Таким образом производится расчет составляющих модели силовой части «преобразователь частоты — асинхронный двигатель» .
3.2 Синтез контура регулирования тока статора.
Контур регулирования тока статора выполнен с отрицательной обратнойсвязью по току. Измерение тока производится с помощью датчика тока статора. Датчиком тока статора являются трансформаторы тока, которые установлены в цепи постоянного тока между выпрямителем и автономным инвертором напряжения. Датчик тока осуществляет гальваническое разделение цепей управления от силовых цепей и усиление по напряжению. Некомпенсируемая постоянная времени контура регулирования тока статора:
Разомкнутый контур регулирования тока, построенный на технический оптимум с учетом неединичной обратной связи имеет передаточную функции (3.13)[8]: где=Тпр постоянная времени преобразователя частоты;, коэффициент настройки па технический оптимум;
коткоэффициент обратной связи по току, определяется из условия работы контура тока в установившемся режиме при наличии напряжения задания. В этом случае выходной сигнал регулятора тока должен быть постоянным, т. к. I1= const. Коэффициент обратной связи по току (3.14):Передаточная функция объекта регулирования имеет вид (3.15):Передаточная функция регулятора тока статора имеет вид (3.16):Таким образом, регулятор тока при настройке контура на технический оптимум должен быть пропорционально-интегральным.Окончательно передаточная функция регулятора тока статора имеет вид (3.17):Коэффициент регулятора тока, определяется (3.18):где — коэффициент регулятора тока. Постоянная интегрирования регулятора тока статора, определяется:
где — постоянная интегрирования регулятора тока статора. Структурная схема регулирования тока представлена на рисунке 3.
2.Рисунок 3.2 — Структурная схема регулирования тока.
Структурная схема контура регулирования тока в численных значениях, выполненная в программе MatlabSimulinkпредставлена на рисунке 3.
3.Рисунок 3.4 — Структурная схема контура регулирования тока в численных значениях.
Переходный процесс в настроенном контуре тока представлен на рисунке 3.
4.Рисунок 3.4 — Переходный процесс в настроенном контуре тока.
По графику3.
4 находим показатели качества переходного процесса: — перерегулирование σ=4,27%;- время переходного процесса — 0,0094 с.- число колебаний — nк=1.- время первого максимума — 0,0069 с. Полученные показатели качества переходного процесса удовлетворяют требованиям, предъявляемым к электроприводу. ЛАХЧ и ЛФЧХ контура регулирования тока представлены на рисунке 3.
5.Рисунок 3.5 — ЛАХЧ и ЛФЧХ контура регулирования тока.
Запасы устойчивости:
запас устойчивости по амплитуде- 60Дб;
— запас устойчивости по фазе — 24,7 0. Условие устойчивости соблюдено. Из приведенного анализа ЛАХЧ и ЛФХЧ контура регулирования тока можно сделать вывод об устойчивости данной системы. Показатели качества переходного процесса соответствуют стандартной настройке на модульный оптимум, примененной в данном контуре.
3.3 Синтез контура регулирования скорости.
Контур регулирования скорости выполнен с отрицательной обратной связью. Разомкнутый контур регулирования скорости, настроенный на симметричный оптимум (3.20):где — коэффициент обратной связи по скорости, определяемый по (3.21):Угловая скорость идеального холостого хода двигателя, рассчитывается (3.22):где — угловая скорость идеального холостого хода двигателя.
ас=8, коэффициент настройки контура скорости. Передаточная функция объекта регулирования (3.23):Передаточная функция регулятора скорости (3.24) и коэффициенты регулятора скорости (3.25, 3,26): Некомпенсируемая постоянная времени контура регулирования скорости (3.27):Численное значение коэффициента усиления регулятора скорости:.Численное значение постоянной времени интегрирования регулятора скорости:
Для уменьшения перерегулирования устанавливаем на вход управления контура апериодическое звено (фильтр) с постоянной времени Тф=4, передаточная функция которого приведена в выражении (3.28):На рисунке 3.6 приведена структурная схема контура регулирования скорости. Рисунок 3.6 — Структурная схема контура регулированияскорости.
Структурная схема контура регулирования скорости в численных значениях приведена на рисунке 3.
7.Рисунок 3.7 — Структурная схема контура регулирования скорости в численных значениях.
Переходный процесс в настроенном контуре регулирования скорости представлен на рисунке 3.
8.Рисунок 3.8 — Переходный процесс в настроенном контуре регулирования скорости.
По графику 3.8 находим показатели качества переходного процесса: — перерегулирование σ=8,81%;- время переходного процесса — 0,0204 с.- число колебаний — nк=1.- время первого максимума — 0,0116 с. Полученные показатели качества переходного процесса удовлетворяют требованиям, предъявляемым к электроприводу. ЛАЧХ и ЛФЧХ контура регулирования скорости представлены на рисунке 3.
9.Рисунок 3.9 — ЛАЧХ и ЛФЧХ контура регулирования скорости.
Запасы устойчивости:
запас устойчивости по амплитуде > 60 Дб;
— запас устойчивости по фазе — 24,7 0. Условие устойчивости соблюдено, т.к. график ЛАЧХ пересекает ось частот быстрее нежели график ЛФЧХ пересекает линию 1800. В данном проекте проведен расчет электропривода насоса фермы, имеющей в своем составе 100 голов.
Заключение
.
В данной курсовой работе проведена модернизация сетевого насоса в ТЭЦ на предприятии АО «СЛАВМО».В первой главе представлено описание модернизируемого объекта. Отмечено, что насосные станции представляют собой сложный электрогидравлический технический комплекс сооружений и оборудования, в котором осуществляется преобразование электрической энергии в механическую энергию потока жидкости и управления этим процессом преобразования. Предлагаемый для модернизации насос в настоящее время работает от асинхронного электродвигателя, который запитан напрямую от высоковольтной сети. Приведены требования к автоматизированному электроприводу. Во второй главе проведен расчёт и выбор электродвигателя, преобразователя частоты и других элементов силовой части электропривода. В качестве двигателя предлагается использовать АДО-800−60 004У3 номинальной мощностью 800 кВт и синхронной частотой вращения 1500 об/мин. В качестве преобразователя частоты предлагается использовать МELTRAC-F500HV, мощностью 1000 кВт. Данный ПЧ имеет особенность в виде многоуровневого построения из низковольтных ячеек.
Подобная конструкция существенно удешевляет стоимость высоковольтного ПЧ по сравнению с аналогичными модели с одной высоковольтной ячейкой. В третьей главе проведен расчёт и настройка регуляторов тока и скорости в системе автоматического регулирования. Проведенные расчёты подтверждаются проверкой в программе MatlabSimulink, где было доказано, что разработанная система автоматического регулирования устойчива.
Список использованных источников
.
Официальный сайт предприятия АО «СЛАВМО». [Электронный доступ]:
http://www.slavmo.ru/o-kombinate.Розанов Ю. К. Основы силовой электроники. — Москва, издательство Энергоатомиздат, 1992. -.
296 с. Соколовский, Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: учебник для вузов / Г. Г. Соколовский.
— М.: Издательский центр «Академия», 2005. — 272 с. Высоковольтный частотно-регулируемый привод сетевой установки котельной с питанием от автономного турбогенератора мощностью 900 кВт.
[Электронный доступ]:
http://www.ic-art.ru/resh_enrg/turbogen/Башарин, А. В., Примеры расчета автоматизированного электропривода/ А. В. Башарин, В. Ф. Голубев, В.
Г. Кегшерман — Л.: Энергия, 1972. — 440 с. Ключев В. И. Теория электропривода [текст].
— М.: Энергоатамиздат, Изд.3-е. — 2001. — 697с. Горев А. А. Переходные процессы асинхронной машины. — М.
-Л.: Госэнергоиздат, 1950.
8. С.Г. Герман-Галкин Силовая электроника. Лабораторные работы на ПК.; СПб.: Учитель и ученик, КОРОНА принт, 2002. — 304 с.
