антиплагиат полный отчет Саков (1219423), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Напередней панели нанесено обозначение КЛЮЧИШИМ.Регулирование тока в обмотках возбуждения электрических машин осуществляется путем широтно-импульсной модуляции подводимого напряжения(ШИМ). Частота импульсной последовательности составляет 100 Гц и задаетсяпрограммно. ШИМ-сигналы OUT3 (ШИМ1) и OUT4 (ШИМ2) формируются наплате АЦП на выходах каналов 0 и 1 таймера 2 DD10.
С платы АЦП этисигналы поступают на плату управления ШИМ и после преобразования на42плату ключи ШИМ. Микроконтроллер управляет шириной импульсов, темсамым 58 изменяя средний ток, протекающий через обмотки возбуждения. 58Структурная схема регулирования показана на рисунке 2.10.1,2 – сравнивающее устройство; 3 – релейный элемент; 4 – блок интегрирования;5 – блокинтегрально-цифрового масштабирования;6 – блок регулирования напряжение генератора; 7– математическая структурная единица обеспечивающая соотношение в верху; 8 –математическая структура возбуждения ТГ и формирования регулировочной характеристики(возбудитель с независимым возбуждением); 9 – блок формирования параметров выходныхпараметров; 10 – математическая структура сопротивления якоря эл.
машин; 11,12 – блокформирования параметров напряжения генератора по обратной связи; 13,14 – блокиконтроля параметров частоты вращения и тока; 15,16,17 – блоки формирования сигналаобратной связи на сравнивающее устройство.Рисунок 2.10 – Обобщенная схема контура регулирования мощности генератораСтруктурная схема блока регулирования показана на рисунке 2.11.43Рисунок 2.11 – Структурная схема блока регулирования2.7 Объединенное регулирование дизеля и тягового генератораВ данной системе контур регулирования положения реек топливных насосов перенесен из гидромеханического регулятора в микропроцессорнуюсистему регулирования, при этом датчик положения реек топливных насосовустановлен непосредственно на валу подачи, что исключает влияние на работусистемы сос-тояния передаточных механизмов топливной аппаратуры.Контур регулирования положения реек топливных насосов высокогодавле-ния (ТНВД) выполнен интегральным, и его выходной сигнал, пройдячерез огра-ничитель, дополняет сигнал минимального задания по мощности,определяемого позицией контроллера машиниста.
Структура контурарегулирования положения реек топливных насосов высокого давления (ТНВД)вместе с основными узлами регулятора дизеля показана на рисунке 2.12.44– фактическое значение частоты вращения; – заданное положение реекТНВД; – фактическое положение реек ТНВД; РЧВ – регулятор частоты вращения; ДПР –датчик положения реек ТНВД; ТД – тепловой двигатель (дизель); – давлениенаддувочного воздуха; – момент сопротивления тягового генератора; – моментсопротивления от регулируемых вспомогательных нагрузок дизеля; – моментсопротивления от неотключаемых вспомогательных нагрузок дизеля (включая собственныенужды).Рисунок 2.12 – Структурная схема контура объединенного регулирования мощностидизель – генератора (УСТА)Структура системы регулирования скорости движения, при которомоднов-ременно с функциональной простотой и хорошими динамическимикачествами достигается высокая точность поддержания скорости показана нарисунке 2.13.45МУ – множительное устройство; БК – блок коррекции; Кл – Ключ; ЗИ – задатчикинтенсивности; ДНГ – датчик напряжения тягового генератора; ПУ – пороговое устройство;И – интегратор; – расчетное значение напряжения генератора; – 19 измеренное значениенапряжения генератора; 19 РНГ – регулятор напряжения тягового генератора.Рисунок 2.13 – Структура системы регулирования скорости движения (УСТА)Закон регулирования будет иметь следующий вид.(2.24)Использование такой структуры регулирования скорости движения позволило совместить хорошие динамические качества разомкнутой системы регулирования с нулевой статической ошибкой интегрального регулирования скоростилокомотива.
Кроме того, простота и наглядность предложенного способапозволя-ет легко реализовать его при использовании микропроцессорныхсистем управле-ния.3. СОВМЕСТНАЯ РАБОТА ГГ И ТЭД463.1 Общие сведенияК рабочим характеристикам ТЭД обычно относят егоэлектромеханические характеристики (скоростную и моментную) иэлектротяговые характеристики (тяговую и скоростную), а также зависимостьКПД ТЭД от тока якоря .Электромеханические характеристики иотражают зависимости механических параметров, отнесенных к валу ТЭД, –частоты враще-ния ТЭД и его выходного (электромагнитного) моментаот силы тока . Электротяговые характеристики иотражают зависимости механических параметров, отнесенных к ободу колесалокомотива, – тягового усилия, создаваемого ТЭД на ободе колеса, искорости локомотива от то-ка якоря .Тяговой характеристикой локомотива называют зависимость касательнойсилы тяги от скорости движения при установившихся режимах на разныхпозициях регулирования (позициях контроллера машиниста).В таблице 3.1 приведены некоторые параметры генератора ГП – 311Б.Таблица 3.1 – Параметры генератора ГП – 311БПараметр, ед.
