Расчет статических характеристик и динамических параметров элементов систем автоматического управления

Страницы работы

23 страницы (Word-файл)

Содержание работы

3. Расчет статических характеристик и динамических

параметров  элементов систем автоматического управления.

3.1. Расчет статических характеристик и динамических

параметров  объекта управления.

Объект управления - тяговые электродвигатели имеют две электрические индуктивно связанные цепи. Одна из них - цепь якорей. Через нее передаются на объект управления возмущающие воздействия в виде изменений уровня напряжения контактной сети и скорости движения.

Другая цепь - цепь возбуждения. Через нее передается на объект управления регулирующее воздействие в виде изменения тока возбуждения.

Индуктивная связь цепей якорей и возбуждения проявляется через магнитный поток Ф тяговых электродвигателей. Статические и динамические характеристики объекта управления определяются дифференциальным уравнением равновесия токов и напряжений в цепях якорей, а также уравнением намагничивающих сил магнитопровода с учетом влияния вихревых токов, приведенных к току возбуждения тягового электродвигателя:

 ,           (1)

     .          (2)

В уравнениях (1), (2) приняты следующие обозначения параметров:

årяLя - суммарные сопротивление и индуктивность цепи якорей ;  определяются по расчетной  схеме суммой сопротивлений и индуктивностей всех элементов цепи.

m - число последовательно включенных обмоток якорей.

gвх- проводимость контура вихревых токов определяется по геометрическим размерам остова ТЭД(см. далее п.п.3.1.2);

СvФ- магнитный поток ТЭД; представлен с масштабным коэффициентом Сv  тягового электропривода.

          3.1.1 Расчет статических характеристик объекта управления.

Статические характеристики объекта управления - это зависимости тока цепи якорей от тока возбуждения тяговых электродвигателей Iя(Iв) при  постоянной скорости движения.

Дифференциальные уравнения (1),(2) содержат нелинейные зависимости магнитного потока от тока возбуждения CvФ(Iв), кроме того уравнение (1) содержит произведения переменных: скорости движения v и магнитного потока СvФ. Расчет статических характеристик объекта регулирования выполняют графо-аналитическим методом, приняв постоянные значения скорости v1, v2 и приравняв нулю производные тока якорей и магнитного потока в уравнениях (1),(2).

Для расчета характеристик  Iя(Iв) надо произвести вычисления магнитного потока (с масштабным коэффициентом тягового привода) при постоянных значениях тока якорей и скорости движения v1, v2, В/(км/ч):

                                 .                               (3)

Затем, для каждого значения магнитного потока СvФ надо определить по характеристике намагничивания СvФ(Iв) величину тока возбуждения Iв.

На электровозах ВЛ-10 и ВЛ-11м  установлены тяговые электродвигатели ТЛ2К1. Для независимого возбуждения электродвигателей в режимах рекуперативного электрического торможения применяются электромашинные агрегаты генераторы постоянного тока НБ436В. 

Номинальные данные и конструктивные параметры тягового электродвигателя, а также генератора возбуждения приведены в табл.1.

Таблица 1

 Номинальные данные и конструкционные параметры электрических машин

N/N

Параметр

Обоз-

начение

Тип двигателя          (генератора)

ТЛ2К1

НБ436В

1

2

3

4

5

1

Напряжение на коллекторе, В

U

1500

38

2

Ток якоря, А

Iя

480

800

3

Частота вращения, об/мин

n

790

1290

4

Число полюсов

2р

6

6

5

Число витков полюсной ка­тушки

w

19

280

6

Число параллельных ветвей обмотки якоря

2а

6

6

7

Число активных проводни­ков обмотки якоря

N

1050

456

8

Сопротивления обмоток, Ом

- якоря

- добавочных полюсов

- компенсационной обмотки

- главных полюсов

rя

rдп

rко

rв

0,032

0,011

0,005

0,027

0,003

0,001

-

0,6

9

Коэффициент рассеяния главных полюсов

σ

1,25

1,2

10

Геометрические размеры сердечников полюсов; м :

-  длина,

-  ширина,

-    высота.

lп

bп

hп

0,44

0,25

0,13

0,12

0,09

0,13

11

Геометрические размеры остова; м :

- осевая длина,

- толщина по радиусу,

- длина полюсной дуги.

hо

sо

lm

0,62

0,07

0,56

0,3

0,015

0,4

12

Конструкционный коэффициент обмоток

C

167,113

72,611

Характеристики намагничивания тяговых электродвигателей с масштабными коэффициентами электропривода  СvФ(Iв) и генератора  возбуждения СnФв(Iн)  приведены в табл.2. При выполнении курсового проекта характеристики намагничивания тягового электродвигателя СvФ(Iв) и генератора возбуждения  СnФв(Iн)  надо построить на миллиметровой бумаге.

Таблица 2

Характеристики намагничивания ТЭД и генератора возбуждения

ТЛ2К1

НБ436В

Iв, А

СvФ, В/(км/ч)

Iн, А

СnФв10-2 В/(об/мин)

50

7,3

0,5

0,15

100

11,8

1

0,43

150

16,2

2

0,94

200

20,0

3

1,45

250

22,9

4

1,83

300

24,8

5

2,17

350

26,3

6

2,43

400

27,5

7

2,62

450

28,6

8

2,82

500

29,5

9

2,95

550

30,1

10

3,07

600

30,7

11

3,18

700

31,7

13

3,36

       В пояснительной записке надо привести пример расчёта по формуле (3).

       Результаты расчетов статических характеристик объекта управления надо привести в виде табл.3.

       Графики статических характеристик Iя(Iв) показаны на рис.4а.

Рис. 4

Таблица 3

Статические характеристики объекта управления

Скорость

Движения

Iя, А

0

100

200

300

400

500

v1,

км/ч

СvФ, В/(км/ч)

Iв, А

 v2,

км/ч

СvФ, В/(км/ч)

Iв, А

Похожие материалы

Информация о работе