Реферат: Реализации частотного управления по минимуму потерь - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Реализации частотного управления по минимуму потерь

Банк рефератов / Технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 357 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

« РЕАЛИЗАЦИИ ЧАСТОТНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПО МИНИМУМУ ПОТЕРЬ » 1. Реализации частотного управления по минимуму потерь Управление по минимуму потерь позволяет не только существенно снизить потери во всей системе, включая и питающую линию, но и обеспечивает высокое качестве механических характеристик во всем диапазоне частот. Эта система особенно перспективна для мощных двигателей. Применение управления по минимуму потерь для малых и средних двигателей также может быть целесообразным. В том случае, если система оптимального управления не сложнее системы стабилизации потока. 1.1 Расчет потерь в асинхронном двигателе Потенциальную возможность для уменьшения потерь в электрических машинах можно выявить, анализируя изменение составляющих потерь в зависимости от режимов работы ЭП. Расчет производиться для асинхронного двигателя 0,4 кВ мощностью 30 кВт. Рассчитаем потери в номинальном режиме для асинхронного двигателя. В общем случае мощность потерь энергии в электродвигателе удобно представлять суммой потерь , не зависящих от нагрузки (постоянных потерь) и потерь , определяемых нагрузкой двигателя (переменных потерь). (1) С другой стороны суммарные потери можно определить как Вт (2) Постоянные потери мощности включают в себя потери в стали , механические и от тока возбуждения Поток АД создается током намагничивания , поэтому для АД потери от тока возбуждения равны (3) Механические потери принимаем (4) Переменные потери определяются потерями в меди из потерь в обмотках статора и ротора за вычетом потерь от тока намагничивания. При работе в зоне номинальных скольжений (не больше номинального значения) из векторной диаграммы токов АД (рис…) следует, что (5) Рисунок Векторная диаграмма токов АД Поэтому для АД (6) Потери в роторе можно определить как (7) Зная полные потери в двигателе и переменные потери, определим постоянные потери (8) Тогда потери в стали (9) Определим относительные значения составляющих потерь для номинального режима двигателя (10) (11) (12) (13) (14) 1.2 Определения условия выполнения минимума потерь Для АД относительные величины потерь определяются по формулам (15) (16) где – показатель, зависящий от марки электротехнической стали. Связь между током нагрузки и моментом на валу для АД имеет вид: , (17) где – угол между векторами тока и потока (тока намагничивания ). Для малых отношений в соответствии с векторной диаграммой (ри с…) можно принять . Поэтому в относительных единицах взаимосвязь между моментом, током нагрузки и потоком в воздушном зазоре имеет вид (18) Для АД связь между целевой скоростью вращения и частотой питающей сети имеет вид (19) При работе в зоне малых скольжений можно записать (20) С учетом вышесказанного выражения для потерь будут иметь вид: (21) (22) При работе ЭП обычно задаются координатами механического движения М и , поэтому варьируемыми переменными, позволяющими изменять потери при заданных значениях М и являются лишь ток возбуждения и поток . Если двигатель работает на линейном участке кривой намагничивания ( ), тогда поток, при котором потери минимальны, определяется из условия: (23) или (24) из (21) – (2 2) получаем (25) (26) При совместном решении (24) – (2 6) получаем значение потока при котором потери в двигателе минимальны для заданных значений (27) Полные потери для оптимального тока получим из (21) и (22) при выполнении условия (27): (28) Потери в двигателях при номинальном потоке определяются из (22) и (21) для : (29) С помощью (28) и (29) проанализируем, как изменяются потери в двигателе при различных условиях работы электропривода. 1. Двигатель работает при номинальной скорости ( ) с различными моментами на валу . Для ; (30) (31) Эти потери отличаются незначительно, так как (30) характеризует номинальный режим работы двигателя, который с энергетической точки зрения близок к оптимальному с потерями (31). При работе в режиме холостого хода ; . Таким образом, регулирование потока при переменной нагрузке и постоянной скорости электропривода позволяет уменьшить потери на величину не более , которая составляет 20 – 50 % от полных потерь в номинальном режиме. 2. Электропривод обеспечивает регулирование скорости двигателя справедливы соотношения (30) и (31). Для малой скорости эти соотношения имеют вид: ; . Легко убедиться в том, что при значение , т . е . если номинальное значение переменных потерь и потерь от тока возбуждения одинаковы, то возможность для снижения суммарных потерь здесь отсутствует. 1.3 Разработка системы оптимального управления Не учитывая насыщение магнитопровода можно записать (32) т .е . регулирования потока предполагает необходимость поддержания требуемого соотношения . В соответствии с (27) поток определяется моментом на валу АД . (33) После подстановки (3.2) в (2.14) получаем, что , (34) где – показатель, зависящий от марки электротехнической стали. Из векторной диаграммы (рис. ) видно, что . С учетом этих соотношений структурная схема электропривода, приведенная на рис 1 содержит асинхронный двигатель (АД), преобразователь частоты (ПЧ), датчики тока (ДТ) и напряжения статора (ДН), регулятор напряжения (РН) и вычислительное устройство (ВУ). В нем по мгновенным значениям и вычисляется ток , затем с учетом частоты определяется поток . Значение напряжения , необходимое для создания этого потока, рассчитывается в соответствии с рис. 1 следующим образом: , (35) где ; ; ; ; . Регулятор напряжения, сравнивая оптимальное и текущее значения напряжения, воздействует на преобразователь частоты таким образом, чтобы обеспечить их равенство и получить требуемое значение . На рис . 2 показана структурная схема электропривода с регулятором потока (РП), воздействующим на канал регулирования напряжения ПЧ. В этой структурной схеме должен использоваться АД со встроенным датчиком потока. В качестве датчиков потока обычно используют специальные дополнительные обмотки на статоре или датчики Холла. Приведенная структурная схема исключает погрешность, связанную с необходимостью вычисления напряжения по (35). Рисунок 1 Функциональная схема частотно управляемого асинхронного электропривода с регулятором напряжения Рисунок 2 Функциональная схема частотно управляемого асинхронного электропривода с регулятором потока Как и в структурной схеме электропривода постоянного тока, структурная схема электропривода ПЧ-АД существенно упрощается, если момент на валу АД является однозначной функцией скорости (рис ) . В этом случае поток и соответственно напряжение определяются только угловой скоростью и частотой . Рисунок 3 . Функциональная схема асинхронного электропривода с преобразователем частоты для механизма с вентиляторным моментом сопротивления В рассматриваемой системе электропривода момент сопротивления АД определяется следующим образом: (36) Принимая начальный момент сопротивления равным нулю получим: или Если принять во внимание, что , тогда оптимальный поток, необходимый для уменьшения потерь определяется следующим выражением: Функциональный преобразователь в схеме устанавливает требуемую взаимосвязь между и . Примерный вид зависимостей и для показан на рис . Рисунок 4 . Зависимости оптимального потока и напряжения от частоты Укажем одну из важных особенностей энергетической оптимизации АД при частотном управлении. Одна связана с принципиальной необходимостью учета нелинейности кривой намагничивания. В асинхронных ЭП с частотным управлением поток пропорционален . В ПЧ осуществляется независимое управление частотой и амплитудой напряжения, приложенного к статору АД, поэтому имеется возможность работать при пониженных частотах с большими значениями потока, существенно превышающими номинальное значение. В то же время можно доказать, что для минимизации потерь при малых частотах необходимо увеличивать поток по сравнению с номинальным значением, т . е . АД должен работать на нелинейном участке кривой намагничивания. Учет кривой намагничивания существенно усложняет анализ условий существования минимума электрических потерь, поэтому здесь не приводится. 1.4 Анализ динамических режимов Для моделирования системы ПЧ-АД и исследования ее свойств воспользуемся линеаризованной моделью АД, представленной на рис. 3 Рисунок 5 Линеаризованная модель системы ПЧ-АД Рассчитаем необходимые параметры модели Абсолютная тестность механической характеристики Электромагнитная постоянная времени Для расчетных параметров были составлены математические модели системы ПЧ-АД с законом управления (рис 4 ) и законом оптимального управления потоком (рис 5 ). В качестве регулятора напряжения принят пропорциональный регулятор. Как будет показано далее, такой выбор удовлетворяет поставленным условиям и не требует сложных технических решений при его реализации. На рис. 6 представлены графики напряжения и потока в относительных единицах в системе оптимального управления при пуске. Рисунок 6 Зависимости оптимального изменения потока и напряжения Как видно характер изменения совпадает с рис 1 . На рис 7 приведены зависимости изменения от времени тока ротора и скорости для разомкнутой системы и системы оптимального управления. Анализируя полученные зависимости можно отметить исходный характер пускового тока для обоих систем, однако в установившемся режиме работы ток в роторе для оптимальной системы управления 2 0 % ниже чем 6 разомкнутой. Потери при пуске АД определяются по формуле Используя метод трапеций по данным, полученным в процессе моделирования в пакете MATLAB определены численные значения интегралов данных функций а) в системе оптимального по минимуму потерь управления б) в разомкнутой системе Рисунок 7. Зависимости скорости от времени а) в системе оптимального по минимуму потерь управления б) в разомкнутой системе Рисунок 8 . Зависимости тока ротора от времени Выразим теперь в относительных единицах переменные потери в АД под уравнения: В связи с тем, что ток есть квадратная функция в системе оптимального управления переменные потери снижаются приблизительно на 4 0 % . Рисунок 9 . Разомкнутая система ПЧ-АД с законом управления Рисунок 10 . Система оптимального по минимуму потерь управления частотно регулируемого электропривода
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Знаменитый писатель женился на топ-модели. Скрестили всё-таки жопу с ручкой.
(С) Нестор Бегемотов
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru