close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Билет №9

код для вставкиСкачать
 Билет №9 1.Тяговые силы в электромагнитах
Магнитная цепь
Магнитное поле в воздушном зазоре
Формула Максвелла для электромагнитной силы
Статическая тяговая характеристика электромагнита
Магнитная цепь
Под магнитной цепью понимается совокупность ферромагнитных тел и немагнитных промежутков между ними, в которой при наличии магнитодвижущей силы (МДС) создается магнитный поток. Немагнитные промежутки, по которым замыкается основной рабочий поток, принято называть немагнитными или воздушными зазорами.
Ферромагнитные тела, входящие в магнитную цепь, составляют магнитопровод, служащий для проведения магнитного потока по пути с наименьшим магнитным сопротивлением и для подведения магнитного потока к немагнитному рабочему зазору, в котором создается магнитное поле определенной конфигурации, величины и направления.
Магнитные силовые линии обладают двумя видами сил: в продольном направлении - силами "продольного тяжения" (Fп.т..); в поперечном - силами "бокового распора" (Fб). Первые приводят к появлению электромагнитной силы; они определяются свойством силовых линий замыкаться по кратчайшему пути, вторые - препятствуют этому и создают так называемое "выпучивание" магнитного потока в боковом направлении, рис. 5.1.
Рис. 5.1. Магнитные силовые линии между полюсами
Поток рассеяния - магнитный поток , который не замыкается ни через магнитный материал (М), ни через рабочие зазоры ( ).
Магнитные потоки создаются электрическим током, протекающим по катушке.
Намагничивающая сила определяется произведением тока (I) на число витков катушки (w), также называется намагничивающие ампервитки. Схематическое изображение магнитной цепи приведено на рис. 5.2.
Рис. 5.2. Магнитная цепь
Магнитная проводимость воздушного промежутка определяется структурой магнитного поля между полюсами. В условиях однородного магнитного поля проводимость между полюсами площадью S при расстоянии  между ними находится по упрощенной формуле
Формула Максвелла для электромагнитной силы
Статическая тяговая характеристика электромагнита - зависимость электромагнитной силы Fэ от величины воздушного зазора , при неизменных ампервитках катушки. В некоторых типах электромагнитов тяговая сила может развиваться не только рабочим магнитным потоком, проходящим через полюса в воздушном зазоре, но и потоками рассеяния. Это относится к электромагнитам, у которых якорь и рабочий воздушный зазор располагаются внутри катушки, например электромагнит броневого типа с втягивающимся якорем. Разновидности тяговых характеристик электромагнитов показаны на рис:
Тяговые характеристики электромагнитов
Крутая, падающая характеристика "1" присуща электромагнитам, у которых потоки рассеяния не принимают участия в создании тяговой силы, например электромагнитам клапанного типа. Соленоидные электромагниты имеют характеристику с ярко выраженным максимумом, кривая "2". Электромагниты броневого типа, благодаря появлению составляющих от потоков рассеяния могут развивать большие и мало изменяющиеся силы при большом ходе якоря, кривая "3". Пологий вид характеристики имеют и другие электромагниты с рабочими воздушными зазорами, расположенными внутри катушки.
2. Что такое КПД трансформатора и как его определить, используя данные опыта холостого хода и короткого замыкания.
По данным опытов холостого хода и короткого замыкания можно определить значение к.п.д. трансформатора при любой нагрузке по приведенной формуле
Из опыта х.х. определяем P0н ← Uн - потери в стали
Pкн ← Iн - потери в обмотках
.
- коэффициент загрузки трансформатора в долях от номинального тока.
Задаваясь  = 0,25; 0,5; 0.75; 1.0; 1.25 при cos2 = const построим зависимость  = f()
Максимум  наступает тогда, когда потери в стали равны потерям в меди.
3. Система стабилизации скорости вращения электропривода "Тиристорный преобразователь-двигатель" (функциональная схема; структурная схема; синтез регулятора тока якоря; синтез регулятора скорости для однократно и двукратно интегрирующих СУЭП).
8.1. Синтез системы регулирования скорости "Тиристорный
преобразователь - двигатель постоянного тока"
Функциональная схема
Синтез САР скорости осуществляют в 2 этапа.
1. Синтез контура регулирования тока якоря
Структурная схема контура регулирования тока якоря Пренебрегаем влиянием обратной связи по э.д.с. двигателя, т. е. полагаем eд = 0, поскольку изменение скорости (э.д.с.), как правило, происходит гораздо медленнее в сравнении с током якоря. Применим типовую методику структурно-параметрического синтеза Этапы синтеза:
1. Параметрическая декомпозиция объекта управления:
- большие постоянные времени (БПВ): Tэ ;
- малые постоянные времени (МПВ): Tтп , Tфрт , Tфдт ;
- эквивалентная малая постоянная времени контура (ЭМПВ): Tт = Tтп + Tфрт + Tфдт ;
2. Задание критерия качества в виде желаемой передаточной функции разомкнутого контура (настройку замкнутого контура регулирования тока якоря будем осуществлять на технический оптимум - ТО):
3. Синтез структуры и параметров регулятора.
Передаточная функция регулятора тока якоря
.
Таким образом, структура регулятора тока - ПИ, обеспечивает компенсацию одной БПВ - Tэ .
Параметры регулятора тока:
- коэффициент передачи регулятора - постоянная времени интегрирования - постоянная времени изодромного звена Tиз = Tэ .
Заметим, что здесь имеют место лишь 2 независимых параметра, поскольку Kрт = Tиз / Tи .
4. Расчет параметров регулятора.
Большинство регуляторов реализуются на основе операционных усилителей в интегральном исполнении.
Расчету подлежат значения резисторов Rзт, Rот, Rт и емкости конденсатора Cот, а также величина напряжения Uзт , обеспечивающего ограничение тока якоря на допустимом уровне. Принципиальная схема ПИ - регулятора тока
Передаточная функция синтезированного замкнутого контура регулирования тока якоря (ЗКРТ), настроенного на технический оптимум, имеет вид:
где Tт - постоянная времени замкнутого контура тока якоря, аппроксимированного апериодическим звеном 1-го порядка, . Величина Tт зависит, прежде всего, от пульсности тиристорного преобразователя и обычно находится в пределах 0,01...0,03с.
2. Синтез контура регулирования скорости.
Замкнутый контур регулирования тока якоря (ЗКРТ) представлен апериодическим звеном 1-го порядка. В качестве допущения будем полагать, что статическая нагрузка на валу электропривода отсутствует, т.е. ic = 0.
Структурная схема контура регулирования скорости
1. Параметрическая декомпозиция объекта управления - БПВ: Tм ;
- МПВ: Tт , Tфрс , Tфдс ;
- ЭМПВ: Tс = Tт + Tфрс + Tфдс .
2. Задание критерия качества в виде желаемой передаточной функции разомкнутого контура (рассмотрим 2 варианта): а) настройка на технический оптимум (ТО): б) настройка на симметричный оптимум (СО): 3. Синтез структуры и параметров регулятора:
а) настройка на технический оптимум (ТО): - Передаточная функция регулятора скорости таким образом, структура регулятора скорости - П; - параметр регулятора: - коэффициент передачи регулятора ;
б) настройка на симметричный оптимум (СО): - передаточная функция регулятора скорости
таким образом, структура регулятора скорости - ПИ; - параметры регулятора:
- коэффициент передачи регулятора ;
- постоянная времени интегрирования - постоянная времени изодромного звена Tиз = 4Tс ;
заметим, что здесь имеют место лишь 2 независимых параметра, поскольку Kрс = Tиз / Tи .
4. Расчет параметров регуляторов скорости.
Расчету подлежат значения резисторов Rзс, Rос, Rс , емкости конденсатора Cос, а также величина напряжения Uзс, обеспечивающего ограничение скорости на допустимом уровне. . Принципиальная схема П - регулятора скорости
б
Принципиальная схема ПИ - регулятора скорости
Передаточная функция замкнутого контура регулирования скорости (ЗКРС), настроенного на технический оптимум, имеет вид:
Синтезированную САР с П-регулятором скорости часто называют однократно интегрирующей, поскольку желаемая передаточная функция разомкнутого контура регулирования содержит интегратор первого порядка. Переходный процесс в САР при скачке задания соответствует реакции фильтра Баттерворта 2-го порядка (предполагается, что ЗКРТ аппроксимирован апериодическим звеном первого порядка).
Передаточная функция ЗКРС, настроенного на симметричный оптимум, имеет вид:
Синтезированную САР с ПИ-регулятором скорости часто называют двукратно интегрирующей, поскольку желаемая передаточная функция разомкнутого контура регулирования содержит интегратор второго порядка.
1
Документ
Категория
Разное
Просмотров
31
Размер файла
1 498 Кб
Теги
билет
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа