Диссертация (1172958), страница 15
Текст из файла (страница 15)
рис. 2.3),:X"d ,Cöæ1÷= Xs + ç÷ç1 X +1 X +1 Xadsfs 1,C øèX s 1,C X adX q" ,C = X s +;X s 1,C + X adX q" ,П = X s +X s 1,П X adX s 1,П + X ad-1;(2.35)(2.36).(2.37)Полное индуктивное сопротивление демпферной обмотки в пусковом ( X 1,П) и синхронном ( X1,C ) режимах согласно схем замещения определим как:X 1,П = X ad + X s 1,П ;(2.38)X 1,C = X ad + X s 1,C .(2.39)Эквивалентное сопротивление взаимоиндукции между статорными ироторными обмотками при короткозамкнутом статоре ( X ad¢ ) найдем из схемызамещения согласно выражению:¢ =X adX ad XsX X= ad s .X ad + XsXd(2.40)Полное индуктивное сопротивление обмотки возбуждения и демпфернойобмотки «при короткозамкнутой статорной обмотке для пускового и синхронногорежима можно определить как» [26, 89]:гдеX ¢f−¢ ;X ¢f = X sf + X ad(2.41)¢ ;X 1¢,П = X s 1,П + X ad(2.42)¢ ,X 1¢,C = X s 1,C + X ad(2.43)индуктивное сопротивление обмоткивозбуждения прикороткозамкнутой статорной обмотке; X 1¢,П , X 1¢,C − индуктивное сопротивлениедемпферной обмотки при короткозамкнутой статорной обмотке в пусковом исинхронном режимах.88Для расчета «активного сопротивления обмотки возбуждения используем»[89, 129] выражение:R f = X f Tf 0 .(2.44)Когда «постоянная времени обмотки возбуждения при разомкнутой статорнойобмотке T f 0 не задана в исходных данных, то активное сопротивление обмоткивозбуждения находится согласно (2.13)» [89, 129].При расчете переходных процессов в СД учитываем «измененияэлектромагнитных постоянных времени двигателей с массивным гладким ротором,которые зависят от скольжения, и делаем их расчет для двух режимов - пускового исинхронного» [26, 89].
Постоянные времени эквивалентного «демпферного контурапри разомкнутой и короткозамкнутой статорной обмотке в пусковом и синхронномрежимах» [89, 129] определяются как:T1,П 0 = X 1,П R1,П ;üïT1,C 0 = X 1,C R1,C ; ïýТ 1¢,П = Х 1¢,П R1,П ; ïT1¢,C = X 1¢,C R1,C , ïþ(2.45)Постоянные времени, определяемые индуктивными сопротивлениямирассеяния эквивалентного демпферного контура в пусковом и синхронномрежимах ( Ts 1,П , Ts 1,C ), рассчитываются как:Ts 1,П = X s 1,П R1,П ;üýTs 1,C = X s 1,C R1,C.
þПостояннаявремениобмотки(2.46)возбужденияприкороткозамкнутойстаторной обмотке ( T f¢ ) можно определить из выражения:T f¢ = X ¢f R f .Постояннаявремени,определяемая(2.47)индуктивнымсопротивлениемрассеяния обмотки возбуждения ( Tsf ):Tsf = X sf R f .(2.48)89Для «расчета постоянных времени переходного и сверхпереходногопроцессов при разомкнутой статорной обмотке в пусковом и синхронномрежимах решаем систему уравнений» [89]:Td¢,П 0 + Td¢¢,П 0 = T f 0 + T1,П 0 ; üïTd¢,П 0 + Td¢¢,П 0 = s 0,ПT f 0T1,П 0 ;ïýTd¢,C 0 + Td¢¢,C 0 = T f 0 + T1,C 0 ; ïTd¢,C 0 + Td¢¢,C 0 = s 0,CT f 0T1,C0 , ïþ(2.49)в которой « Td¢,П 0 , Td¢,C 0 − постоянные времени переходного и сверхпереходногопроцессов при разомкнутой статорной обмотке в пусковом режиме; Td¢,¢П 0 , Td¢,¢C0 −постоянные времени переходного и сверхпереходного процессов при разомкнутойстаторной обмотке в синхронном режиме, а коэффициенты s 0,П ,s 0,C определяютсясогласно» [21, 89].
Аналогично определяются постоянные времени «переходного исверхпереходного процессов при короткозамкнутой статорной обмотке в пусковом (Td¢,П , Т d¢¢,П ) и синхронном ( Td¢,C , Т d¢¢,C ) режимах» [26, 89]. После расчета постоянныхвремени сопротивление X d¢ «пересчитывается для синхронного и пусковогорежима» [89]:T f¢ + T1¢,C ü;T f 0 + T1,C 0 ïïýT f¢ + T1¢,П ï.= XdT f 0 + T1,П 0 ïþX d¢ ,C = X dX d¢ ,П(2.50)Пусковая моментная характеристика СД ( М as ) определяется как:M as =æ 1Sн1 ö÷Reç+,2 Pн çè Zˆ d ( S ) Zˆ q ( S ) ÷ø(2.51)где Zˆ d ( S ) , Zˆ q ( S ) − эквивалентные сопряженные комплексные сопротивления СДпо продольной и поперечной осям при скольжении s.
Сопротивления Z d ( S ) , Z q ( S ) всоответствии со схемой замещения двигателя (см. рис. 2.3) равны:Z d (S )æ 1ö11÷= jX s + ç++ç jX÷R/s+jXR/s+jXfsf1( s )s 1( S ) øè adZ q(S )æ 1ö1÷ .= jX s + ç+ç jX÷R/s+jX1( s )s 1( S ) øè ad-1-1ü;ïïïýïïïþ(2.52)90Средние значения «активной ( Pas ) и реактивной ( Qas ) мощности, потребляемой СД из сети, на первом этапе пуска СД рассчитываются как» [89, 129]:1 æç 11 ö÷ ü+Re;ï2 çè Zˆ d ( S ) Zˆ q ( S ) ÷ø ïïý1 æç 11 ö÷ ïQas = Im.+2 çè Zˆ d ( S ) Zˆ q ( S ) ÷ø ïïþPas =(2.53)Пусковая характеристика тока СД находится согласно уравнения:I=2.2.3.3.Сравнение1 11+.2 Zˆ d ( S ) Zˆ q ( S )параметровсхемзамещения(2.54)СДипусковыххарактеристик, полученных с использованием различных методовДостоверность «разработанной математической модели СД оценим путемсравнения рассчитанных параметров и характеристик двигателей с их паспортнымихарактеристиками» [89, 100, рис.
2.4].Рисунок 2.4 − Пусковые моментные характеристики СТД-12500ДлядвигателяСТД-12500будем«использоватьдваметодаучетаповерхностного эффекта» [89]:- «в первом учет активного и индуктивного сопротивлений СД проведенпо формулам (2.26) и (2.27) (пусковые характеристики I1 , M1 )» [89];- во втором – согласно уравнениям (2.28), (2.29) (характеристики I 2 , M 2 ).91Для «математической модели СТД-12500 можно получить еще однупусковую характеристику, в которой используем уравнения второй модели вдиапазоне скольжений s = 0,2 ¸ 1,0 и уравнения первой модели - при s £ 0,2(характеристики I 4 , M 4 )» [33, 94]. Рассчитанные характеристики для трехвозможных моделей учета поверхностного эффекта СТД-12500 позволяютоценить влияние формул учета для момента и тока (см.
рис. 2.5 и рис. 2.6) [89,100, 129].Рисунок 2.5 – Моментные и токовые характеристики СТД-12500 для разныхмоделей учета поверхностного эффекта в ротореРисунок 2.6 – Пусковые характеристика тока СТД-1250092Итак, получены «параметры схемы замещения СД согласно формул учетаизменения активного и индуктивного сопротивлений (2.26), (2.27) и (2.28), (2.29),которые позволяют оценить точность моделей учета демпферных обмоток,пусковых характеристик СД с массивным гладким ротором» [33, 89, 94] ( см.табл. 2.1 – 2.3).Таблица 2.1 − Параметры схемы замещения СТД-12500 (о.е.)МодельXs12Экспериментальныеисходные данныеX ad0,089 2,150,086 2,150,109 2,13X s 1,CX sf0,0790,0820,1030,0460,0850,081X s 1,ПR1,CR1,ПRf0,017 0,012 0,032 0,00110,021 0,009 0,033 0,00110,026 0,013 0,040 0,0011В третьей строке таблиц 2.1 - 2.3 даны расчетные параметры СТД поразработанным моделям для случая, когда «в качестве исходных использовалиэкспериментальные данные пускового момента и тока» [33, 89, 94].Таблица 2.2 − Индуктивные сопротивления (о.е.) в синхронном режимеМодель12Экспериментальныеисходные данныеXdX d¢X d¢¢X q¢¢XfX ¢fX 1,CX 1¢,Cs 0 ,Cs 0¢ ,C2,24 0,163 0,118 0,134 2,226 0,165 2,193 0,132 0,056 0,6612,24 0,165 0,127 0,168 2,232 0,165 2,235 0,168 0,073 0,7502,24 0,206 0,154 0,188 2,231 0,208 2,209 0,185 0,082 0,719Таблица 2.3 − Индуктивные сопротивления (о.е.) в пусковом режимеМодель12Экспериментальныеисходные данныеX d¢X d¢¢X q¢¢X 1,ПX 1¢,Пs 0 ,Пs 0¢ ,П0,1640,1630,2060,1040,1030,1300,1070,1070,1352,1652,1722,1530,1030,1040,1300,0430,0460,0580,5680,5980,599Выполнен расчет и проведен анализ параметров схем замещения длядвигателей типа СДГ-12500 и СДГМ-12500 для предложенных математиче-скихмоделей с учетом изменения активного и индуктивного сопротивлений СД поформулам (2.28), (2.29).
Результаты расчетов сведены в табл. 2.4 – 2.6.93Таблица 2.4 − Параметры схемы замещения (о.е.)ДвигательR1,ПRfX sf X s 1,C X s 1,П R1,CСДГ-125000,133 1,02 0,112 0,022 0,016 0,017 0,024 0,0011СДГ-12500 (заданы X d , X d¢ ) 0,131 0,80 0,076 0,030 0,017 0,015 0,026 0,0012СДГМ-125000,127 1,99 0,129 0,110 0,028 0,011 0,043 0,0010XsX adТаблица 2.5 − Индуктивные сопротивления (о.е.) в синхронном режимеДвигательXdX d¢СДГ-12500СДГ-12500(с X d , X d¢ )СДГМ-125001,160,930,2300,1982,120,247X d¢¢X q¢¢Xf0,1510,1520,1540,1601,1370,8750,1840,2312,118X ¢fX 1¢,Cs 0 ,Cs 0¢ ,C0,230 1,0460,189 0,8290,1400,1430,1180,1200,5690,5290,248 2,0980,2290,1100,750X 1,CТаблица 2.6 − Индуктивные сопротивления (о.е.) в пусковом режимеДвигательX d¢СДГ-125000,231СДГ-12500 (заданы X d , X d¢ ) 0,199СДГМ-125000,246X d¢¢X q¢¢X 1,ПX 1¢,Пs 0 ,Пs 0¢ ,П0,1460,1460,1490,1480,1480,1541,0400,8152,0160,1330,1300,1470,1120,1060,0740,5480,4810,612Из сравнения параметров схемы замещения и пусковых характеристикдвигателей для разных математических моделей учета поверхностного эффектаследует, что предложенная математическая модель СД «точнее аппроксимируетпусковые характеристики и определяет параметры двигателей как при паспортных,так и при экспериментально полученных данных» [33, 89, 94].2.3.
Уравнения переходных процессов СД и системы координатРасчет переходных процессов в ЭТС с комплексной нагрузкой требуетопределения параметров двигателей, секций ТП, РП и ПС, для чего предлагаемиспользуются следующие системы координат (см. рис. 2.7):- «систему координат, вращающуюся с частотой ротора (d, q) » [89];- систему координат, «связанную с направлением вектора напряжения насекции ТП, РП и ПС (a, p)» [89];94-системукоординат,«связаннуюснаправлениемвектораЭДСэлектрической системы» [89].Выбор систем координат и «направления положительных векторовнапряжения, потокосцепления играет важную роль при исследовании переходных процессов многомашинных ЭТС. Переходные процессы в СД исследуем всистеме (d, q) координат, которая определяется осями ротора СД, и считаем, что осьq опережает ось d на угол 90°, что позволяет не учитывать взаимоиндукциюмежду обмотками, сокращает число уравнений, описывающих переходныепроцессы в двигателях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
