Pikap24.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое эквивалентное сопротивление двигателя

Расчет статических механических характеристик в системе ТП-Д

Расчет характеристик системы ТП-Д без обратных связей выполняется по уравнению механической характеристики

; где

:

При m=6 Ud0=Ed0=2,34U2ф ;

При m=3 Ud0=Ed0=1,17U2ф ;

Порядок расчета следующий:

1. Определяется эквивалентное сопротивление якорной цепи

, где

Хmp, Rmp – индуктивное и активное сопротивления трансформатора приведенные к его вторичной обмотке.

:

Здесь DРк. з – потери к. з. трансформатора Вт ;

Uк – напряжение к. з. трансформатора ;

— коэффициент трансформации трансформатора.

Сопротивление сглаживающего и уравнительного дросселей

; , где

— падение напряжения на дросселях при номинальном выпрямленном токе Idн.

2. Определяется угол задержки открывания вентилей ai , необходимый для обеспечения работы двигателя с установившейся скоростью wс. i

Здесь — ток статической нагрузки, которому соответствует приведенный момент , определяемый по характеристике wс=f(Mc) при данной wci

3. По уравнению рассчитываются статические механические характеристики

Для уменьшения зоны прерывистых токов, которые возникают в схемах с нереверсивными ТП и реверсивными с раздельным управлением комплектами вентилей, сглаживания пульсаций выпрямленного тока, ограничения тока через тиристоры в первый полупериод питающего напряжения при к. з. на стороне выпрямленного тока, в системе ТП-Д применяются дроссели, включаемые в якорную цепь. Методика расчета этих дросселей приведена в методических указаниях по выполнению курсового проекта и здесь не дается.

  • . Торможение и реверсирование двигателя в системе ТП-Д и статические механические характеристики реверсивного вентильного электропривода
  • Коэффициент мощности и основные технико-экономические показатели вентильного электропривода
  • Рекомендации по выбору бизнеса
  • Строительное оборудование МСД
  • Тепловые насосы

Что это такое

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя довольно прост. На обмотку статора подается питающее напряжение, которое создает магнитный поток, в каждой фазе он будет смещен на 120 градусов. При этом суммирующий магнитный поток будет вращающимся.

Обмотка ротора является замкнутым контуром, в ней наводится ЭДС и возникающий магнитный поток придает вращение ротору, в направлении движения магнитного потока статора. Вращающий электромагнитный момент пытается уравнять скорости вращения магнитных полей статора и ротора.

Величина определяющая разность скоростей вращения магнитных полей ротора и статора, называется скольжение. Так как ротор асинхронного двигателя всегда вращается медленнее, чем поле статора — оно обычно меньше единицы. Может измеряться в относительных единицах или процентах.

Высчитывается она по формуле:

где n1— это частота вращения магнитного поля, n2 – частота вращения магнитного поля ротора.

Скольжение, это важная характеристика, характеризующая нормальную работу асинхронного электродвигателя.

Чтобы рассчитать общее сопротивление смешанного соединения проводников, необходимо для начала найти общее сопротивление резисторов R1 и R2 соединенных параллельно, а затем общее сопротивление, как сумму R12 и R3 соединенных последовательно.

ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий асинхронный электродвигатель, подключенньй к инвертору напряжения, блок управления частотой и модулем напряжения инвертора напряжения, вход которого подключен к блоку формирования задания вектора напряжения , входы которого подключены к преобразователю координат, первые два входа которого подключены соответственно к регуляторам намагничивающей и активной составляющих токов, вход регулятора намагничивающей составляющей тока через первьй блок сравнения подключен к регулятору потокосцепления, вход которого через второй блок сравнения подключен к блоку задания потокосцепления, вход регулятора активной составляющей тока через третий блок сравнения, блок деления подключен к регулятору скорости, вход которого через четвертьй блок сравнения и задатчик интенсивности соединен с блоком задания частоты вращения, модель асинхронного двигателя , имеющая выходы сигналов потокосцепления, вькод величины момента, а блок определения частоты вращения, состоящий из последовательно включенных моделей передачи и исполнительного механизма, соеди нен с вторым входом четвертого блока сравнения, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности, введен блок преобраi зования трехфазных токов в двухфазные, блок вьучисления модуля пото(Л косцепления , а модель асинхронного С двигателя состоит из двухфазной П-образной схемы замещения, включаю-, щей в каждой фазе последовательно включенные элементы, моделирующие эквивалентное сопротивление взаимо индуктивности и активного сопротивле00 ния ротора, пареллельно включенных « элементов, моделирующих эквивалентные сопротивления рассеяния ста9) тора, ротора и активное сопротив1Й ление статора, два инвертора, два блока перемножения и два сумматора, при этом входы каждой схемы замеще- ния соединены с выходами инвертора напряжения через блок преобразования трехфазных токов в двухфазные, входы первого и второго инверторов подключены соответственно к общей точке соединения элементов, моделирующих эквивалентное сопротивление взаимоиндуктивности и эквивалент

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к автоматическим устройствам для управления электроприводами переменного тока и может быть использовано в системах регулируемого асинхронного электропривода текстильной промьшшенности и в других отраслях.

Цель изобретения — упрощение и повышение точности за счет исключения промежуточных аналоговых преобразователей.

На фиг. 1 представлена функциональная схема частотно регулируемого асинхронного электропривода; на фиг. 2 — модель асинхронного электродвигателя.

Частотно-регулируемый асинхронньм электропривод (фиг. 1) содержит асинхронный электродвигатель 1, подключенный к инвертору 2 напряжения , блок 3 управления частотой и модулем напряжения инвертора напряжения, вход которого подключен к блоку 4 формирования задания вектора напряжения, входы которого подключены к преобразователю 5 координат, первые два входа которого подклочены соответственно к регуляторам

намагничивающей 6 и активной 7 составляющих токов. Вход регулятора 6 намагничивающей составляющей тока через первьй блок 8 сравнения подключен к регулятору 9 потокосцепления, вход которого через второй блок 10 сравнения подключен к блоку задания потокосцепления (зад Вход регулятора 7 активной составляющей тока через третий блок 11 сравнения, блок 12 деления подключен к регулятору 13 скорости, вход которого через четвертый блок 14 сравнения и задатчик 15 интенсивности соединен с блоком задания частоты

Читать еще:  Daewoo matiz неисправности работы двигателя

Модель асинхронного двигателя 16 содержит двухфазную П-образную схему замещения, состояпото (фиг. 2) в каждой фазе из последовательно включенных элементов, моделирующих

эквивалентное сопротивление взаимоиндуктивности 17 и активное сопротивление ротора 18, параллельно включенных элементов, моделирующих эквивалентные сопротивления рассеяния статора 19, ротора 20 и активное сопротивление статора 21, два инвертора 22 и 23, два блока 24 и 25 перемножения и два сумматора 26 и 27, при этом входы каждой схемы замещения соединены с выходами инвертора 2 напряжения (фиг. 1) через блок 28 преобразования трехфазных токов в двухфазные. Входы первого 22 и второго 23 инверторов (фиг. 2) подключены соответственно к общей точке соединения элементов, моделирующих эквивалентное сопротивление взаимоиндуктивности 17 и эквивалентное сопротивление рассеяния статора 19 для первой фазы, и к общей точке элементов, моделирующих эквивалентное сопротивление взаимоиндуктивности 17 и эквивалентное сопротивление рассеяния ротора 18 для второй фазы, выход первого инвертора 22 через первый сумматор 26, второй вход которого соединен с ойцей точкой элементов, модулирующих эквивалентные сопротивления взаимоиндуктивности 17 и эквивалентное сопротивление рассеяния ротора 18, подключен к первому входу второго блока 25 перемножения, второй вход которого подключен к блоку определения частоты вращения. Выход второго блока 25перемноже ния соединен со свободным зажимом элемента , моделирующего эквивалентное активное сопротивление ротора 18 второй фазы.

Выход второго инвертора 23 через второй сумматор 27, второй вход которого соединен с общей точкой элементов, моделирующих, эквивалентные сопротивления взаимоиндуктивности 17 и эквивалентное сопротивление рассеяния статора 19 соединен с первым блоком 24 перемножения, второй вход которого подключен к блоку определения частоты вращения. Выход первого блока 24 перемножения соединен со свободным зажимом элемента, моделирующего эквивалентное активное сопротивление ротора 18 первой фазы.

Выходы первого 26 и второго 27 55 сумматоров соединены с входами блока 29 вычисления модуля потокосцепления (фиг. 1), выход которого подключен к

второму входу блока 12 деления, к второму входу-второго блока 10 сравнения, к третьему входу преобразователя 5 координат. Выходы блока 28 5 преобразования трехфазных токов в двухфазные соединены с входами блока 30 преобразования модулей токов каждой фазы, выходы которого соединены с вторыми выходами первого 8 и третьего 11 блоков сравнения, с четвертым и пятым входами преобразователя 5 координат, шестой вход которого соединен с выходом блока определения частоты вращения.

15 Устройство работает следующим образом.

Подают сигнал (гза вход регулятора 9 потокосцепления, котокомпенсируя большую постоянную рый, времени асинхронного двигателя, формирует переходный процесс установления заданного потокосцепления ротора соответственно модульному оптимуму. Одновременно регулятор 9 потокосцепления вырабатывает уставку для регулятора 6 намагничивающей составляющей тока асинхронного двигателя, который компенсирует большую постоянную времени рассеивания двигателя. Регулятор 6 намагничивающей составляющей тока статора в свою очередь вьфабатывает уставку входного напряжения блока 3 управления частотой и модулем напряжения инвертора напряжения, пройдя при этом преобразователь 5 координат и блок 4 формирования задания вектора напряжения. На вход регулятора 13 скорости через задатчик 15 интенсивности подается сигнал задания скорости. Одновременно на выходе регулятора 13 скорости появляется сигнал задания электромагнитного момента, который после прохождения через делительное устройство 12 образует сигнал задания активной составляющей тока статора. Регулятор скорости компенсирует электромеханическую постоянную времени, а регулятор 7 активной составляющей тока статора . компенсирует постоянную времени рассеяния двигателя и вьфабатывает сигнал для преобразователя 5 координат .

Выходящие из преобразователя 5 координат составляющие напряжения статора и и преобразуются в блоке 4 формирования заедания вектоpa напряжения в модуль напряжения Iи I , который поступает на вход блока 3 управления частотой и модулем напряжения инвертора от которого сигнал вдет на автономный инвертор 2 напряжения объекта и затем на асинхронный двигатель 1. Выходной сигнал автономного инвертора 2, состоящий из трехфазных токов поступает в блок 28 .преобразования трехфазных токов в двухфазные и тем самым на входе модели асинхронного двигателя 16 имеем два источника тока ii(/H . Использование источников 1 вместо источников напряжения позволяет упростить модель электроприводаS так как нет необходимости в создании физической модели инвертора напряжения.

Модель асинхронного двигателя в неподвижной системе координат описывается известной системой дифференциальных уравнений, работает в реальном масштабе времени, ее выходной величиной является вращающий момент двигателя, который определяется по известной зависимости с помощью блока 31 перемножения:

М — i к 2е — t2ci . с i Kj, К, Р 2

где i , . (f.j , 2/3 соответственно токи фаз статора и потокосцепления фаз ротора в системе координат oi , /i .

Так как задача определения координат движения системы возложена на .аналоговую модель устройства, т.е. она играет роль наблюдателя и регламентирует изменение частоты вращения

электропривода, то обратная связь по частоте вращения реализуется с помощью блока определения частоты вращеНИН электропривода, то обратная

связь по частоте вращения реализуется с помощью блока определения частоты вращения. В его состав входят модели передачи 32 и исполнительного механизма 33, первая из которых может быть реализована с помощью П образной схемы замещения с переменными параметрами горизонтальной ветви, уч итывающими параметры податливости и трения, а вторая позволяет учитывать изменение нагрузки и момента инерции и представляет собой последовательно включенные и регулируемые раздельно индуктивность и

Применение предлагаемого частотнорегулирующего электропривода позволяет существенно упростить систему управления, так как используются

электрические аналоги, выполненные на базе П-образных пассивных четырехполюсников, а не операционные усилители, используемые обычно в аналоговых моделях или аналоговых вычислительных машинах, требующие специальной настройки. Частотно регулируемый электропривод позволяет повысить точность за счет учета нелинейностей таких элементов, как магнитные системы асинхронного электродвигателя, так как нелин.ейность реализуется путем непосредственного изменения параметров П -образного четырехполюсника, а не параметрическим подбором коэффициента усиления операционного усилителя. 21 I J. Umj3 20 Вторая фаза . V , /r I к iifl-

Читать еще:  Шум холодного двигателя ваз 2114

КАФЕДРА
ФИЗИЧЕСКОЙ
ЭЛЕКТРОНИКИ

Руководитель — Кралькина Елена Александровна

ЦКП к. 1-1, тел. 8(495)939-7-73

В настоящее время происходит бурное развитие плазменных и ионно-пучковых технологий. Плазма является активной средой газовых лазеров, источников света, плазменных панелей, ионных двигателей, позволяющих корректировать орбиту спутников связи, сварочных аппаратов, работающих на атмосферном разряде. Плазменные технологии применяются при производстве микросхем, антикоррозионных, упрочняющих, энергосберегающих, гидрофильных и гидрофобных покрытий металлов и диэлектриков, материалов, обладающих уникальными свойствами. Ведутся работы по использованию плазмы для повышения эффективности работы двигателей автомобилей и оптимизации очистки выхлопных газов. Следует подчеркнуть, что в большинстве перечисленных приложениях используется низкотемпературная плазма газового разряда, долгое время являвшаяся предметом «университетской науки». Именно большой объем фундаментальных знаний о газовом разряде позволил разработать многочисленные плазменные промышленные технологии, где требуется не только понимать, как работает то или иное устройство и/или технология, но и уметь организовать плазму с заданными свойствами.

Базовая вакуумная установка для легирования тонких пленок, имплантации ионов и создания наноструктурированных металлических покрытий.

Основные направлениями работы группы – исследования ВЧ разряда при отсутствии и наличии внешнего магнитного поля, разработка макетов источников плазмы на его основе, разработка ионно-пучковых и плазменных технологий модификации поверхности материалов и нанесения функциональных покрытий.

Экспериментальные работы, ведущиеся в группе, осуществляются на современных установках, закупленных в рамках программы развития МГУ.

В группе разработана теоретическая модель индуктивного ВЧ источника плазмы без магнитного поля, проведено его численное моделирование, систематические экспериментальные исследования его параметров . Исследования показали, что эффективность поглощения ВЧ мощности (эквивалентное сопротивление плазмы) немонотонно зависит от плотности плазмы в силу конкуренции двух факторов: увеличения поглощения ВЧ мощности и уменьшения глубины проникновения поля в плазму (определяемое размером скин-слоя) с ростом плотности электронов.

Установка для исследования ВЧ разряда.

Исследована роль различных механизмов диссипации поля при изменении давления нейтрального газа При давлениях менее 1мТор преобладает черенковский механизм диссипации. Рост частоты электрон-атомных столкновений ν (при ν 6 – 3*10 7 с -1 , столкновения электронов однозначно определяют эквивалентное сопротивление плазмы, которое при фиксированной плотности электронов не зависит от рода газа. При частотах столкновений более 1*10 8 с -1 эквивалентное сопротивление определяется емкостной составляющей разряда, влияние которой зависит от рода газа.

Емкостной канал разряда, связанный с паразитной емкостью между витками индуктора и плазмой, приводит к немонотонной зависимости концентрации и эффективной температуры электронов в области скин-слоя от давления при постоянной мощности ВЧ генератора. Концентрация электронов максимальна, а эффективная температура электронов минимальна в диапазоне давлений 0.01 – 0.1 Тор. Максимум плотности электронов наблюдается при равенстве частоты столкновений ν электронов и частоты поля ω.

В области больших давлений происходят самосогласованное уменьшение концентрации электронов, рост активного сопротивления плазмы, увеличение емкостной составляющей разряда и потока энергии, выносимой ионами на стенки. Экспериментально зарегистрировано и подтверждено в численном моделировании взаимное влияние двух каналов разряда, осуществляемое через импедансы, вносимые плазмой и слоями пространственного заряда.

