Особенности потенциального и токового пуска разомкнутых электроприводов

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Электротехника


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 62−83: 681. 5
ОСОБЕННОСТИ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО И ТОКОВОГО ПУСКА РАЗОМКНУТЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
С.Н. КУХАРЕНКО, А.И. РОЖКОВ
Учреждение образования «Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого», Республика Беларусь
Н.Б.А. ФЕРШИШИ
Тунисский университет Науки и Техники
Введение
Современные силовые полупроводниковые преобразователи с активным управлением позволяют создавать источники электропитания с характеристиками идеальных источников тока или напряжения.
Отсутствие внутренних сопротивлений и инвариантность выходных напряжения или тока к нагрузке только на первый взгляд должны всегда положительно сказываться на электропитании электроприводов постоянного и переменного тока.
Наш опыт работы с системами идеальный источник электропитания -«электродвигатель» показывает, что это не так.
Цель работы
Исследовать особенности потенциального регулирования и токового управления разомкнутыми электроприводами постоянного и переменного тока на примере их пуска.
Метод решения
Аналитический и численный анализ математических моделей электроприводов, полученных в работе [1], и экспериментальная проверка адекватности результатов.
Аналитическое исследование матмоделей электродвигателей постоянного тока
Аналитическое исследование полученных в [1] матмоделей производилось для установившегося режима после прямого пуска, когда для электродвигателей постоянного тока производные переменных величин должны быть нулевыми.
Так, например, матмодель ДПТ НВ в этом случае преобразуется к виду
Здесь и далее все будет записываться в обозначениях статьи [1]. Решая систему уравнений (1), можно получить значение установившейся скорости
(1)
є
0
0
(1 + Р2)
ия
є
0
ив
Отсюда видно, что пуск возможен при условии
Это условие выполняется для реальных р1 Ф 0, р Ф 0) источников напряжения или тока, а также для идеальных источников напряжения (р1 = 0, р = 0).
В случае же использования идеальных источников тока (р1 = да, р2 = да) условие пуска (2) невыполнимо, так как при этом в°ия ^ да и (Ос^ст ^ да.
Конкретный анализ матмодели ДПТ НВ для данного случая [1]
0 = Т. а0. ° _ М 0)
1, 4 1ия '-ив ст)
т
показывает, что его решение при нулевых начальных условиях имеет вид:
О = *4 • (*0 • С _ Кп) Т.
Видно, что пуск осуществляется по линейному закону, если 1{)ш • и & gt- Мп, но для останова необходимо реализовать обратную связь по моменту нагрузки, уменьшающую токи в конце пуска так, чтобы ^ • и = Мст. Следовательно, при токовом электропитании ДПТ НВ электропривод должен быть замкнутым.
Результаты анализа матмоделей сведены в таблицу 1, где аббревиатура означает:
ДПТ НВ — двигатель постоянного тока независимого возбуждения-
АД — асинхронный двигатель-
РИН — реальный источник напряжения-
ИИН — идеальный источник напряжения-
РИТ — реальный источник тока-
ИИТ — идеальный источник тока.
Таблица 1
Параметры пуска электродвигателей постоянного тока
№ п/п Тип Э Д Тип ИЭП Установившиеся значения переменных Условия пуска
1 ДПТ НВ РИН 0 (1 + р2) • е°я (1 + р2)2 Т2×0 / 0 2 ^ еив) х (1 + р1) • Мст, е0 & gt- (1 + Р2). Т2 х ия 0 Т • е 1 ив х (1 + р1). МСт.
и" = е0 (1 + р).р. р4 • М& quot-, я ия 0 ст^ еив

, 0 = .0 = (1 + р2). МО, ио = е1 В, я ия 0 ст^ в /-! 5 еив (1 + Р2)
1° = 1° = и0. вивв
Продолжение табл. 1
№ Тип Тип
п/п ЭД ИЭП Установившиеся значения переменных Условия пуска
ИИН
РИТ
ИИТ
00 =
Єш
г _ г° =
я ия
Т2. М
О
cm
(e°)
ив
u0 = e°, u° = e° ,
я ия в ив
М
г0 _ г0 _ e0
в ив ив
Совпадает с РИН при е0 = от • i0 е0 = о • i0
еия М 4 1ия'^ив У 2 1в
0 = Т4. (4 • гО _M°m) • Т _Var,
М! = и1я _ Т4. г1я + Т4. С. (гия • Св _ML) • Т _Var*
г0 = г0, и0 = и0 = г0 = г0
я ия в ив в ив
О & gt- Ті. МІ euя & gt- Т1. e0
1 ив
i0 -i0 & gt- M0
ия ив Cm
Для
установления
о
после пуска m -const необходима обратная связь, задающая i0 •i0 = M0
ия ив ст
ДПТ
пар.
возб.
РИН
«О Єш Т2. Мcm
0 _ То-------------/7^
I
Т1. (гв0)2
(1 + Рі) + -2-. «1 Рі,
т,
и0 = и0 = e0 _
я ия ия
Рі. Т4. Ml
г о = Ml
г0
О ^ 2
Єш ^ - Х «2
Рз Ч1 + Рз)
VMfm,
ив _ «2. Uя0, С _ г°° + «1. гв0,
г0 = «2. С
в 2. (1 + рз)
. (1 ± 5),
5 _
1 _
4- Рз. Mlm -(1 + Рз)
«1. «2. (e°)2
ИИН
Совпадает с ДПТ НВ при e° _ e
, 0
ив
РИТ
Совпадает с РИН при е°ия = о1 • т4 • i
одновременно
4 & gt-^-[(і+Рі)х ті
Mcm -0]
Х-їР _» Рігв] гв
Установившаяся скорость может принимать два различных значения
ИИТ
ОО «О = р1. гия _ рз. гя
p. «2. (г0 _г0) '
А1 2 У ия я у
, и° =-и0 =
яв
«2
1
= и.
= _ -ги, г° = (ги _/и). «, = и
в’в V ия я / 1
«2
г о г ия
-я _ 2
1 ±
1 _
4. «,. M
1 і
Л
С & gt-
О
cm
2 • л1а, М
V 1 (
одновременно
/О & gt- Рз. /0
ия я
р
У становившаяся скорость может принимать два различных значения
Окончанж mабл. 1
№ Тип
п/п Тип Э Д ИЭП Установившиеся значения переменных Условия пуска
О
e
ив
2
X
О
в
О
ия
3 ДПТ посл. возб. РИН a0 = Т2-(1 + pl + Pl& gt-, РЯт Ті 1 Рз иЯ = е°яя — Р1 • Т4 • ія и0, «2 і0 = і0 = м0 = ЛІМ0 я оя в V ст & gt- *,•м° X ия ст *1 X (1 + Р + -!& gt- Рз
ИИН 0 1 а =т= --, мЯ = еЯя --•мЯ, М Рз «2 іЯ = іЯя = МЯ = JМ., e° & gt- М0 x ия ст *i X (1 + P), Рз P = ^ Рз ^
РИТ Совпадает с РИН при е-я = р • т4 • г°я
ИИТ 0 /'-0 *0 Д/гОч, а = Т4 • (іоя * ія — Мст Т- Vа-, М0 = Т4 •і0 +т4 •і0 -(і0 -і0 -М0 & gt- X я 4 оя 4 оя У оя оя ст '- •0 0−0 0 0, 1 X Т — va^ ія = М = іоя, моя = Мя + X «2 X м. — va- С & gt- Vk, Для установления 0 после пуска ш -const необходима обратная связь, задающая i0 = Л/м0 ия V ст
Исследование частотно-токового пуска асинхронного электродвигателя
Математическая модель асинхронного электродвигателя существенно нелинейна [ 1 ]
~TrL = -Т2 -Р: + Т2 & quot- ч/(і + кГ '- PN)'-(С) — k-2 '-{al UN '-a'-) '- (РГХ) & gt-
То & lt- 1 ^ (V= (3& gt-
1 о «о Лт/О Y — я jf0
da
d
V UN
поэтому точного аналитического решения она не имеет.
Численный анализ показывает, что при прямом частотно-токовом пуске АД от идеального источника тока наблюдается три различных случая: незапуск, запуск с колебаниями потока и скорости около установившегося значения, запуск с выходом «в разнос».
Общеизвестная рекомендация управлять АД с постоянством магнитного потока? rx -const [2] приводит к преобразованию матмодели (3) к виду
da0
-----= a,
dt
что позволяет найти при однонаправленном вращении (Sign =1) точное решение
a& gt-0 = a • r,
Ш 0
. ¦ +k--Pi,
kr VN
где a = ----------------------------------------- • дД1 + k2r ¦ pN) — (і») — (P-x) — Т4 •МсЯт.
Отсюда видно, что получить установившуюся скорость можно, если в конце пуска с помощью обратной связи по моменту выполнить условие
у
м0 =
ст і
К -«М • ^4
Экспериментальное исследование прямого частотно-токового пуска АД подтвердило наличие раскачивания скорости, что иллюстрируют временные диаграммы, представленные на рис. 1.
у0
0. 5-
и
двиг
-0. 5-
3 00
00
00
I
00
а)
Ю
1
0
1
уі 0. 5-
Т
300
600
900
1200
1500
0
б)
Рис. 1. Осциллограммы потокосцепления (а) и скорости (б) в конце прямого частотнотокового пуска АД
Заключение
Прямой пуск электроприводов постоянного и переменного тока от реальных и идеальных источников напряжения и реальных источников тока всегда возможен, если выполнены условия пуска.
При пуске двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением от реального и идеального источника тока установившаяся скорость может принимать два различных значения.
Пуск двигателей постоянного тока с независимым или последовательным возбуждением от идеальных источников тока возможен при наличии обратной связи по моменту.
Частотно-токовый пуск АД от идеального источника тока требует стабилизацию потока, дополнительно к обратной связи по моменту.
Полученный результат по ДПТ НВ совпадает, в частности, с известной работой [3].
Литература
1. Кривицкий С. О., Эпштейн К. И. Динамика частотно-регулируемых электроприводов с автономными инверторами. — М.: Энергия, 1970. — 149 с.
2. Ильинский Н. Ф. Электроприводы постоянного тока с управляемым моментом. — М.: Энергоиздат, 1981. — 143 с.
Получено 11. 10. 2002 г.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой