Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекции - Спецкурс электрических машин - файл Курс Лекций спецкурс.doc


Лекции - Спецкурс электрических машин
скачать (734.7 kb.)

Доступные файлы (1):

Курс Лекций спецкурс.doc1990kb.18.11.2007 06:01скачать

содержание
Загрузка...

Курс Лекций спецкурс.doc

  1   2   3   4   5   6   7
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Пермский государственный технический университет
Кафедра электротехники


Электрические машины

(специальный курс)

конспект лекций

Подготовил: ст. преподаватель Тюленёв М. Е.


Пермь-1999
Цель курса: получение теоретических и практических знаний по математическим методам исследования электромеханических переходных процессов в электрических машинах (ЭМ), влияния различных технологических факторов и параметров ЭМ и питающей сети на статические и динамические характеристики. Ясное понимание физических явлений, имеющих место при переходных процессах ЭМ, умение давать количественную оценку изменения величин токов, напряжений, для обоснованного выбора более технологичных конструктивных решений, наиболее рациональных технологических приемов и оборудования при организации выпуска ЭМ на современном специализированном предприятии.
Литература:

  1. Сипайлов Г.А., Кононенко Е.В., Хорьков К.А. Электрические машины (специальный курс) – М.: Высшая школа, 1987.- 287с.

  2. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. – М.: Высшая школа, 1987.- 248с.

  3. Трещёв И.И. Электромеханические процессы в машинах переменного тока. – Л.: Энергия, 1980.- 344с.


Принятые условные обозначения:
ЭМ – электрическая машина;

СМ, АМ, МПТ – синхронная, асинхронная машина и машина постоянного тока;

P, Q, S –активная реактивная и полная мощности ЭМ;

I, Im,i – действующее, амплитудное и мгновенное значения токов;

B, , , F – индукция магнитного поля, магнитный поток, потокосцепление и магнитодвижущая сила;

 - угловая частота вращения ротора и угловая частота напряжения питающей сети;

М, Мс – электромагнитный момент и момент сопротивления ЭМ;

p – число пар полюсов ЭМ;

m, w – число фаз и число витков обмотки ЭМ;

R, X, Z – активное, реактивное и полное электрические сопротивления;

L, l – индуктивность самоиндукции и взаимная индуктивность обмоток ЭМ;

ki, ku, kz – коэффициенты приведения обмоток.

- магнитная проводимость воздушного зазора ЭМ;

s, r – индексы, соответствующие статору и ротору;

a, b, c – наименование фаз питающей сети и обмоток машин переменного тока;

d, q, , , u, v – оси систем координат;

Содержание:

Введение. Основные понятия и положения 5

1 Основные допущения, применяемые при анализе ЭМ 6

2 Изображающие векторы и системы координат 7

3 Системы координат 7

4 Системы относительных единиц 8

5 Приведение обмоток электрических машин 8

^ Определение коэффициента приведения из условия равенства основных гармоник МДС 9

Определение коэффициента приведения из условия равенства основных гармоник индукции 9

5.3 Определение коэффициента приведения напряжений 10

5.4 Определение коэффициента приведения сопротивлений 11

6 Определение эквивалентных параметров короткозамкнутых обмоток 12

6.1 Замена короткозамкнутых обмоток ротора эквивалентными контурами 12

6.2 Определение сопротивлений эквивалентных обмоток ротора 14

7 Обобщенная электрическая машина 16

7.1 Переход от трехфазной к двухфазной системе координат. 17

7.2 Уравнения обобщенной электрической машины в независимой системе координат статора и ротора. 17

7.3 Уравнения обобщенной электрической машины в единой системе координат, вращающейся с произвольной частотой. 18

7.4 Уравнения обобщённой электрической машины в различных системах координат. 20

8 Методы расчёта переходных процессов, применяемые при анализе электрических машин. 22

8.1 Методы решения системы линейных алгебраических уравнений. 22

8.1.1 Метод Гаусса. 22

8.1.2 Правило Крамера 23

8.1.3 Матричный метод. 23

8.2 Методы решения дифференциальных уравнений 25

8.2.1 Классический метод 25

8.2.2 Операторный метод. 25

8.2.3 Численные методы интегрирования дифференциальных уравнений 26

9 Исследование переходных процессов в ЭМ с взаимно неподвижными осями обмоток 27

9.1 Дифференциальные уравнения двухобмоточного трансформатора. 27

9.2 Дифференциальные уравнения МПТ (на примере ДПТ параллельного возбуждения) 28

9.3 Аналитическое решение для безреостатного пуска ДПТ параллельного возбуждения (до 30 кВт ) 29

10 Графоаналитические методы расчета 31

10.1 Расчета пуска ДПТ параллельного возбуждения 31

10.2 Графоаналитический расчет процесса самовозбуждения ГПТ параллельного возбуждения 32

11 Исследования переходных процессов в ЭМ с взаимно перемещающимися осями обмоток. 34

11.1 Исследование переходных процессов АД с использованием математической модели в неподвижной системе координат -. 34

11.2 Система дифференциальных уравнений АД в системе координат d–q. 35

11.3 Cистема дифференциальных уравнений АД в системе координат u–. 36

12 Математическое моделирование переходных процессов в СМ. 36

12.1 Уравнение СМ в физической системе координат. 36

12.2 Индуктивности статорных обмоток: 37

12.3 Взаимные индуктивности 38

12.4Уравнения СМ в системе координат - статора и d-q ротора. 38

12.5 Уравнения СМ в системе координат d-q ротора. 39

13 Расчет установившихся режимов и характеристик СМ. 40


^

Введение. Основные понятия и положения



Место электрических машин в промышленности.
Тенденции развития электромашиностроения:

  1. Рост единичной мощности установок (гидрогенераторы до 800-1000 МВт, турбогенераторы до 2000 МВт);

  2. Повышение удельного использования материалов.


Задачи исследования:

  1. Исследование переходных процессов в ЭМ:

А) Исследование электромагнитных переходных процессов в ЭМ (статические электромагнитные устройства либо электромеханические преобразователи энергии при неподвижном роторе или роторе вращающемся с неизменной частотой вращения);

Б) Исследование электромеханических переходных процессов в ЭМ (с учётом изменения частоты вращения ротора).

  1. Исследование статистических характеристик ЭМ.

    Установившийся режим – параметры постоянны или изменяются циклически. Из расчёта переходных процессов можно получить статистические режимы, а из расчёта статистических характеристик переходные режимы получить нельзя.


а) б)
Рис.1 Статические а) и переходные б) характеристики ЭМ.
^ Методы исследования:

  1. Экспериментальные исследования – не всегда доступно и часто опасно.

  2. Математическое моделирование – очень эффективный метод. Основной вопрос – насколько модель адекватна объекту исследования.


^ Математическая модель – устанавливает взаимосвязь между параметрами объекта совокупностью формул.

Программа – это конкретная реализация математической модели (рассчитывает поведение модели при определённых условиях).

Характеристики математических моделей электрических машин:

  • Сложность;

  • Наличие периодических коэффициентов в уравнениях;

  • Наличие нелинейных связей.


Математические модели ЭМ:

А) Уравнения баланса напряжений (описывается законом Кирхгофа).

Система дифференциальных уравнений pΨi=f(Ui,Ii).

2. Система алгебраических уравнений связиf(Li,Mji,Ij).

Этой группы уравнений достаточно для анализа электромагнитных переходных процессов.

Б) Уравнения движения p=f(mi,mc).

А+Б= моделирование электромеханических переходных процессов.



^ Методы решения ММ –методы расчета статических и переходных режимов:

1. Аналитические методы.Применяются с очень серьёзными допущениями. Сфера применения: качественный анализ процессов и характеристик.

2. Численные методы.

3. Комбинированные методы. С одной стороны - аналитическое преобразование уравнений (координатные преобразования, замена переменных и т.п.) и в то же время - использование численных методов их расчёта. В данное время наиболее эффективный подход.

  1   2   3   4   5   6   7



Скачать файл (734.7 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru