Лекції по електромеханічним пристроям комп'ютеризованих систем - файл n5.doc

Лекції по електромеханічним пристроям комп'ютеризованих систем
скачать (471.1 kb.)
Доступные файлы (8):
n1.doc557kb.20.12.2008 03:08скачать
n2.doc206kb.11.04.2004 00:13скачать
n3.doc297kb.02.06.2004 11:01скачать
n4.doc267kb.11.04.2004 00:23скачать
n5.doc244kb.11.04.2004 01:21скачать
n6.doc283kb.11.04.2004 00:18скачать
n7.doc299kb.11.04.2004 01:19скачать
n8.doc254kb.11.04.2004 01:23скачать

n5.doc

Завдання 2.8.1. Конструкція ЕМ. Визначення розмірів магнітної системи ЕМ


Призначення цього навчального завдання – отримати за спрощеними розрахунками початкові оцінки параметрів ЕМ для кожного студента окремо. Скласти програму на ЕОМ по розрахункам з виведенням на екран у графічному режимі конфігурації головного полюса ЕМ постійного струму.

Звіт з завдання повинен вміщувати:

Розрахунок розмірів магнітної системи та деяких параметрів ЕМ.

Конструкцію ЕМ на аркуші 210*297 мм або менше на основі визначеннх розмірів магнітної системи ЕМ. Для цього використати конструкцію ЕМ постійного струму показану на рис.2.1.1.

Нижче наведене визначення приблизних габаритів магнітної системи ЕМ та деяких ії параметрів (тут N – порядковий номер студента у групі).

1.Діаметр якора D=10+N (см).

2.Довжина якора L=8+N (см).

3.Повітряний проміжок =0,1N (мм).

4.Діаметр вала dB=0,35D (см).

5.Кількість полюсів 2р=2.

6.Кількість зубців z=D (ціле число).

7.Полюсне ділення .

8.Основний (робочий) магнітний потік ,

де =0,65…0,8 – коефіцієнт полюсного перекриття; - магнітна індукція у повітряному проміжку.

9.Зубци ротора: висота зубця (см); ширина зубця (см).

10.Головний полюс: основна площа січення (см2); магнітна індукція в головному полюсі Bm=1,4 (Тл); коефіцієнт розсіяння магнітного потоку коефіцієнт заповнення сталі магнітної системи кст=0,95; товщина пакета сталі (см); довжина пакета сталі взовж осі ротора Lm=L (см); висота пакета сталі hm=0,4D (см).

11.Станіна: площа січення станіни (см2); магнітна індукція ВС=1…1,4 (Тл); довжина вздовж осі ротора LC=L+0,6 (см); внутрішній діаметр станіни (см); товщина станіни (см).

12.Накреслити у масштабі з вказівкою розмірів на аркуші 210*297 мм конструкцію ЕМ згідно рис.2.1.

Завдання 2.8.2. Розрахунок кривої намагнічування.

Звіт студента повинен вміщувати отриманий за допомогою ЕОМ розрахунок кривої намагнічування та ії апроксимацію. При цьому використати розміри магнітної системи ЕМ, отримані згіднозавданню 2.8.1. Позначення довжини магнітних силових ліній для окремих участків магнітної системи ЕМ показана на рис.2.8.1. Крива намагнічування наведена у таблиці 2.8.1.

По даних таблиці намалювати криву намагнічування B=f(H), яка буде використовуватись для всіх участків магнітного ланцюга.

Розрахунок потрібної н.с.

1.Задаємось значенням магнітної індукції у повітряному проміжку =0,2…1,3 Тл, починаючі з найменшего значення. Всього беремо не менше 6-ти точок. Для кожної точки розраховуємо величину робочого магнітного потоку .

2.Н.с. повітряного проміжка дорівнює ,

де - магнітна проникненість для повітря (це постійна величина);

- напруженість магнітного поля у повітряному проміжку;

- враховується подвійний повітряний проміжок, бо основний (робочий) магнітний потік двічі проходить повітряний проміжок, м;

=1,1…1,2 - коефіцієнт повітряного проміжку (звичайно він розраховується по формулах з врахуванням зубчастоті якоря та полюса, нерівномірності повітряного проміжку під головним полюсом, наявності бандажів на роторі).

3.Н.с. зубців (вважаємо, що весь магнітний потік проходить через зубци і не заходить у пази, що справедливо, якщо магнітна індукція в зубцах не перевищує 1,8 Тл; для реальних машин ця індукція в зубцах може досягти до 2,6 Тл, і тоді розрахунки ускладнюються): розраховуємо магнітну індукцію у одному зубці і по кривій намагнічування B=f(H) отримаємо відповідне значення напруженності магнітного поля . Після цього розраховуємо н.с., потрібну для проведення магнітного потока через дві зони зубців

.