Исследованы характеристики гибридного разряда в котором организовано два параллельных канала ввода ВЧ мощности – индуктивный и емкостной, причем соотношение между каналами регулируется с помощью разделительной емкости, включенной в емкостную ветвь разряда. Показано, что изменение величины разделительной емкости позволяет плавно управлять плотностью плазмы и потенциалом активного электрода.

Проведены численное моделирование, экспериментальные исследования и построена теоретическая модель индуктивного ВЧ разряда в магнитном поле. Исследования показали, что разряд поддерживается геликоноподобной и квазипродольной косой ленгмюровскими волнами. Область существования объемных волн сужается при уменьшении длины источника плазмы и с ростом давления рабочего газа.

В тех случаях, когда разряд поддерживается объемными волнами, зависимость эффективности поглощения ВЧ мощности плазмой (эквивалентного сопротивления плазмы) от величины магнитного поля немонотонна. Локальные максимумы эквивалентного сопротивления соответствуют областям резонансного возбуждения геликоноподобной и квазипродольной косой ленгмюровской волн.

Передача ВЧ мощности в плазму при давлениях менее 10 мТор определяется главным образом поглощением квазипродольной волны, доминирующим механизмом диссипации будет бесстолкновительное черенковское поглощение. Рост частоты столкновений приводит к сглаживанию зависимости эквивалентного сопротивления от величины магнитного поля и понижению абсолютных значений эквивалентного сопротивления. Показано, что с ростом частоты столкновений амплитуда квазипродольной косой ленгмюровской волны понижается, и ее ВЧ поля перестают проникать в объем плазмы, в то время как амплитуда и проникновение геликона в плазму не изменяются.

Экспериментальные исследования и численные расчеты, выполненные на основании разработанных теоретических моделей разряда, показали, что при условиях, когда эквивалентное сопротивление плазмы меньше или порядка эффективного сопротивления антенны, происходит самосогласованное перераспределение мощности между плазмой и активным сопротивлением внешней цепи, которое проявляется:

  • в существовании двух мод индуктивного ВЧ разряда с сильно различающейся плотностью плазмы;
  • в появлении гистерезиса параметров плазмы при переходе разряда из моды с низкой плотностью плазмы в моду с высокой плотностью и обратно;
  • в появлении гистерезиса параметров плазмы при увеличении и уменьшении внешнего магнитного поля;
  • в насыщении зависимости концентрации плазмы от мощности ВЧ генератора в области высоких концентраций электронов;
  • в ограничении при наличии внешнего магнитного поля области существования разряда со стороны больших магнитных полей;
  • немонотонной зависимости плотности плазмы от внешнего магнитного поля.
Читать еще:  Что такое сервисный объем двигателя

Экспериментальные исследования, выполненные в двухкамерном технологическом ВЧ источнике плазмы, показали, что при превышении порогового значения индукции внешнего магнитного поля, уменьшающегося с ростом рабочей частоты, и использовании металлического разделительного фланца в источнике плазмы возбуждается частично стоячая волна. Профиль амплитуды и фазы ВЧ волны указывает на наличие отраженных волны от нижнего фланца и области неоднородности концентрации электронов в области сочленения газоразрядной и технологической камер. В случае использования однородного магнитного поля при давлениях, когда длина свободного пробега электронов превышает геометрические размеры источника плазмы, увеличение индукции магнитного поля позволяет повысить концентрацию электронов в технологической камере, причем на рабочих частотах 4 и 13.56МГц она становится выше, чем в газоразрядной камере.

Эффект аксиального перераспределения плотности плазмы с ростом ин-дукции магнитного поля вызван самосогласованным действием следующих факторов:

  • изменением аксиального распределения ВЧ полей, связанного с возбуж-дением волн в плазме,
  • изменением величин квазистационарных скачков потенциала в разряде вблизи металлических элементов конструкции источника плазмы,
  • действием силы Миллера, выталкивающей электроны и ионы из областей с высоким градиентом ВЧ полей.

Наибольшие значения плотности плазмы в технологической камере получены при рабочей частоте 4МГц.

Показано, что при давлениях выше 10 мТор лучше использовать индуктивный разряд без магнитного поля, в котором превалирует столкновительный механизм поглощения ВЧ мощности. Понижение давления и роли столкновительных механизмов поглощения ВЧ мощности приводят к необходимости усиления бесстолкновительного поглощения ВЧ мощности, что в области низких концентраций электронов возможно при условии ЭЦР, а в области более высоких концентраций – при возбуждении объемных геликоноподобной и квазипродольной косой ленгмюровской волн. В области низких давлений ВЧ мощность лучше вкладывается в источники большого радиуса. Повысить эффективность ввода ВЧ мощности в источники малого радиуса возможно при увеличении длины источника или при увеличении рабочей частоты.

В последние годы в группе начато изучение емкостного ВЧ разряда, помещенного во внешнее магнитное поле с преимущественной радиальной компонентой. Геометрия источника плазмы близка к геометрии ускорителя с замкнутым дрейфом электронов. Достоинством устройства, работающего на емкостном ВЧ разряде, является отсутствие катода, снижающего ресурс устройства. К настоящему времени показано, что в области локализации радиального магнитного поля также как и в ускорителе возникает азимутальный дрейф электронов, который приводит к значительному росту концентрации электронов. На выходе из разряда зафиксирован ускоренный пучок ионов, который может быть использован для обеспечения тяги в космических приложениях.

Разработаны прототипы источников плазмы для космических и наземных технологий, – технологическая гибридная система для нанесения сложных функциональных покрытий и протяженный атмосферный ВЧ разряд для чистки и поверхностной модификации материалов.

Разработаны ионно-пучковая и плазменные технологии поверхностной модификации полиимида и фторопласта, позволяющие существенно увеличить их адгезионные свойства.

Разработана плазменная технология нанесения гидрофильных покрытий на поверхность материалов, применение которой улучшает энергетическую эффективность теплообменников кондиционеров не менее, чем на 25%.

Полное сопротивление электрической цепи переменного тока

В сети переменного тока нет нагрузки только активной или только реактивной. Нагревательный элемент помимо активного содержит индуктивное сопротивление, в электродвигателе индуктивное сопротивление преобладает над активным.

Величину полного сопротивления, учитывающего все активные и реактивные составляющие электрической цепи, подсчитывают по формуле:

Зачем вообще это надо?

Знать сопротивление нужно чтобы исходя из диаметра проводов обмоток определить допустимую электрическую мощность двигателя или если проще, то какое максимальное напряжение можно подать на двигатель чтобы он не перегрелся. В современных двигателях постоянного тока все чаще применяют неодимовые магниты (привет, электрокары). Известны случаи построения кулибиными ветрогенераторов мощностью до 5 кВт с использованием этих магнитов. Но есть и недостаток — при температуре выше 90°С он теряет свои суперсвойства, поэтому контроль нагрева таких двигателей очень важен, а значит важно знать сопротивление обмоток.

Тут конечно еще много неизвестных. Нужно определить максимальный ток провода при импульсном питании. Есть такие данные:

1А — 0.05мм, 3А — 0.11мм, 10А — 0.25мм, 15А — 0.33мм,
20А — 0.4мм, 30А — 0.52мм, 40А — 0.63мм, 50А — 0.73мм,
60А — 0.89мм, 70А — 0.92мм, 80А — 1.00мм, 90А — 1.08мм, 100А — 1.16мм

Вроде бьются с моими параметрами, но откуда они я пока не разбирался. Похоже на ток плавкого предохранителя, т.е. прям край-край. Если руководствоваться ими, то в моем случае диаметр 0,4мм «по меди» даст 20А, а мощность при 3S Li-Po батареии составит P = 3*3,7*20 = 222 Вт; при 4S составит P = 4*3,7*20 = 296 Вт. Какое максимальное напряжение можно подать зависит от теплового баланса, т.е. от условий охлаждения, а это посчитать уже проблематично — проще измерить, но это, возможно, тема отдельной статьи.

Лично мне измерение сопротивления моего двигателя помогло убедиться в том, что найденные в интернете характеристики мотора, внешне похожего на мой, заслуживают доверия. Его заводские характеристики: ток без нагрузки 0.4А, максимальный ток 22 А, мощность 260 Вт (механическая в соответствии с ГОСТ Р 52776-2007). А в другом месте нашел, что у подобного мотора сопротивление 0.119 Ом, что в принципе, близко к моим результатам.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector