Электрические машины вычислительного комплекса «Ритм», страница 3

         Ifo- ток возбуждения для заданной нагрузки без учета насыщения;

         Ep - э.д.с  Потье;

         Xp = 1.1*Xs  - индуктивное сопротивление Потье;

         Ifp- ток возбуждения по характеристике намагничивания, соответствующий  э.д.с Еp;

         If - искомый ток возбуждения для заданной нагрузки  [А].

         Для протекания по обмотке тока возбуждения If  следует  в  блоке АРВ задать начальное значение напряжения возбуждения равным:

                            Uf = rf*If  [ B ],

    где:

                             1000*Sн          KЅm

                 rf =  ----------------- * ------      [ Ом ].

                        Wo*Tdo*(Xd-X'd)     IЅfx

        или

                   rf = 0.3849*Uн*Rf/[Iн*Mif*Mif]      [ Ом ].

5.9.  Асинхронный двигатель

Модель  асинхронного двигателя оформлена в виде типового блока вычислительного комплекса, которому присвоен идентификатор BLT035.

Mодель машины получена с учетом быстропереходных  процессов в  электрических цепях статора, эквивалентной демпферной системе ротора,  а также с учетом движения ротора и воспроизведением потерь на вентиляцию [3]. Насыщение стали магнитопроводa  по  пути основного  магнитного потока машины учитывается в соответствии с методикой  предложенной  в  [7]. Для  аппроксимации   нормальной характеристики холостого хода используется формула Мюллера  [8]. Учет насыщения стали по путям потоков рассеяния статора выполнен на основе рекомендаций предложенных в [9]. Эффект вытеснения токов ротора учитывается следующим образом: при изменении скольжения ротора от -1.0 до критического индуктивные и активные сопротивления роторных контуров изменяются  по  линейному  закону,  от пусковых  значений до номинальных  скольжений и на участке ниже критического скольжения остаются постоянными и равными номинальным  [3].

Характер изменения механического  момента  на  валу  должен описываться специальными блоками вычислительного комплекса, схема подключения которых к выводам механической части модели машины задается расчетной схемой имитационной модели.

Внешними полюсами силовой части блока являются шесть фазных выводов статора. Началу вывода фазы А присвоен номер 1, фазы В - 2, фазы С - 3. Полюса, которые обычно объединяются в «звезду», имеют номера 4,5 и 6.

Внешними полюсами механической части блока являются  полюса с номерами 7, 8, 9, и 10. Выводы с номерами 7 и 8 относятся к одному концу валопровода, выводы с номерами 9 и 10 - к другому.

         Блок  характеризуется  тремя схемными переменными и набором дополнительных переменных. Все переменные имеют статус  глобальных.

К схемным переменным относятся три фазных тока. Ток фазы А имеет локальный  индекс  19, ток фазы В - 20, ток фазы С - 21.

Дополнительными переменными блока являются:

х1  - действующее значение линейного  напряжения статорной обмотки,  [B];

х2 – действующее значение фазного тока статорной обмотки, [A];

х3,х4 - напряжение статора в координатах  d и q , [B];

х5,х6 - ток статора в координатах d и q , [A];

х7,х8 - мгновенные трехфазные активные и реактивные  мощности машины (P,Q>0-

           генерация;  P,Q < 0 -потребление),[кBт],[кВА];

х9  - электромагнитный момент, [Н*м];

х10 - частота вращения поля ротора, [Гц];

х11 - механическая мощность,отдаваемая (Р>0) или принимаемая (P<0) валом машины, [кВт];

х12 - cкорость вращения ротора,  [ об/мин ];

х 13 - скольжение;

х 14 – механический угол поворота ротора, [ рад.];

х 15 – электрический угол поворота ротора, [ рад.];

х 17, х 18 - токи эквивалентных демпферных контуров системы, [ A ].

х 34 -текущее значение  индуктивного  сопротивления  взаимной индукции, Хm , [o.e];

х 35 -текущее значение  индуктивного сопротивления  рассеяния статора  Хs , [o.e];

х 36 -текущее значение сверхпереходного  индуктивного  сопротивления машины X" , [o.e];

х 37 -текущее значение индуктивного сопротивления рассеяния ротора  Xsr , [o.e];

х 38 -текущее значение активного сопротивления роторного контура Rr , [o.e];

х 39 -текущее значение тока намагничивания Im  [в  o.e  х.х.х];

          В качестве входных в BLT035 могут использоваться два  набора  данных: каталожные и расчетные.

                                  КАТАЛОЖНЫЕ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

fн - номинальная частота, [Гц];

Uн - номинальное напряжение, [В];

Pн - активная мощность на валу машины, [кВт];

Iн - номинальный ток  машины [А];

Кх - кpатность хаpактеpного тока [o.e];

Кп=Iп/Iн - кратность пускового тока;

Bппн - кратность пускового момента;

Bmmн - кратность максимального момента;

nн  - номинальная скорость вращения,  [об/мин];

(К.п.д)  - коэффициент полезного действия, [ % ];

cos(jн)  - коэффициент мощности;

p  - число пар полюсов;

J  - момент инерции ротора [кг*м2];

Po - потери мощности на вентиляцию, [кВт];

          При подготовке входных данных могут возникнуть затруднения в определении  некоторых  величин,  входящих в набор. Ниже приводятся необходимые пояснения.

                                               Kх  = Imax/Iн,

p  = 60*fн/no,

J  = 0.25*GD2 = 91189.1*Pн*Tj/n2o,

                                      Po › (0.01 - 0.05)*Pн,

где:

         no - синхронная скорость вращения,  [об/мин];

Pн - номинальная активная мощность, [кВт];

         Tj - механическая постоянная времени машины, [ c ] ;

Imax - максимально ожидаемый ток в процессе расчета;

         Отметим, что если при описании блока решено использовать не каталожные, а расчетные  (R, X, Xs, Xo, R, X, Rrп, Xrп, sk) данные, то переход  к  ним  может быть осуществлен с достаточной точностью по известным [9] выражениям:

                                             Sн =Pн/[cos(jн)*(К.п.д)]

                                              p = 60*fн/no

                                              jн =arccos(jн)

                                               so =(60*fн-p*nн)/60*fн

sk =so*[Bm + Ö(B2m-1)

                                               X  =sk/[sk*sin(jн) - so*cos(jн)]

c1 =1.03

                                               R=sk*(1-so)/[ 2*Bm*(c1+sk)*cos(jн)]

                                               Rrп=Bп*cos(jн)/[1.00007*(1-so)*K2п]