4.Н.с. ярма якоря: розраховуємо магнітну індукцію (тут враховуємо, що основне магнітне поле роздялюється в ярмі якоря на дві рівні частки) і по кривій намагнічування B=f(H) отримаємо відповідне значення напруженності магнітного поля . Після цього розраховуємо н.с., потрібну для проведення магнітного потока через ярмо ротора

.

5.Н.с. головних полюсів: розраховуємо магнітну індукцію і по кривій намагнічування B=f(H) отримаємо відповідне значення напруженності магнітного поля (коефіцієнт розсіяння магнітного потоку ). Після цього розраховуємо н.с., потрібну для проведення магнітного потока через два магнітних полюси

.

6.Н.с. ярма статора: розраховуємо магнітну індукцію і по кривій намагнічування B=f(H) отримаємо відповідне значення напруженності магнітного поля (коефіцієнт розсіяння магнітного потоку ). Після цього розраховуємо н.с., потрібну для проведення магнітного потока через два магнітних полюси

.

7.Необхідна н.с. для проведення основного магнітного потока дорівнює

(Ампер*витки)..

8.Привести графічну залежність та .

9.Отримати математичну апроксимацію кривої намагнічування машини у вигляді формули

та ,

де К1-K3 – постійні коефіцієнти, а F – потрібна намагнічуюча сила, (А*витки),

привести ії графік і порівняти ії з кривою намагнічування згідно табличним даним.


10.Отримати математичну апроксимацію кривої намагнічування машини у вигляді відрізків трьох прямих ліній у 1-му квадранті. Порівняти ії з кривою намагнічування згідно табличним даним.

Завдання 2.8.3. Розрахунок з використанням сплайна. Скласти програму апроксимації сплайном кривої намагнічування по даним табл.3.1. Привести графік сплайна і порівняти його з реальною кривою намагнічування.


Завдання 2.8.4. Розрахунок кривої намагнічування з врахуванням гистерезиса. Скласти програму апроксимації кривої намагнічування з врахуванням гистерезиса. Передбачити можливість задавати товщину петлі гистерезисата та нахил кривої намагнічування.


Завдання 2.9.1. Накреслити у графічному режимі ЕОМ просту петлеву обмотку якоря ЕМ постійного струму при кількості полюсів та кількості елементарних пазів ZE = 14+N/2=ціле число.

Завдання 2.9.2. Накреслити у графічному режимі ЕОМ просту хвильову обмотку якоря ЕМ постійного струму при кількості полюсів , кількості елементарних пазів ZE = 14+N/2=ціле число, кроці по колектору yK =(Z-1)/p=ціле число.

Завдання 2.10.1. Розрахунок комутаційних процесів з урахуванням змінного активного опору щіток.

Скласти програму по розрахунку перехідних процесів в комутуючій секції користуючись рис.2.10.5 при вказаних нижче параметрах. Вважаємо, що опір щітки на набігаючому та збігаючому краях змінюється по лінійному закону

; ,

де (А); (Ом); (сек); (сек);

; ;

- штучно введена величина, яка не допускає ділення на нуль в ЕОМ, сек;

- порядковий номер студента у групі.

Опори для часток щіток та отримані з системи рівнянь

; .
Для програмування використати рівняння:

; (7)

; ,

де (В); ; (В);

(Гн); (Ом); (сек);

- некомпенсована ЕРС в комутуючій секції, В;

, , - початкові значення струмів при ;

=0,0 – ЕРС від головних полюсів, В;

= - 0,008*N– підсумкова ЕРС від дії додаткових полюсів та реакції якоря.

Отримати математичну модель при вказаних параметрах. Відлагодити комутацію, отримаши найліпше наближення до прямолінійної комутації з вказівкою потрібних значень ЕРС . Отримати прискорену та уповільнену комутацію з вказівкою використаних значень ЕРС. Розглянути вплив на комутацію збільшення активного опору щіток. Позначення деяких ідентифікаторів у наведеній нижче програмі показані нижче.

LC,RC,R1,R2,R,A,B,TT,IA,PI,K,N – LC, RC, RЩ1, RЩ2, RЩ, , b, T, Ia, , K, N.

Enk,Egp,Edpra,Em -, , , Em .

Di,i1,i2,i11,i12,i21,i22,T,DT - di/dt, i, i1, i2, t,dt.

gd,gm,ErrCode - дані для входження у графічний режим.

TM,IM,IM1,IM2 - - виведення графіків і=f0(t), i1=f1(t), i2=f2(t).

S1 -стринг виведення цифрових значень на графічний екран.

j,KP,N5 - організація цикла розрахунків.

X1,Y1,X2,Y2 - пряма, що зєднує початкову та кінцеву точки комутації.
Program Kommutation;{Kommutacya elektrichnoi mashini}

Uses Crt, Graph;

Var LC,RC,R1,R2,A,B,TT,IA,PI,K,N: Real;

Enk,Egp,Edpra,Em: Real;

Di,i1,i2,i11,i12,i21,i22,T,DT: Real;

gd,gm,ErrCode,TM,IM,IM1,IM2:Integer;

S1:String;

j,KP,N5,X1,Y1,X2,Y2:Integer;

Procedure GR;

Begin

gD:=Detect;InitGraph(gd,gm,'');

ErrCode:=GraphResult;

If ErrCode<>GrOK Then Begin Writeln(GraphErrorMsg(ErrCode));

Writeln('Graph error!'); Halt(1);End;ClearDevice;

SetBkColor(Black); SetColor(Yellow); SetFillStyle(SolidFill,Green);

End;

BEGIN GR; N:=1;

IA:=N;i1:=IA; i11:=0; i21:=2*IA;

T:=0; TT:=0.002*N; DT:=0.1*TT/360;

LC:=0.00005/IA; RC:=0.05/IA;

A:=0.00001; R:=0.8/IA; B:=R*TT/A;

Em:=0.60*N; Egp:=0; Edpra:=-0.008*N;

PI:=3.14; K:=3; N5:=0;

KP:=Round(1.0*TT/DT+100);
For j:=1 To KP do Begin

T:=T+DT;

R1:=R*TT/(T+A); If R1
If (TT>T) AND (TT=T) Then R2:=R*TT/(TT-T+A) Else R2:=B;

Enk:=Em*sin(2*PI/TT*K*T+PI/6); Di:=(Egp+Edpra+Enk-RC*i1+R1*i11-R2*i21)/LC;

i2:=i1+DT*Di; i12:=IA-i2; i22:=IA+i2;

If (i1>0)AND(i2<0) Then Begin Line(5,IM,240,IM); Line(50,IM,50,10); End;

i1:=i2; i11:=i12; i21:=i22;

TM:=50+Round(100000*T); IM:=200-Round(50*i1);

IM1:=200-Round(50*i11);IM2:=200-Round(50*i21);

If i11>0 Then PutPixel(TM,IM1,Green) Else PutPixel(TM,IM1,Red);

If i21>0 Then PutPixel(TM,IM2,White) Else PutPixel(TM,IM2,Red);

If i1>0 Then PutPixel(TM,IM,Yellow) Else PutPixel(TM,IM,Red);

If T=DT Then Begin OutTextXY(TM,IM-10,'H'); X1:=TM;Y1:=IM;

Str(i1:3:2,S1); OutTextXY(TM,IM-20,'i='+S1); End;

If (T>TT)AND(N5=0) Then Begin OutTextXY(TM,IM,'K');N5:=1;

X2:=TM; Y2:=IM; Line(X1,Y1,X2,Y2);

Str(i1:3:2,S1); OutTextXY(TM,IM+20,'i='+S1); Str(i11:3:2,S1); OutTextXY(TM,IM+40,'i1='+S1);

Str(i21:3:2,S1); OutTextXY(TM,IM+60,'i2='+S1); End;Delay(20);End;

Readln; ClearDevice; CloseGraph; END.
Завдання 2.10.2. Розрахунок комутаційних процесів з урахуванням постійного падіння напруги на щітках.

Використовуючі параметри завдання 2.10.1, розрахувати комутаційні процеси при умові постійного падіння напруги на щітках. При цьому використати ліше одне диференційне рівняння
,

де ==(0,4+0,05*N) (В).

Отримати математичну модель при вказаних параметрах. Відлагодити комутацію, отримати найліпше наближення до прямолінійної комутації з вказівкою потрібних значень ЕРС та при різниці падіння напруги на щітці. Отримати прискорену та уповільнену комутацію з вказівкою використаних значень ЕРС.


Завдання 3.1.По характеристиці холостого ходу розрахувати та пояснити характеристики генератора незалежного збудження: зовнішню характеристику, регулюючу характеристику, навантажувальну характеристику. Основні дані генератора наведені нижче.

(В); (А); (Ом); (Об/хв).

Характеристика холостого ходу генератора розраховується по формулі

,

де = 0,05ІН - струм збудження, який забезпечує на характеристиці холостого ходу Е=UH.

Внутрішня ЕРС генератора, яка потрібна для забезпечення номінальної напруги при номінальному завантаженні,

.

Реакцію якоря у масштабі струму збудження прийняти рівною .

Скласти програму у графічному режимі ЕОМ. Вивести на екран характеристику холостого ходу генератора. Зовнішню, регулюючу та навантажувальну характеристики виводити на екран поступово з затримкою по часу, з показом тільки останнього характеристичного трикутника.



Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации