Файл: Моделирование электромеханических систем.pdf

Рис. 17 Модель системы управления трёхфазным инвертором

Задание 3

Собрать схему трехфазного мостового инвертора с источником питания, нагрузкой и регистрирующими приборами. Исследовать работу схемы при 1800, 1200 и 1500 коммутации.

Вид нагрузки:

активно-реактивная.

Показания:

напряжение на каждой нагрузке и источника питания (на одном поле осциллографа)

тока на каждой нагрузке (на одном поле осцилографа)

напряжения и тока на каждой нагрузке (в одном осциллографе на разных полях) (напряжение на 1 нагрузке, ток на 1 нагрузке, напряжение на 2 нагрузке, ток на 2 нагрузке, напряжение на 3 нагрузке, ток на 3 нагрузке)

Исходные данные для модели:

39

Рис. 18 Модель трёхфазного инвертора напряжения

Контрольные вопросы:

1.Принцип работы выпрямителя, основные характеристики, область применения.

2.Что такое фильтр? Для чего используются фильтры в схемах выпрямителя?

3.Принцип работы инвертора, основные характеристики, область применения.

4.Для чего используется различная коммутация?

5.Отличия 1800, 1200 и 1500 коммутации.

40

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД. ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА.

Цель работы:

Синтез и анализ модели электропривода постоянного тока с независимым возбуждением.

Общее описание электрических машин постоянного тока

Машиной постоянного тока называется машина с механическим коллектором, предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую энергию постоянного тока, или электрической энергии постоянного тока в механическую энергию.

В первом случае машина работает в режиме генератора, во втором случае - в режиме двигателя.

Машины постоянного тока нашли широкое применение, несмотря на то, что стоимость их выше, чем машин переменного тока. Это объясняется тем, что они обладают лучшими эксплуатационными характеристиками в отношении регулирования частоты вращения, пуска, реверса и допускают более высокие перегрузки по сравнению с машинами переменного тока в режиме двигателя, а также благодаря возможности экономично, плавно и в широких пределах регулировать напряжение, разнообразию рабочих характеристик - в режиме генератора.

Достоинства:

1.простота устройства и управления;

2.практически линейные механическая и регулировочная характеристики двигателя;

3.легко регулировать частоту вращения;

4.хорошие пусковые свойства (большой пусковой момент);

5.так как МПТ являются обратимыми машинами, появляется возможность использования их как в двигательном, так и в

генераторном режимах.

Недостатки:

1.дороговизна изготовления;

2.необходимость профилактического обслуживания коллекторнощёточных узлов;

3.ограниченный срок службы из-за износа коллектора.

41

Рис. 19 Электрическая машина постоянного тока "общего вида"

где:

Н1Н2-обмотка независимого возбуждения;

Ш1Ш2-обмотка параллельного возбуждения;

С1С2обмотка последовательного возбуждения;

К1К2компенсационная обмотка;

D1D2-обмотка добавочных полюсов;

Я1Я2обмотка якоря.

Г-режим генератора;

D- режим двигателя.

Напряжение на зажимах машины постоянного тока уравновешивается э.д.с., наводимой в обмотке якоря, и величиной падения напряжения на сопротивлении цепи якоря

где: “+” - режим двигателя; “-“ - режим генератора.

42

где:

Ra' - собственное сопротивление обмотки якоря;

Rc -сопротивление включенных последовательно с якорем обмоток;

Rщк - сопротивление щеточного контакта.

Падение напряжения под парой щеток согласно ГОСТ 11828-75 принимается постоянным и равным 2В.

где: Iaн -номинальный ток в обмотке якоря.

Э.Д.С. машины постоянного тока определяется по формуле:

где:

Ф - основной магнитный поток в воздушном зазоре; n - частота вращения;

ce - постоянная для каждой машины величина.

Магнитный поток создается всеми обмотками возбуждения и в процессе работы машины изменяется вследствие изменения тока и м.д.с. в последовательной обмотке и размагничивающего действия поперечной реакции якоря Φqd:

Используя описанные выше формулы, получим уравнение цепи якоря машины постоянного тока “общего вида”, удобное для анализа рабочих свойств машины:

43

Из этого же уравнения можно получить и выражение для тока якоря, потребляемого машиной постоянного тока из сети в режиме двигателя:

а также зависимость частоты вращения двигателя от тока якоря

которая называется скоростной характеристикой.

Используя это выражение и формулу для электромагнитного момента, развиваемого машиной постоянного тока

где: см - постоянный для каждой машины коэффициент, можно получить зависимость частоты вращения двигателя от момента на валу, которая называется механической характеристикой:

Как правило, машины постоянного тока пускаются в ход с добавочным сопротивлением (пусковым реостатом), включаемым последовательно в цепь якоря. Это связано с тем, что сопротивления цепи якоря у машин средней и большой мощности очень мало и пусковой ток может достигать значительной величины. При включении пускового реостата пусковой ток уменьшается

Пусковой реостат Rп предназначен лишь для кратковременного включения в цепь якоря на время пуска.

44

Для уменьшения времени пуска развиваемый машиной момент должен быть наибольшим. Это достигается при максимальном потоке возбуждения Ф. Поэтому пуск машины должен проводиться при максимальном токе возбуждения, т.е. обмотка возбуждения должна быть включена на полное напряжение.

Частоту вращения машин постоянного тока можно регулировать тремя способами:

1.изменением величины магнитного потока Ф (тока возбуждения);

2.изменением величины питающего напряжения;

3.введением в цепь якоря добавочного реостата Rд .

DC Machine (Машина постоянного тока)

Описание:

Моделирует электрическую машину постоянного тока

Порты модели A+ и A- являются выводами обмотки якоря машины, а порты F+ и F- представляют собой выводы обмотки возбуждения. Порт TL предназначен для подачи момента сопротивления движению. На выходном поту m формируется векторный сигнал, состоящий из четырех элементов: скорости, тока якоря, тока возбуждения и электромагнитного момента машины.

Рис. 20 Модель машины постоянного тока

45