измерения ЗначениеМощность, кВт 1800Минимальное напряжение, В 305Номинальное напряжение, В 465Номинальный ток, А 4320Максимальное напряжение, В 700Минимальный ток, А 2870Максимальный ток, А 6600В таблице 3.2 приведены некоторые параметры электродвигателя ЭД –47118А.Таблица 3.2 – Параметры электродвигателя ЭД – 118АПараметр, ед. измерения Значение 5Номинальная мощность, кВт 305Номинальное напряжение, В 463Номинальный ток, А 720 60Номинальная частота вращения, об/мин 585 94Номинальное значение КПД, % 91,5Максимальный ток, А 1100Минимальный ток, А 476Максимальное напряжение, В 7003.2 Принцип расчета электромеханических характеристик ТЭДСумма сопротивлений всех участков цепи якоря, Ом,(3.1)где - обмотки якоря;- обмотки добавочных полюсов;- обмотки главных полюсов.Определяем паспортное сопротивление обмотки якоря, дополнительных иглавных полюсов при 20 : = 0,013 Ом, = 0,00821 Ом, = 0,0105 Ом.Сопротивление прогретой обмотки якоря и дополнительных полюсов при, Ом,(3.2)48где - паспортное сопротивление конкретной обмотки тэд при температуре ;-температурный коэффициент электрического сопротивления меди,=0,0033 Ом/ ;-температура прогретой обмотки.....Моментную характеристику ТЭД рассчитывают повыражению, кГм(3.3)Скоростная характеристика определяется из уравнений, характеризующих состояние электрической цепи ТЭД.(3.4)Принимаем .
Тогда частота оборотов, об/мин49(3.5)Значение постоянного коэффициента в соответствии с исходныминоми-нальными данными ТЭД(3.6)где – число пар главных полюсов двигателя;– количество эффективных проводников якорной обмотки;– количество витков в каждой секции (катушке) якорной обмотки;– количество секций (катушек) якорной обмотки;– 93 число пар параллельных ветвей якорной обмотки. 93Значение постоянного коэффициента в соответствии с исходныминоми-нальными данными ТЭД,(3.7).В окончательном виде имеем уравнение скоростной характеристики ТЭД, об/мин(3.8)50Значение магнитного потока возбуждения ТЭД для заданного режимаопределяется по соотношению 3.8 при известных значениях и .3.3 Расчет универсальной и в режиме возбуждения ПП характеристикнамагничивания ТЭДДля определения характеристики намагничивания определимноминальные значения тока и магнитного потока ТЭД, используя для этогоисхо-дные данные.Ток ТЭД, для заданного режима работы, А(3.9)где – число параллельно соединенных двигателей (см.
исходные данные ите-хнические данные ТЭД ЭД118А)..Значение магнитного потока возбуждения ТЭД, Вб, (3.10)Координаты характеристик намагничивания тягового электро51двигателя приведены в таблицах 3.3 и 3.4.Таблица 3.3 - Универсальная характеристика намагничивания ТЭДIв, А 0 180 360 540 720 900 1080 1260Фд, Вб 0 0,0536 0,0793 0,0948 0,103 0,1061 0,1092 0,1123Таблица 3.4 - Характеристика намагничивания ТЭД в режиме возбуждения ППIд A 0 180 360 540 720 900 1080 1260ПП Iв, A 0 185,2 370,4 555,5 740,7 925,9 1111 1296,3α=1,00 Фд, Вб 0 0,054 0,081 0,095 0,103 0,106 0,108 0,11Графики характеристик намагничивания тягового электродвигателя ЭД118А в именованных единицах показаны на рисунке 3.1.1 – универсальная; 2 – в режиме возбуждения ППРисунок 3.1 – Характеристики намагничивания тягового электродвигателя ЭД118АзависимостиХарактеристика холостого хода, т.
е при, и нагрузочные52характеристи-ки при разных величинах тока якоря показаны на рисунке 3.2.Рисунок 3.2 - Нагрузочные характеристики тягового электродвигателя ЭД – 118 Азависимости3.4 Расчет и построение скоростной и моментной характеристик ТЭД врежиме возбуждения ППВ таблице 3.5 приведены координаты электромеханическиххарактеристик.Таблица 3.5 - Координаты электромеханических характеристик ТЭД в режимевозбуждения ППIд, A 476 538,7 599 660 720 815 910 1005 1100Uд, В 700 641 582 523 465 425 385 345 305ППα=1,00Фд, Вб 0,09 0,094 0,097 0,1 0,103 0,105 0,1058 0,107 0,109Мд,кГм 301,9 355 407,5 462,5 520 600 675 754 840,8nд,об/мин 1011 886,8 780,7 680,9 587 526 473 419 363,853V, км/ч 45 39,7 34,9 30,4 26 23,5 21 18,7 16По данным таблицы 3.5 строим искомые графики скоростныхи моментных характеристик ТЭД в режиме возбуждения ПП.Электромеханические характеристики ТЭД в режиме возбуждения ППтипа ЭД - 118А зависимости, показаны на рисунке 3.3.1 - ; 2Рисунок 3.3 - Электромеханические характеристики ТЭД в режиме возбуждения ПП типаЭД 118А зависимости,Расчетная скорость тепловоза, км/ч(3.11)54где - диаметр колеса (принимаем 1,05);- число оборотов, об/мин;- передаточное отношение (принимаем 4,41) .При ППЭлектротяговая характеристика ТЭД в режиме возбуждения ПП типа ЭД 118А зависимости показана на рисунке 3.4.Рисунок 3.4 – Электротяговая характеристика ТЭД в режиме возбуждения ПП типа ЭД 118А зависимостиПроизведем расчет изменения частоты оборотов и противо-ЭДС двигателя55в зависимости от диаметра колеса в режиме возбуждения ПП.Частота оборотов якоря, об/мин,(3.12)Противо-ЭДС двигателя, В(3.13)где – постоянный для машины данного типа коэффициент, зависящий от еекон-структивных параметров и единиц измерения величин, входящих вопределение зна-чения эдс;– магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения;– частота оборотов якоря электрической машины..Результаты расчета изменения частоты оборотов и противо-ЭДС двигателяв зависимости от диаметра колеса в режиме возбуждения ПП приведены втабли-це 3.6.56Таблица 3.6 – Изменение противо-ЭДС и частоты оборотов в зависимости отдиаметра колеса в режиме возбуждения ППпри20 75км/чпри20км/чпри25км/чпри25 75км/чпри30км/чпри30км/чпри35км/ч 75при35 75км/при40км/чпри40км/чпри 45км/ч 75при45км 75 /ч1,05 445,2 342,7 556,5 414,7 667,8 483,2 779,1 546,4 890,4 602 1001,7 652,71,044 447,8 344,4 559,7 416,6 671,6 485,6 783,6 548,9 895,5 604,5 1007,5 655,21,04 449,5 345,6 561,9 417,8 674,2 487 786,6 550,3 899 606 1011,3 656,41,035 451,7 347 564,6 419,3 677,5 488,9 790,4 552,3 903,3 608 1016,2 658,31,03 453,8 348,5 567,3 420,9 680,8 490,8 794,2 554,3 907,7 610,1 1021,2 660,21,025 456,1 350 570,1 422,5 684,1 492,7 798,1 556,4 912,1 612,1 1026,1 662,11,02 458,3 351,5 572,9 424 687,4 494,7 802 558,4 916,6 614,2 1031,2 6641,015 460,6 353 575,7 425,7 690,8 496,7 806 560,5 921,1 616,3 1036,2 6661,01 462,8 354,6 578,5 427,3 694,2 498,7 810 562,6 925,7 618,4 1041,4 667,91,005 465,1 356,1 581,4 428,9 697,7 500,7 814 564,7 930,3 620,6 1046,6 669,91 467,5 357,7 584,3 430,6 701,2 502,7 818,1 566,9 934,9 622,8 1051,8 671,90,995 469,8 359,3 587,3 432,3 704,7 504,8 822,2 569,1 939,6 625 1057,1 6740,99 472,2 360,9 590,2 434 708,3 506,9 826,3 571,2 944,4 627,2 1062,4 6760,985 474,6 362,5 593,2 435,7 711,9 509 830,5 573,5 949,2 629,4 1067,8 678,1Кривая зависимости при скорости движения тепловоза 25 км/чпоказана на рисунке 3.5.Рисунок 3.5 – График изменения противо-ЭДС и частоты оборотов в зависимости отдиаметра колеса при скорости движения тепловоза 25 км/ч3.5 Расчет и построение тяговой характеристики тепловоза57Расчет тяговых характеристик тепловоза произведен для 6 тяговыхэлектро-двигателей ЭД – 118А.Падение напряжения в двигателе, В, (3.14)где - падение напряжение в щеточно-коллекторном контакте, .Скорость тепловоза, км/ч(3.15)где - отношение ЭДС двигателя к скорости вращения (находится пографику нагрузочных характеристик двигателя ЭД – 118 А).Частота оборотов якоря, об/мин(3.16)В таблице 3.7 приведены некоторые результаты расчетов тяговой характеристики.58Таблица 3.7 – Некоторые результаты расчетов тяговой характеристики476 538,7 599 659,57 720 815 910 1005 1100700 641 582 523 465 425 385 345 305ПП=0,0401Ом9088 10235 11383 12532 13680 15485 17290 19095 209000,67 0,696 0,713 0,727 0,74 0,764 0,776 0,779 0,78421,2 23,60 26,02 28,47 30,87 34,68 38,49 42,30 46,11n, об/мин 1011 886,8 780,7 680,9 584 526 473 419 363,8V, км/ч 45 39,7 34,9 30,4 26 23,5 21 18,7 160,95 0,941 0,932 0,925 0,91 0,897 0,878 0,857 0,84ОП1=0,0348Ом5453 6141 6830 7519 8208 9291 10374 11457 0,49 0,520 0,551 0,585 0,606 0,631 0,643 0,647 18,6 20,75 22,85 24,97 27,06 30,36 33,67 36,97 n, об/мин 1374 1194 1015 853,2 719 626 547,6 478,7 V, км/ч 61,5 53,5 45,4 38,2 32,2 28 24,5 21,4 0,95 0,948 0,941 0,932 0,921 0,903 0,883 0,862 ОП2=0,0316Ом3272 3685 4098 4511 4925 5575 6224 6874 0,34 0,364 0,386 0,405 0,422 0,445 0,465 0,488 17,1 19,02 20,93 22,86 24,75 27,75 30,76 33,76 n, об/мин 2022 1708 1456 1238 1037,8 894 763 640 -V, км/ч 90,5 76,5 65 55 46,5 40 34 28,7 0,95 0,951 0,943 0,937 0,93 0,919 0,907 0,896 Произведем расчет изменения момента на валу двигателя и частотыоборо-тов в зависимости от диаметра колеса в режиме возбуждения ПП.Момент вращения на валу двигателя, кГм(3.17)Также момент вращения на валу двигателя можно определить поэлектроме-ханическим характеристикам ТЭД.Результаты расчета изменения момента вращения на валу двигателя и противо-ЭДС в зависимости от диаметра колеса в режиме возбуждения ППприведе-ны в таблице 3.8.Таблица 3.8 – Изменение момента вращения на валу двигателя и противо-ЭДС в59зависимости от диаметра колеса в режиме возбуждения ППпри20км/чпри20 75км/чпри25км/чпри25км/чпри30км/ч 75при30км/чпри35км/чпри35 75км/чпри40км/чпри40км/чпри 45км/ч 75при45км 75 /ч1,05 342,7 715 414,7 555 483,2 470 546,4 408,5 602 352,6 652,7 3051,044 344,4 711,7 416,6 551,9 485,6 468,1 548,9 406,5 604,5 350,7 655,2 302,91,04 345,6 708,5 417,8 548,8 487 466,2 550,3 404,5 606 348,7 656,4 300,81,035 347 705,2 419,3 545,8 488,9 464,2 552,3 402,4 608 346,8 658,3 298,71,03 348,5 702,0 420,9 542,7 490,8 462,3 554,3 400,4 610,1 344,9 660,2 296,51,025 350 698,7 422,5 539,6 492,7 460,4 556,4 398,4 612,1 342,9 662,1 294,41,02 351,5 695,4 424,0 536,5 494,7 458,5 558,4 396,4 614,2 341 664 292,31,015 353 692,2 425,7 533,5 496,7 456,5 560,5 394,3 616,3 339,1 666 290,21,01 354,6 688,9 427,3 530,4 498,7 454,6 562,6 392,3 618,4 337,2 667,9 288,11,005 356,1 685,6 428,9 527,3 500,7 452,7 564,7 390,3 620,6 335,2 669,9 2861 357,7 682,4 430,6 524,2 502,7 450,8 566,9 388,3 622,8 333,3 671,9 283,80,995 359,3 679,1 432,3 521,2 504,8 448,8 569,1 386,2 625 331,4 674 281,70,99 360,9 675,9 434 518,1 506,9 446,9 571,2 384,2 627,2 329,4 676 279,60,985 362,5 672,6 435,7 515 509 445 573,5 382,2 629,4 327,5 678,1 277,5Кривая зависимости при скорости движения тепловоза 25 км/чпоказана на рисунке 3.6.Рисунок 3.6 – График изменения момента вращения на валу двигателя и противо-ЭДС взависимости от диаметра колеса при скорости движения тепловоза 25 км/чПроизведем расчет изменения силы тяги в зависимости от диаметраколеса в режиме возбуждения ПП.60Радиус колеса по кругу катания, м(3.18)Согласно мнению П.И.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
