Исследование режимов работы системы генератор-двигатель (стр. 1 из 2)

Техническое задание

1. Произвести расчет электромагнитных процессов импульсного регулятора тока возбуждения генератора при пяти значениях скважности

(0, 0.25, 0.50, 0.75, 1.0). Вычислить и построить кривые как функции времени, для , , .

2. Вычислить средние значения тока

для заданных значений скважности импульсов управления. Построить статическую характеристику импульсного усилителя , а также зависимость , где – среднее значение ЭДС генератора для заданных значений скважности.

3. Построить статические характеристики двигателя

, для указанных значений при номинальном потоке возбуждения. Построить аналогичные характеристики, соответствующие работе двигателя при ослабленном потоке возбуждения . ( – скорость вращения ротора двигателя, – момент нагрузки).

4. Построить регулировочные характеристики двигателя

при работе с номинальным и ослабленным потоком возбуждения, соответствующие заданному значению моменту нагрузки на его валу.

1. Описание схемы

Система Г – Д включает в себя импульсный регулятор величины тока возбуждения генератора с широтно-импульсным регулированием, в которой роль электронного ключа выполняет транзистор, и последовательно включенные электрические машины постоянного тока – генератор и двигатель соизмеримой мощности. Обмотка возбуждения генератора служит активно-индуктивной нагрузкой импульсного регулятора, обмотка возбуждения двигателя питается от независимого источника постоянного тока. Принципиальная схема системы представлена на рис. 1.

Принятые на схеме обозначения:

Т – транзистор,

Д – диод (так называемый «обратный диод»,

ОВГ – обмотка возбуждения генератора,

ОВД – обмотка возбуждения двигателя,

ЯГ – якорь генератора,

ЯД – якорь двигателя,

Последовательность однополярных прямоугольных импульсов управления транзистором (ток базы

). Эта импульсная последовательность формируется специальным устройством широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Подобное устройство может иметь различные схемные решения и в данной работе не рассматривается. Здесь – длительность импульсов управления транзистором, которая может регулироваться устройством ШИМ в широких пределах, – длительность паузы между импульсами, – период повторения импульсов. Величина импульсов достаточна для приведения транзистора в состояние насыщения, когда его сопротивление очень мало, и им можно пренебречь по сравнению с сопротивлением нагрузки (участок эмиттер – коллектор транзистора можно считать участком короткого замыкания). Во время паузы между импульсами транзистор закрыт и перекрывает ток на своем участке цепи. Будем понимать под «скважностью» импульсов отношение Регулируя длительность импульса при неизменном значении периода , устройство ШИМ позволяет изменять значения скважности от нуля до (транзистор постоянно открыт, и ОВГ напрямую питается от источника постоянного тока с напряжением . Регулирая соотношение времени открытого и закрытого состояния транзистора в пределах периода повторения , удается регулировать ток в широких пределах и тем самым воздействовать на режим работы генератора и двигателя.

2. Расчет электромагнитных процессов импульсного регулятора тока возбуждения генератора

На рис. 1 изображена схема с независимым возбуждением: обмотка возбуждения питается от дополнительного источника, следовательно,

независим от режима цепи якоря. Так как магнитные оси поля возбуждения и поля реакции якоря взаимно перпендикулярны, то магнитное поле реакции якоря не влияет на обмотку возбуждения генератора. Поэтому для расчета электромагнитных процессов импульсного регулятора тока возбуждения генератора можно отбросить правую часть схемы.

Во время импульса транзистор открыт, а диод закрыт, так как при такой разности потенциалов на его концах он ток не пропускает, и расчетная схема замещения выглядит, как показано на рис. 3.