1) ВКР - Исаев А.В. - 2016 (1228491), страница 4
Текст из файла (страница 4)
На рисунке 2.9 приведена блок-схема расчета параметров асинхронных двигателей. В результате чего, получим следующие параметры:
-
активное сопротивления статора;
-
активное сопротивление ротора;
-
индуктивность от полей рассеяния фазы статора;
-
индуктивность от полей рассеяния фазы ротора;
-
взаимные индуктивности фаз статора;
-
взаимные индуктивности фаз ротора.
Полученные параметры представим в таблице 2.2, а так же синхронную частоту вращения вала, число фаз ротора, число пар полюсов и момент инерции ротора вместе с моментом инерции фала.
Рассчитанные значения схемы замещения заносятся в вириальную модель двигателя, реализованную в программном продукте NI Multisim, рисунок 2.9.
Таблица 2.2 – Блоки использующиеся в среде моделирования NI Multisim
| № | Изображение | Название | Значение |
| 1 |
| Hierarchical Connector (In) | Элемент, проводящий входящий сигнал в модель, из внешней среды. |
| 2 |
| Hierarchical Connector (Out) | Элемент формирует значение, и выводит во внешнюю среду. |
| 3 |
| Induction Machine squirrel cage | Модель двигателя. |
| 4 |
| Voltage controlled voltage source | Блок при помощи которого, осуществляется управление цепи, регулировкой по напряжению. |
| 5 |
| Current clamp Properties | Датчик тока, предназначен для съема тока и данных, проходящих через проводник. |
| 6 |
| Voltage controlled current source | Блок при помощи которого, осуществляется управление цепи, путем регулировки тока. |
| 7 |
| Arbitrary load | Элемент при помощи которого осуществляется нагрузка на валу двигателя. |
| 8 |
| Motion controllers | Блок осуществляющий перед значения из Rad/s в RPM (об/мин). |
Рисунок 2.9 – Блок-схема расчета параметров схемы замещения АД
Рисунок 2.10 – Модели асинхронных двигателей в программе NI Multisim
На основе каталожных данных двигателей переменного тока (вспомогательных машин), используемые на Дальневосточной Железной Дороге (ТЧЭ-2), по методике Усольцева А.А., представленной на рисунке 2.9, был произведен расчет параметров замещения для моделей представленных на рисунке 2.10.
Таблица 2.3 – Каталожные характеристики двигателей АКЗ
| Наименование параметра | Обозначе- | Размер- | Двигателя | ||||
| ЭП1 | ВЛ80с | 2ЭС5К | |||||
| НВА-22 | НВА-55 | АЭ92-402 | НВА-55с | ||||
| Механическая мощность | Pn | кВт | 22 | 55 | 40 | 55 | |
| Напряжение линейное (ном.) | Un | В | 380 | 380 | 380 | 380 | |
| Ток линейный (ном.) | In | А | 70,5 | 113 | 90 | 120 | |
| Скорость вращения вала | n | об/мин | 750 | 1500 | 1425 | 1500 | |
| Коэффициент мощности | cosϕ | - | 0,57 | 0,82 | 0,79 | 0,77 | |
| КПД | η | - | 0,827 | 0,902 | 0,855 | 0,902 | |
Таблица 2.4 – Параметры замещения модели в NI Multisim
| Наименование параметра | Размер- | Двигателя | ||||
| ЭП1 | ВЛ80с | 2ЭС5К | ||||
| НВА-22 | НВА-55 | АЭ92-402 | НВА-55с | |||
| Синхронная частота вращения | об/мин | 750 | 1500 | 1425 | 1500 | |
| Активное сопротивление статора | Ом | 0,055 | 0,045 | 0,44 | 0,47 | |
| Активное сопротивление ротора | Ом | 0,082 | 0,064 | 0,69 | 0,63 | |
| Индуктивность от полей рассеяния фазы статора | мкГн | 380 | 380 | 380 | 380 | |
| Индуктивность от полей рассеяния фазы ротора | мкГн | 500 | 500 | 500 | 500 | |
| Взаимная индуктивность фаз статора | мГн | 10 | 10 | 10 | 10 | |
| Взаимная индуктивность фаз ротора | мГн | 10 | 10 | 10 | 10 | |
| Число пар полюсов | - | 3 | 2 | 2 | 2 | |
| Момент инерции ротора вместе с валом |
| 1 | 1 | 1 | 1,5 | |
Рисунок 2.11 – Характеристики асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором:
а) – Двигатель НВА-55, б) - Двигатель НВА-22, в) Двигатель АЭ92-402,
г) - Двигатель НВА-55с
2.3 Описание модели двигателя постоянного тока (ТЭД)
Во время разработки виртуальной лаборатории, использовались две тяговые электрические машины постоянного тока: НБ-418 и НБ-514. В свою очередь стоит отметить, что тяговый электродвигатель НБ-418 снят с производства, а НБ-514 эксплуатируется на электровозе серии Э5К.
Рассмотри технические параметры двигателя НБ-418 в таблице 2.5.
Таблица 2.5 – Технические параметры тягового электродвигателя НБ-418
| Наименование | Обозначение | Значение | Размерность |
| Номинальное напряжение на зажимах двигателя | Un | 950 | B |
| Максимальное напряжение на зажимах двигателя | Umax | 1180 | B |
| Максимальная частота вращения | Nmax | 2040 | об/мин |
| Повышенная частота вращения (при разгоне (не более 2 мин)) | Nразгон | 2550 | об/мин |
| Число пар полюсов | р | 6 | - |
| Номинальный коэффициент возбуждения | Вн | 0,96 | % |
| Минимальный коэффициент возбуждения | Вмин | 0,43 | % |
| Часовой режим | |||
| Мощность на валу | Рч | 790 | кВт |
| Ток якоря | Iyч | 880 | А |
| Ток возбуждения | Ivч | 845 | А |
| Частота вращения | Nч | 890 | об/мин |
| Частота тока в якоре | f | 44,5 | Гц |
| Момент на валу | M | 8486 | Н*м |
| КПД на валу | cpd | 0,9445 | % |
| Номинальный режим | |||
| Мощность на валу | Рч | 740 | кВт |
| Ток якоря | Iyч | 820 | А |
| Ток возбуждения | Ivч | 785 | А |
| Частота вращения | Nч | 915 | об/мин |
| Частота тока в якоре | f | 45,75 | Гц |
| Момент на валу | M | 7730 | Н*м |
| КПД на валу | cpd | 0,948 | % |
| Сопротивления |
|
|
|
| Общее сопротивление обмоток (при 20С) | Rобщ20 | 0,0317 | Ом |
| Общее сопротивление обмоток (при 115С) | Rобщ115 | 0,04375 | Ом |
Окончание таблицы 2.5
| Наименование | Обозначение | Значение | Размерность | |
| Другое | ||||
| Отношение тока номинального режима к часовому | In/Im | 0,93 | - | |
| Масса двигателя на 1кВт мощности (часовой) |
| 5,51 | кг/кВт | |
| Масса двигателя на 1кВт мощности (номинальный) |
| 5,88 | кг/кВт | |
| Отношение массы двигателя к вращающему моменту (час.) |
| 0,51 | кг/(Н*м) | |
| Отношение массы двигателя к вращающему моменту (ном.) |
| 0,56 | кг/(Н*м) | |
| Коэффициент использования мощности при максимальной скор |
| 0,546 | - | |
| Отношение максимальной частоты вращения к частоте вращения в продолжительном режиме | Nmax/Nn | 2,23 | - | |
| Характеристики обмотки якоря ТЭД | ||||
| Число проводников обмотки якоря | N | 696 | Шт. | |
| Число проводников в пазу |
| 8 | Шт. | |
| Число витков в секции |
| 1 | Шт. | |
| Число параллельныз ветвей | a | 6 | Шт. | |
| Ток в проводнике обмотки якоря |
| 146,6 | А | |
| Плотность тока в проводнике |
| 6,31 | А/мм2 | |
| Намагничивающая сила реакции якоря |
| 8487 | А | |
| Шаг по пазам |
| 1…15 | - | |
| Шаг по коллектору |
| 1…2 | - | |
Схема выполняется на основе подсистем управления программы NI Multisim, рисунок 2.12, где изображена основная схема моделирования двигателя НБ-418, на элементы управления по напряжению V3 и V2 подается сигнал CVS_2 и CVS_1, из подпрограммы Supply System’s [8], рисунок 2.14. Система же управления подачи управляющего напряжения выполнена на основе логических элементов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
