Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Elektrické stroje, přístroje a pohony Katedra elektrických pohonů a výkonové elektroniky Modelování a simulace podsynchronní kaskády Vedoucí diplomové.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Elektrické stroje, přístroje a pohony Katedra elektrických pohonů a výkonové elektroniky Modelování a simulace podsynchronní kaskády Vedoucí diplomové."— Transkript prezentace:

1 Elektrické stroje, přístroje a pohony Katedra elektrických pohonů a výkonové elektroniky Modelování a simulace podsynchronní kaskády Vedoucí diplomové práce: doc. Ing. Ivo Neborák, CSc. Řešitel: Bohumil Maliňák

2 Zadání diplomové práce Popište princip činnosti podsynchronní kaskády. Sestavení matematického modelu podsynchronní kaskády. Sestavení simulačního modelu podsynchronní kaskády. Ověření vlastností pohonu s podsynchronní kaskádu pomocí simulace.

3 Principiální schéma podsynchronní kaskády Obr. 1 – Schéma podsynchronní kaskády Obr. 2 – Mechanické charakteristiky

4 Dimenzování měničů v rotoru Měnič je dimenzován na spodní hranici regulačního rozsahu s max.U 20. K dosažení této rychlosti jsou většinou paralelně připojeny spouštěcí odpory. Pozn.: Odpory mohou být i ve stejnosměrném meziobvodu. Pro dimenzování je nutno použít následující vztahy: Pro můstkové spojení je maximální stejnosměrné napětí:  Napětí střídače při úhlu  = 150°: Pro napětí střídače platí též: Sekundární napětí transformátoru volíme tak, aby pro napětí a rozsah regulace bylo nastaveno odpovídající protinapětí:

5 Matematický model podsynchronní kaskády Zjednodušení: pro asynchronní motor: Stroj je symetrický, vinutí je symetricky rozloženo po obvodu stroje, vzduchová mezera konstantní. Nulový vodič není připojen. Ztráty v železe zanedbány. Odpory a indukčnosti ve všech fázích stejné a konstantní. Činný odpor a indukčnost napájecího zařízení se při řešení přechodných dějů obvykle zanedbávají. pro měniče v rotoru Měniče jsou uvažovány jako celek. Ideální polovodičové prvky s ideální komutací. Neuvažování vlivu vyhlazovací tlumivky ve stejnosměrném meziobvodu. Napájení měničů bráno jako indukované napětí asynchronního motoru.

6 Model asynchronního motoru byl sestaven na základě rovnic ve stavovém prostoru:

7 Pro měniče v rotoru bylo potřeba vytvořit modifikaci modelu asynchronního motoru. Postup byl následující: Bylo potřeba snímat indukované napětí rotoru. To pak synchronizovat s řídícím napětím, kterým je řízeno protinapětí na výstupu. Takto synchronizované napětí přivádět zpět do modelu asynchronního motoru s kladnou zpětnou vazbou jako napětí vnucované do rotoru.

8 Obr. 1 – Blokové schéma asynchronního motoru s parametry měničů v rotoru

9 Simulační schéma podsynchronní kaskády Je použit 3-f asynchronní motor s kroužkovou vazbou P112-M04 o parametrech: P n = 2,7 kW; n n = 1360 ot./min.; p = 2; f n = 50 Hz; M n = 19 Nm; U 20 = 108 V; J m = 0,013 kgm 2. Pro regulaci jsou použity PI regulátory o parametrech: K RI = 0,1; T RI = 100 ms; omezeni = -6,67 V; 0 V K R  = 3; T R  = 500 ms; omezeni = ± 50 A Parametry experimentálně nastaveny. Obr. 1 – Regulační struktura podsynchronní kaskády

10 Simulační schéma podsynchronní kaskády Obr. 2 – Simulační model struktury podsynchronní kaskády

11 Simulační výsledky V MATLABu jsem nasimuloval podsynchronní kaskádu podle uvedeného simulačního modelu. Provedl jsem experimentální nastavení parametrů regulačního obvodu podsynchronní kaskády. V následující části jsou pak uvedeny jednotlivé průběhy, ze kterých jsem si ověřil vlastnosti pohonu s podsynchronní kaskádou.

12 Průběhy pro regulační rozsah 1:2 Obr. 1 – Průběh proudu i s [A] pro žádanou rychlost  ž = 157 rad/s Obr. 2 – Průběh proudu i s [A] pro žádanou rychlost  ž = 120 rad/s Obr. 3 – Průběh proudu i s [A] pro žádanou rychlost  ž = 90 rad/s Obr. 4 – Průběh proudu i s [A] pro žádanou rychlost  ž = 80 rad/s t [s]

13 Průběhy pro regulační rozsah 1:2 Obr. 1 – Průběh proudu i r [A] pro žádanou rychlost  ž = 157 rad/s Obr. 2 – Průběh proudu i r [A] pro žádanou rychlost  ž = 120 rad/s Obr. 3 – Průběh proudu i r [A] pro žádanou rychlost  ž = 90 rad/s Obr. 4 – Průběh proudu i r [A] pro žádanou rychlost  ž = 80 rad/s t [s]

14 Průběhy pro regulační rozsah 1:2 Obr. 1 – Průběh rychlosti  m [rad/s] pro žádanou rychlost  ž = 157 rad/s Obr. 2 – Průběh rychlosti  m [rad/s] pro žádanou rychlost  ž = 120 rad/s Obr. 3 – Průběh rychlosti  m [rad/s] pro žádanou rychlost  ž = 90 rad/s Obr. 4 – Průběh rychlosti  m [rad/s] pro žádanou rychlost  ž = 80 rad/s t [s]

15 Průběhy pro regulační rozsah 1:2 Obr. 1 – Průběh momentu M [N.m] pro žádanou rychlost  ž = 157 rad/s Obr. 2 – Průběh momentu M [N.m] pro žádanou rychlost  ž = 120 rad/s Obr. 3 – Průběh momentu M [N.m] pro žádanou rychlost  ž = 90 rad/s Obr. 4 – Průběh momentu M [N.m] pro žádanou rychlost  ž = 80 rad/s t [s]

16 Průběhy pro regulační rozsah 1:2 Obr. 1 – Průběh úhlu řízení  ř [rad] pro žádanou rychlost  ž = 157 rad/s Obr. 2 – Průběh úhlu řízení  ř [rad] pro žádanou rychlost  ž = 120 rad/s Obr. 3 – Průběh úhlu řízení  ř [rad] pro žádanou rychlost  ž = 90 rad/s Obr. 4 – Průběh úhlu řízení  ř [rad] pro žádanou rychlost  ž = 80 rad/s t [s]

17 Závěr Podsynchronní kaskáda využívá stávající třífázový asynchronní motor s kroužkovou kotvou. K rotoru připojena sestava měniče, která je napájena transformátorem. Pro přepínání mezi regulačními rozsahy je nutno připojit transformátor s určitým typovým výkonem – pro nižší rozsah vyšší typový výkon transformátoru. Při stejném momentu pohonu sledujeme změnu rychlosti od jmenovitých otáček do nejnižších možných při daném regulačním rozsahu. Provedl jsem ověření vlastností pohonu s podsynchronní kaskádou, tyto vlastnosti odpovídají vlastnostem teoretickým.

18

19


Stáhnout ppt "Elektrické stroje, přístroje a pohony Katedra elektrických pohonů a výkonové elektroniky Modelování a simulace podsynchronní kaskády Vedoucí diplomové."

Podobné prezentace


Reklamy Google