Текст ПЗ ВКР (1221353), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

, (2.4)

, (2.5)

, (2.6)

, (2.7)

, (2.8)

где – коэффициент мощности АТД в режиме холостого хода.

По найденным значениям необходимо проверить величину заданного в начале расчета коэффициента :

(2.9)

Если , необходимо уменьшить, а если , то увеличить начальное значение коэффициента и повторить весь расчет сначала.

Если разница между и не превышает установленной погрешности расчета ( ) можно переходить к непосредственному определению параметров АТД [20]:

, (2.10)

, (2.11)

, (2.12)

, (2.13)

, (2.14)

, (2.15)

, (2.16)

. (2.17)

Расчет параметров АТД модели 6А80В6У3, выполненный с помощью программы «Mathcad», на основании его справочных данных, представлен в источнике [20].

По полученным данным расчета необходимо найти индуктивность статора, ротора и индуктивность намагничивания, которые определяются по формуле

, (2.18)

; ; .

Далее необходимо найти параметр R’₂/S, характеризующий активные потери в роторе. В таблице 2.1 представлены изменения сопротивления ротора R’2 при изменении его частоты вращения и скольжения.

Скольжение определяется согласно формуле 2.1.

Таблица 2.1 – Изменения сопротивления ротора при изменении его частоты вращения

Параметры	Значения
n1, об/мин	50
n2, об/мин	0	10	20	30	40	46
S	1	0,8	0,6	0,4	0,2	0,08
R'2/S, Ом	14,656	18,32	24,427	36,64	73,28	183,2

2.2.4 Компьютерная модель системы измерения электрических параметров двигателя для двухуровневого инвертора напряжения

На рисунке 2.7 представлена модель измерения параметров двигателя.

Данная модель состоит из элементов:

- Н1 – источник напряжения, управляемый током;

- Е2 – источник напряжения, управляемый напряжением;

- MULT – элемент, который умножает одно входное напряжение на другое, затем на выходе выдает произведение. Этот элемент имеет два входа и один выход.

- INTEG (50, 0 V) – интегратор – источник тока, пропорциональный интегралу входного напряжения;

- SQRT – квадратный корень из входных данных;

- V444 – источник импульсного напряжения;

- R1614, R1658 – резисторы.

Рисунок 2.7 – Модель системы измерения электрических параметров двигателя для двухуровневого АИН, выполненная в программе OrCAD Capture

Система измерения параметров двигателя состоит из верхнего и нижнего действия. Нижний работает следующим образом: ток, протекающий в двигателе, поступает на вход источника напряжения, управляемый током (элемент H1 на рисунке 2.7). Входное напряжение элемента H1 равно нулю (U_вх = 0), а выходное – пропорционально входному току (U_вых = RI), входное и выходное сопротивления равны нулю.

Благодаря элементу «умножения» (MULT) U_вых умножается само на себя, т.е. возводится в квадрат. Далее источник импульсного напряжения (V444) умножается на квадрат выходного . Затем полученное произведение интегрируется, а после извлекается квадратный корень. Полученный результат определяется формулой

. (2.19)

Верхнее действие (рисунок 2.7) выполняется аналогично описанному. Единственное отличие в источнике напряжения, здесь уже используется источник, управляемый напряжением (Е2). Его входной ток равен нулю (I_вх = 0), выходное напряжение эквивалентно входному (U_вых = kU_вх), входное сопротивление бесконечно велико, а выходное равно нулю.

2.3 Компьютерная модель системы «АИН – двигатель» для четырехуровневого инвертора напряжения с минимальным числом ключей

В подпункте будет рассмотрена подробно модель системы «АИН – двигатель» для четырехуровневого инвертора напряжения с минимальным числом ключей. Данная модель разделена на: модель системы управления; модель силовой схемы; модель двигателя; модель измерения электрических параметров двигателя.

2.2.1 Компьютерная модель системы управления четырехуровневого инвертора напряжения с минимальным числом ключей

Компьютерная модель системы управления для четырехуровневого инвертора напряжения с минимальным числом ключей, так же как и модель двухуровневого, состоит из двух подсистем: части системы управления задающей режимы (рисунок 2.8) и управляющей ключами.

Часть системы управления, задающая режимы выполнена с помощью элементов:

- V445 – создает модулирующее напряжение, которое определяет фазу и частоту выходного напряжения АИН;

- V410, V411 – осуществляют широтно-импульсную модуляцию ШИМ;

- V441, V442 – определяют переключение между уровнями напряжения при создании многоуровневого напряжения;

- R1615, R1629 и R1630 – резисторы;

- E26 – компаратор.

Рисунок 2.8 – Часть системы управления четырехуровневого АИН с минимальным числом ключей задающая режимы, выполненная в программе OrCAD Capture

Числовые значения, описанных элементов, указаны на рисунке 2.8.

Ряд атрибутов части систему управления, задающей режимы, описаны в подпункте 2.2.

На рисунке 2.9 представлена только часть системы, задающей режимы; две другие части аналогичны представленной.

Часть системы управления, управляющая ключами, состоит из следующих компонентов:

- E13, E16, E18, E20 – компаратор (реле), который создает на выходе 5 В, если вход 1 больше входа 2;

- R1616, R1618–R1620, R1627, R1631–R1635 – резисторы;

- U16, U15 – DELAY 300 ns – осуществляет задержку сигнала в 300 нс;

- V425 во взаимодействии с аналогичными ему элементами на рисунке 2.2 – осуществляют превращение низкого сигнала в нуль;

- MULT – элемент, который умножает одно входное напряжение на другое, затем на выходе выдает произведение. Этот элемент имеет два входа и один выход;

- E14, E15, E17, E19 – усилитель, на выходе дает 20 В, если вход больше нуля;

- S1, S2 – ключи, управляемые напряжением.

Осциллограмма системы управления типового АИН, отображающая форму модулирующего и ШИМ напряжения при несущей частоте равной 300 Гц, приведена на рисунке 2.10; на рисунке 2.11 – при 600 Гц.

Рисунок 2.10 – Осциллограмма системы управления четырехуровневого АИН с минимальным числом ключей, отображающая форму модулирующего и ШИМ напряжения при несущей частоте равной 300 Гц

Рисунок 2.11 – Осциллограмма системы управления четырехуровневого АИН с минимальным числом ключей, отображающая форму модулирующего и ШИМ напряжения при несущей частоте равной 600 Гц

2.3.2 Компьютерная модель силовой схемы четырехуровневого инвертора напряжения с минимальным числом ключей

Силовая схема представлена в виде четырехуровневого АИН с минимальным числом ключей (рисунке 2.12).

На данном рисунке изображены следующие элементы:

- V391, V403, V404 – источники питания, напряжением 200 В;

- U1–U18 – IGBT – транзисторы;

- D5–D10 – диоды;

- R1563, R1573, R1575–R1578 – резисторы.

2.3.3 Компьютерная модель двигателя четырехуровневого инвертора напряжения с минимальным числом ключей

Асинхронный тяговый двигатель, выполненный в программе OrCAD Capture, представлен на рисунке 2.13.

На рисунке изображены следующие компоненты:

- R1579, R1581, R1583 – сопротивления статора;

- L1, L4, L7 – индуктивность рассеяния статора;

- L2, L5, L8 – индуктивность рассеяния ротора;

- L3, L6, L9 – индуктивность намагничивания;

- R1580, R1582, R1584 – сопротивление ротора.

Схема замещения, расчет и числовые значения параметров двигателя для четырехуровневого АИН аналогичны двухуровневому в подпункте 2.2 (таблица 2.1).

Рисунок 2.13 – Асинхронный тяговый двигатель для четырехуровневого АИН с минимальным числом ключей, выполненный в программе OrCAD Capture

2.3.4 Компьютерная модель системы измерения электрических параметров двигателя для четырехуровневого инвертора напряжения с минимальным числом ключей

На рисунке 2.11 представлена модель измерения электрических параметров двигателя четырехуровневого АИН с минимальным числом ключей.

Модель состоит из следующих элементов:

- Н1 – источник напряжения, управляемый током;

- Е2 – источник напряжения, управляемый напряжением;

- MULT – элемент, который умножает одно входное напряжение на другое, затем на выходе выдает произведение. Этот элемент имеет два входа и один выход.

- INTEG (50, 0 V) – интегратор – источник тока, пропорциональный интегралу входного напряжения;

- SQRT – квадратный корень из входных данных;

- V444 – источник импульсного напряжения;

- R1574, R1614, R1658 – резисторы.

Характеристики

Список файлов ВКР