Работа пресс-ножниц НО-340 с точки зрения физических явлений в главном приводе

 

                                                                                     (2.52)

 

• рівняння руху

 

.                                                                                              (2.53)

 

У системі рівнянь (2.47) індуктивності по повздовжній та поперечній осях визначаються за такими формулами:

 

;                                                                                           (2.54)

 

.                                                                                           (2.55)

 

Складові напруги  індуктивності по повздовжній та поперечній осям і можуть бути визначені за допомогою формул перетворення за відомими залежностями реальних фазних напруг. Так, якщо останні виражаються гармонійними функціями:

 

                                                                            (2.56)

 

де  - початкова фаза вмикання напруги мережі, то вирази в перетвореному вигляді

                                                                               (2.57)

 

На практиці використовуються рівняння синхронної машини, записані у відносних одиницях. У даний час базові величини для рівнянь статорних обмоток загальноприйняті, а для роторних обмоток - у різних авторів різні. При приведенні до відносних одиниць роторних величин найбільш поширеною є, так звана, «система одиниць » або система рівних взаємних індуктивностей.

Система рівнянь СМ у  відносних одиницях буде мати вигляд:

• рівняння електричної рівноваги

 

;

;

;                                                                                           (2.58)

;

;

 

• рівняння для потокозчеплень

 

                                                                            _(2.59)

 

• вираз для електромагнітного моменту СД

 

                                                                                         (2.60)

 

• рівняння руху

 

.                                                                                            (2.61)

 

Ці рівняння можуть бути покладені в основу математичної моделі, однак реалізувати їх у  такому вигляді важко, оскільки ускладнене визначення струмів у контурах. Для  визначення необхідно попередньо розв'язувати  систему рівнянь потокозчеплень відносно струмів у контурах.

Зв'язок між  струмами і потокозчепленнями виражається  такою системою рівнянь:

 

;                                                                           (2.62)

;                                                                           (2.63)

;                                                                          (2.64)

;                                                                                       (2.65)

.                                                                                  (2.66)

 

Для розрахунку необхідних параметрів, що входять  до рівнянь струмів, використаємо формули, що витікають з аналізу схеми заміщення синхронного двигуна.

Для неявнополюсних двигунів , а також , .

Індуктивний опір обмотки збудження

 

,                                                                                        (2.67)

 

де  - індуктивний опір розсіювання обмотки збудження.

Індуктивний опір демпферної обмотки по поздовжній та поперечній осям

 

;  ,                                                         (2.68)

 

де індуктивний  опір розсіювання контурів демпферної обмотки:

 

;                                                                                  (2.69)

 

.                                                            (2.70)

 

Активний опір контурів демпферної обмотки:

 

;                                                     (2.71)

.                                                                                            (2.72)

 

У випадку для  неявнополюсного двигуна  , .

Додаткові параметри, що входять до рівнянь струмів:

 

_{; ;}                              (2.73)

 

_{; ; ;}                               (2.74)

 

_{; ; ; ;}         (2.75)

 

_{;  .}                                                                      (2.76)

 

Ці рівняння разом із диференційними рівняннями контурів статора і рівнянням  динаміки є математичною моделлю  СМ.

Основний недолік  системи « » порівняно з моделлю у фазних координатах - неможливість моделювання СМ із перетворювачами, а перевага - спрощення рівнянь і зменшення їх кількості.

Зв'язок між струмами і напругами в двох координатних системах виражається таким чином:

• модуль зображувального вектора напруги

 

;                                                                                                 (2.77)

 

• модуль зображувального вектора струму

 

;                                                                                                     (2.78)

 

• активна потужність

 

;                                                                                             (2.79)

• реактивна потужність

 

.                                                                                             (2.80)

 

У даному дипломному проекті моделювання виконано для  електропривода насоса Г305Б гідравлічних прес-ножиць НО-340. У якості приводного двигуна тут виступає високовольтний синхронний двигун типу СДН15-21-16, паспортні дані якого наведені у таблиці 2.1.

За наведеними даними (табл.2.1) виконано розрахунок параметрів в пакеті Mathcad 7 Professional і результати зведено до таблиці 2.3.

Таблиця 2.3 - Розрахункові параметри синхронного двигуна СДН15-21-16

2,454	0,2306	2,685	0,015	2,469	0,0061	0,0025	0,081	0,33
0,133	0,244	0,091	2,176	0,142	0,276	0,134	0,128	0,134

 

Моделювання виконаємо  по системі рівнянь Парка-Горева.

Для моделювання  використаємо обчислювальний пакет Mathcad 7 Professional.

Матриця рівнянь:

                                                  (2.81)

Початковий  час розрахунку .

Кінцевий час  розрахунку .

Кількість кроків розрахунку _.

Вектор початкових значень:

 

                   (2.82)

 

Функція чисельного інтегрування з постійним кроком системи диференційних рівнянь:  _.

_{Результати  обчислень формуються у вигляді матриці S:}

_,

_де

• _{час ;}
• потокозчеплення статора по повздовжній осі _;
• потокозчеплення статора по поперечній осі _;
• потокозчеплення обмотки збудження _;
• потокозчеплення демпферної обмотки по поздовжній осі _;
• потокозчеплення демпферної обмотки по поперечній осі _;
• _{кутова швидкість ;}

_{Для розрахунку моменту, огинаючої струму статора, демпферного  кола та обмотки збудження  скористаємося функціями  операцій із стовпцями  матриці.}

 

_Момент

 

_.      (2.83)

 

_{Огинаюча струму статора}

 

_.      (2.84)

 

_{Огинаюча  струму демпферного  кола}

 

_.      (2.85)

 

Струм обмотки  збудження

 

_.        (2.86)

 

На рис. 2.12 зображені графіки перехідних процесів прямого асинхронного пуску синхронного двигуна СДН15-21-16..

Структурна  схема моделі при використанні пакета MATLAB з розширенням SIMULINK наведена на рис.2.13.

На рис. 2.13. приведені  перехідні процеси пуску СД.

 

     _а)

б)          в)

Рисунок 2.12 -  Графіки перехідних процесів прямого асинхронного пуску синхронного двигуна:

а) кутової швидкості; б) електромагнітний момент двигуна; в) огинаюча струму статора.

 

Рисунок 2.13 -  Структурна схема моделі синхронного двигуна в пакеті MATLAB

 

 

 

 

 

 

 

 

а)       б)

 

Рисунок 2.14 -  Залежність електромагнітного моменту  а), та кутової швидкості б) при  пуску СД