

(2.40)

Рисунок 2.11 - Сопротивления обмотки возбуждения СГ по оси d

При составлении схем на рис.2.10 и 2.11 использовался тот опытный факт, что в существующих СГ самое короткое время затухают свободные токи в демпферной обмотке, практически на порядок дольше затухают свободные токи в обмотке статора и еще на один-два порядка больше время затухания свободных токов в обмотке возбуждения.

Выражение G(p), входящее в (2.32) рассчитывать не будем, так как при определении токов КЗ при условии неизменности напряжения возбуждения (u_f=const) в течение всего времени КЗ G(p) не будет присутствовать в конечном выражении тока КЗ.

Вопросы для самоконтроля

1. Приведите схемы для расчета по ним операторного сопротивления x_d(p), сверхпереходного и переходного сопротивлений. Составьте по схемам выражения названных сопротивлений.

2. Приведите схемы для расчета по ним постоянных времени и . Поясните физический смысл указанных постоянных времени.

3. Приведите схемы для расчета по ним постоянных времени и . Поясните физический смысл указанных постоянных времени.

Литература [1-9]

2.5 Изображение i_кз(р) тока короткого замыкания

Изображение тока КЗ состоит из двух токов – тока КЗ i_d(р) по продольной оси d и тока i_q(р) по поперечной оси q. Вычисление этих токов выполним в следующей последовательности:

Сначала определяем начальные значения всех переменных, входящих в УПГ (2.12) и выражения потокосцеплений (2.14). До момента КЗ режим работы СГ был установившийся и, поэтому, все производные в уравнениях системы (2.12) были равны нулю. Также нужно учесть условия, заданные выражениями (2.1…2.3), а также равенство нулю начальных значений тока КЗ, так как до КЗ генератор работал вхолостую

(2.41)

Из (2.12) при отмеченных условиях получаем систему уравнений, пригодную для определения начальных условий для всех переменных

(2.42)

Из (2.14) с учетом (2.42) получим

(2.43)

Из уравнений систем (2.42) и (2.43) находим начальные значения сигналов до КЗ

(2.44)

где E_f0 – э.д.с. холостого хода СГ.

Затем вычисляем значения тех же сигналов (токов, напряжений и потокосцеплений СГ) в первый момент КЗ. Согласно первого закона коммутации значения всех токов и потокосцеплений останутся теми же, что и до момента КЗ и, следовательно будут такими же, как определено выражениями (2.44). Напряжения же могут измениться скачком до значений, определяемых условиями (2.20) и (2.22).

Далее все расчеты будем вести в отклонениях сигналов от их начальных значений. В частности для напряжений, являющихся для данной задачи расчета тока КЗ входными сигналами, изменения будут следующими по величине

(2.45)

В соответствии с допущениями, принятыми при расчете тока КЗ система (2.12) будет линейной и к ней применима линеаризация без изменения вида уравнений.

Из (2.12) берем первые два уравнения, выраженные в отклонениях, и переводим их в операторную форму записи

(2.46)

В отклонениях записываем также (4.6) и (4.16)

(2.47)

Изображения от (2.45) будут следующими

(2.48)

Следовательно, из (2.46) и (2.47) получим

(2.49)

Система (2.49) из 4-х уравнений содержит четыре неизвестных сигнала: Dy_d(p), Dy_q(p), Di_d(p) и Di_q(p) и, поэтому из нее может быть найден любой из этих сигналов. Определим из нее только токи Di_d(p) и Di_q(p).

Обратим внимание на то, что начальные значения токов i_d и i_q равны нулю (см. (2.44)). Поэтому величины отклонения токов Di_d(p) и Di_q(p) являются одновременно абсолютными значениями Di_d(p) и Di_q(p), что позволяет опустить в написании токов знак D .

Исключаем из (4.33) переменные Dy_d(p) и Dy_q(p):

(2.50)

Обозначим полные входные операторные сопротивления СГ по продольной и поперечной осям как

(2.51)

Тогда система (2.50) примет вид

(2.52)

Исключаем из (2.52) i_q(p)

(2.53)

Из совместного решения 1-го уравнения системы (4.36) и последнего уравнения системы (4.37) находим

(2.54)

Выражения (2.53) и (2.54) – это изображения составляющих тока КЗ по осям d и q. Преобразуем знаменатели выражений (2.53) и (2.54)

где D – обозначение выражения, заключенного в квадратные скобки.

Составляющие i_d(p) и i_q(p) изображения тока КЗ примут вид

(2.55)

Вопросы для самоконтроля

1. Как рассчитать начальные условия для переменных, входящих в уравнения Парка-Горева СГ?

2. Составьте систему операторных уравнений в отклонениях процесса КЗ. При каких условиях сигналы отклонения токов могут быть заменены на сигналы абсолютных значений токов?

3. Выведите выражения изображений составляющих ток КЗ по осям d и q.

Литература [1-9]

2.6 Оригинал i_кз(t) тока короткого замыкания. Расчет ударного тока

В принципе по изображениям (2.55) можно рассчитать оригиналы токов. Однако вычисления будут достаточно сложными из-за того, что характеристическое уравнение изображений токов имеют 5-й порядок и корни аналитически не определяются. Поэтому далее принимаем ряд упрощений, допустимость которых подтверждена практикой – погрешность определения тока КЗ с учетом допущений не превышает 5%.

Допущение 1. В z_d(p), входящем в числитель выражения тока i_q(p), полагаем R_s=0. Следовательно

(2.55)

Допущение 2. В выражении D вместо операторных сопротивлений x_d(p) и x_q(p) будем использовать сверхпереходные сопротивления и , т.е.

(2.56)

Такая замена допустима для начального периода процесса КЗ. Имеем

(2.57)

Выражение

(2.58)

называется индуктивным сопротивлением обратной последовательности фаз СГ.

Величина

(2.59)

называется постоянной времени статорной обмотки и она определяет темп затухания тока КЗ в цепи статора на начальных его этапах. С учетом (2.58) и (2.59) получим

(2.60)

Допущение 3. Для существующих СГ справедлива замена

(2.61)

так как погрешность от такой замены невелика.

Тогда

и (2.62)

Именно это определение D будем подставлять в выражения (2.55) и (2.56).

Продолжим вычисления токов i_d(p) и i_q(p) , подставив в i_d(p) значение x_d(p) в форме постоянных времени (2.36), а в i_q(p) значение x_q(p) также в форме постоянных времени (2.30). В итоге получим

(2.63)

Характеристические полиномы (знаменатели) выражений (4.49) представлены в виде произведения величин типа: р, (Тр+1) и , и, поэтому, выражения (2.63) могут быть представлены в виде суммы дробей типа

В соответствии с таблицей преобразований Лапласа этим дробям соответствуют оригиналы:

(2.64)

Поэтому можно, исходя из (2.63), записать в общем виде выражения оригиналов токов

(2.65)

где С₀…С₈ – постоянные интегрирования, определяемые из начальных условий;

t_э – электрические секунды.

В выражении (2.65) все постоянные времени также выражены в электрических секундах.

Оригинал тока КЗ, например, фазы А будет следующим

а в физических секундах

(2.66)

причем (2.67)

Качественно график тока i_КЗ(t) выглядит так, как показано на рис.2.12 Форма графика тока КЗ зависит от начальной фазы g₀ напряжения фазы А СГ.

Практика и расчеты показывают, что самый тяжелый режим КЗ, сопровождающийся наибольшим мгновенным значением тока, наблюдается при g=-5⁰…+5⁰, т.е. при g»0⁰. Наибольшее мгновенное значение тока КЗ называется ударным током. Ударный ток наступает при t_э=w_сt»p.

По величине ударного тока проводится проверка на динамическую устойчивость автоматических выключателей сети. Следовательно, важнейшим для практики является определение простейшим способом величины этого тока.

В соответствии с изложенным, ударный ток определится выражением

(2.68)

Вычисления постоянных интегрирования С₀, С₁, С₂ и С₄ и их подстановка в (2.68) дают следующее выражение для определения ударного тока

(2.69)

Для существующих СГ справедливы неравенства

что позволяет принять

(2.70)

С учетом условий (2.70) ударный ток определится приближенно выражением

(2.71)

Рисунок 2.12 - Графики тока короткого замыкания СГ

Если не принимать условия (2.70), а вычислить (2.69) при значениях , которые характерны для существующих СГ, то для ударного тока получим приближенную формулу

(2.72)

Этой формулой пользуются на практике.

Типовое значение ударного тока составляет 10…15 крат номинального тока статора СГ. Установившееся значение тока короткого замыкания составляет всего 1,5…2 крата от номинального тока статора СГ.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие допущения принимаются при расчете оригинала составляющих тока КЗ в осях d и q?

2. Как принятые допущения повлияли на трудоемкость и погрешность расчета тока КЗ?

3. Как рассчитать ток короткого замыкания фазы синхронного генератора?

4. При каких начальных условиях рассчитывается ударный ток короткого замыкания?

5. Приведите точные и приближенные выражения ударного тока короткого замыкания.

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите условия идеальной синхронизации. К каким последствиям приводит включение СГ в сеть с неидеальными условиями?

2. Поясните электромеханические процессы в СГ при включении его в сеть с неидеальными условиями синхронизации.

3. Приведите и поясните вид графиков переходных процессов в функции времени и на фазовой плоскости для угла нагрузки и скольжения СГ.

4. Поясните вид векторной диаграммы СГ перед включением его в сеть.

5. Как рассчитать начальные условия для токов, напряжений и потокосцеплений СГ?

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Поясните вид схемы, используемой для расчета напряжения СГ при подключении к нему нагрузки. Какими уравнениями описывается эта схема?

2. Как рассчитать переходные процессы для фазных напряжений СГ после подключения к нему нагрузки?

3. Приведите уравнения установившегося режима СГ с подключенной нагрузкой.

4. Как рассчитать установившееся напряжение нагруженного СГ, не оборудованного регулятором напряжения?

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Поясните структурную схему регулирования напряжения СГ. Составьте для нее математическое описание.

2. Приведите уравнение цепи обмотки возбуждения с ПИ-регулятором к нормальной форме.

3. Обоснуйте обобщенную систему уравнений, описывающих цепь обмотки возбуждения с регулятором произвольного типа, в т.ч. и без регулятора.

4. Как влияет тип регулятора и параметры его настройки на величину ошибки регулирования?

5. Приведите расчет ошибки регулирования для САР напряжения с П-регулятором.

6. Как влияют параметры настройки П-регулятора на динамические показатели качества регулирования напряжения?

7. Как влияют параметры настройки И-регулятора на динамические показатели качества регулирования напряжения?

8. Как влияют параметры настройки ПИ-регулятора на динамические показатели качества регулирования напряжения?

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Поясните по функциональной схеме принцип действия САР регулирования частоты напряжения СГ.

2. Какие силы действуют на муфту центробежного датчика частоты вращения дизеля?

3. Какое назначение катаракта в САР частотой напряжения СГ?

4. Как выглядят исходное и линеаризованное уравнения механики дизель-генераторного агрегата?

5. Как рассчитать частные производные для линеаризованного уравнения дизель-генераторного агрегата?

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Какие виды устойчивости дизель-генераторных агрегатов существуют и каковы методы их определения?

2. Поясните построения на графиках изменения режимных параметров при отключении нагрузки с учетом действия регуляторов напряжения и частоты.

3. Докажите, что возрастание частоты вращения СГ после отключения нагрузки пропорционально площади ускорения.

4. Как определить максимальное значение угла нагрузки СГ, достигаемое им после отключения нагрузки.

5. Сформулируете критерий устойчивости СГ, основанный на методе площадей.

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Поясните состав и взаимодействие элементов структурной схемы СЭЭС с параллельно работающими генераторами.

2. По каким уравнениям моделируется ведущий генератор СЭЭС?

3. По каким уравнениям моделируются ведомые генераторы СЭЭС?

4. Почему невозможно сложение токов СГ, работающих на общую нагрузку, если токи определены из раздельных моделей СГ?

5. Поясните роль обобщенного вектора тока в процедурах приведения токов ведомого СГ в ведущему.

6. Выполните вывод формул приведения токов СГ2 к токам СГ1.

7. Зачем нужно приведение напряжения СГ1 к напряжению СГ2?

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Как рассчитать полные активный и реактивный токи нагрузки электростанции?

2. Как рассчитать активный и реактивный токи ведомого СГ?

3. Поясните по структурной схеме принцип действия САУ распределения реактивных токов параллельно работающих генераторов.

4. Приведите описание управляющих элементов САУ распределения реактивных токов (элемента сравнения и регулятора реактивного тока).

5. Приведите полную систему уравнений модели САУ распределения реактивных токов.

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Как рассчитать полные активный и реактивный токи нагрузки электростанции?

2. Как рассчитать активный и реактивный токи ведомого СГ?

3. Поясните по структурной схеме принцип действия САУ распределения активных токов параллельно работающих генераторов.

4. Приведите полную систему уравнений модели САУ распределения активных токов.

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. Что общего и какие отличия имеются в САР генераторами судовой электростанции и валогенератором?

2. Какое влияние на вращающий момент ГД оказывают эксплуатационые факторы?

3. Как учитываются в работе ГД штормовые условия плавания?

4. Как учитываются в работе ГД крутильные колебания валопровода?

5. Уравнения каких механизмов и объектов учитываются в модели САР частоты ВГ?

Литература [1-9]

УСТРОЙСТВ СИЛОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Вопросы для самоконтроля

1. Приведите уравнения, которыми описывается модель ДПТ параллельного возбуждения с управлением по якорю и возбуждению.

2. Приведите структурную схему модели ДПТ с параллельного возбуждения с управлением по якорю и возбуждению.

3. Приведите уравнения, которыми описывается модель электропривода на базе ДПТ параллельного возбуждения с управлением по якорю.

4. Приведите структурную схему модели электропривода на базе ДПТ с параллельного возбуждения с управлением по якорю.

5. Какими постоянными времени характеризуются динамические процессы в электроприводе на базе ДПТ параллельного возбуждения?

Литература [1-9]

Вопросы для самоконтроля

1. От чего зависит вид модели СД, получающего питание от шин судовой электрос