АСИНХРОННИЙ ТАХОГЕНЕРАТОР З НЕМАГНІТНИМ ПОРОЖНИСТИМ РОТОРОМ

РОЗРАХУНКОВА РОБОТА №2

1. ЗАВДАННЯ

1.1. Для асинхронного тахогенератора (АТГ) нарисувати принципову схему вмикання обмоток, вказати їх напруги, ЕРС, струм, потоки. Пояснити, чому ротор використовується з немагнітного матеріалу. Нарисувати заступні схеми опорів обмоток статора для струмів симетричних складових прямої і зворотної послідовностей. Вказати, якими опорами цих схем можна знехтувати.

1.2. За наведеними в табл.1 параметри АТГ розрахувати і побудувати його ідеальні амплітудні і фазові вихідні характеристики при

· неробочому режимі (опір навантаження Z_н= ∞);

· активному опорі навантаження Z_н= R_н;

· індуктивному опорі навантаження Z_н= jx_Lн;

· ємнісному опорі навантаження Z_н= -jx_сн;

Модуль навантаження вибрати таким, щоб забезпечити максимальну віддачу вихідної потужності тахогенератора (ТГ).

Для перелічених чотирьох характерів навантаження обчислити чутливість АТГ.

1.3. Для цих же навантажень, що у п.1.2., обчислити і побудувати залежності розрахункових амплітудних і фазових похибок реального АТГ від частоти обертання. Для одного з перелічених характерів навантаження визначити в першому наближенні експериментальні амплітудні і фазові похибки та порівняти їх із розрахунковими.

1.4. Порівняти основні показники роботи і характеристики АТГ з відповідними показниками і характеристиками ТГ інших типів.

2. Методичні вказівки до виконання завдання

До п.1.2. Вхідна напруга АТГ Ú­_В визначається згідно з методом симетричних складових [4]

, (1)

де

;

Завдання до розрахункової роботи

Примітка: 1. Розрахунок значення еквівалентного опору ротора, зведеного до обмотки збудження R₂` - k<sub>R2</sub> R<sub>2f</sub>`, де k_R2 – 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; - поваріантний коефіцієнт опору ротора, який задається додатково викладачем.

; ; ;

Z_ff, Z_fb, Z₁, Z_m, R`₂ – опори заступної схеми обмотки збудження для струмів прямої і зворотної послідовностей.

Тут параметри заступної схеми вихідної обмотки вважаються зведеними за кількістю витків до обмотки збудження Z`<sub>B</sub>= Z<sub>B</sub>/k<sup>2</sup>= Z<sub>f</sub> і дорівнюють відповідним параметрам обмотки збудження. Але, насправді, між ними можливі невеликі розходження (R<sub>B</sub>/k<sup>2</sup>- R<sub>f</sub>) та (x<sub>δB</sub>/k<sup>2</sup>-x<sub>δf</sub>) за рахунок різних густин струмів обмоток, кількості витків і магнітних провідностей розсіювання при розташуванні обмоток на різних статорах. Щоб симетровані обмотки вважати однаковими, ці розходження відносять до зведеного опору навантаження Z`_н= Z_н/k, або якщо розходження невеликі, ними нехтують (див. рис.1).

Вираз (1) використовують для обчислення вихідної напруги і похибок за допомогою ЕОМ. Якщо розрахунки проводяться вручну, то звичайно параметри генератора виражають в частках активного опору ротора R`<sub>2</sub>: ρ<sub>R</sub> = R`₂/R`<sub>2</sub>= 1,0; ξ<sub>m</sub>= x<sub>mf</sub>/ R`₂; ξ_s= x_δf/ R`<sub>2</sub>; ρ<sub>s</sub>= R<sub>f</sub>/ R`₂; γ_s= ρ_s+ jξ_s; γ_н= Z`<sub>н</sub>/ R`₂. І тоді розрахунковий вираз для вихідної напруги АТГ отримуємо у вигляді [5].

, (1а)

де

; ;

;

.

Модуль навантаження γ_н, яке забезпечує максимум повної вихідної потужності S_B тахогенератора

визначається з умов екстремуму функції S_B(γ_н) і, як показано в [5, стор. 357-360], незалежно від характеру навантаження γ_н обчислюється у в.о.

Рис.1. Заступні схеми опорів обмотки збудження і зведеної вихідної обмотки струмами прямої і зворотної послідовностей.

Рис.2. Амплітудні вихідні характеристики та похибки АТГ.

Рис.3. Експерементальні похибки АТГ

, в.о. (2)

В іменованих одиницях цей незведений модуль опору навантаження

, Ом. (2а)

Якщо в (1) чи (1а) прийняти Ḃ=0 чи ḃ=0, отримуємо вираз для вихідної напруги ідеального АТГ, відповідно

; (3)

; (3а)

Залежність модуля (амплітуди) Ủ_b та фази φ_В вихідної напруги від частоти обертання тахогенератора υ при U_f = const називають, відповідно, амплітудною та фазовою вихідними характеристиками. Для ідеального АТГ амплітудна вихідна характеристика, як видно з (3) і (1) є прямою, яка проходить через початок координат і тому може бути побудована згідно (3) за двома точками

; (4)

. (4а)

Величина фази вихідної напруги ідеального АТГ

. (5)

Чутливість тахогенератора або крутість його амплітудної вихідної характеристики в початковій її частині визначається

; (6)

. (6а)

До п.1.3. За методикою [4] амплітудна і фазова розрахункові похибки АТГ обчисляються згідно з (1)

, [в.о.], де ; (7)

(7а)

За методикою [5] комплексна розрахункова похибка визначається згідно з (1а) і (3а)

,

де

; (8)

. (8а)

Розрахункові похибки обчислюються або за методикою [4], згідно з (7), (7а), або за методикою [5], згідно з (8), (8а) для кількох значень частоти обертання ротора, наприклад, υ= 0,25υ_н; 0,5υ_н; υ_н; υ_н. Після цього будують графіки Δu_p(υ) та Δφ_p(υ).

Крім розрахункових похибок, оцінюють точність ТГ при проектуванні, в процесі експлуатації широко користуються експериментальними похибками. Для визначення експериментальної амплітудної похибки на графіку дослідної амплітудної характеристики (рис.2) проводять еталонну пряму ЕП так, щоб максимальні відхилення характеристики від прямої при частотах υ₁ та υ_н були рівними

Еталонну пряму приймають за вихідну характеристику уявного ідеального ТГ, по відношенню до якої визначаються експериментальні амплітудні похибки

,

де

; .

Експериментальні фазні похибки обчислюють по відношенню до фази напруги в калібровочній точці

;

.

Графіки залежностей похибок Δu_e(υ) та Δφ_e(υ) показані на рис.3.

Як видно з рис.2, експериментальні похибки можна визначити з графіків розрахункових похибок (рис.4). Для цього на цих характеристиках при υ_k показують калібровочні точки k і через них проводять еталонні прямі ЕП для амплітудної і фазової залежностей (див.рис.4). Різниця ординат реальних характеристик і еталонних прямих наближено визначає експериментальні похибки.

Поиск по сайту: