Мұнай сорғыш насостарды электрмен жабдықтау

 

 

a

1

2

3

450

0

314

0

280

0

2600

1770

2600

2140

400

6

кВ

QS1

QS2

QF1

QF2

QF3

TA

FV

FV

FV

T2

TV1

TV2

2

CS1

CS6

0,4

кВ

a

á

6(10)0,4

кВ

0,4

кВ

6

кВ

6/0,4

кВ

Сурет 3.2  - Терең батырылмалы электр сораптарын электрмен жабдықтау 

және комплектілі трансформаторлы қосалқы станцияның жалпы көрінісі 

 

 3.7  Қондырғының  асинхронды  қозғалтқышының  автоматты 

басқару жүйесін (АБЖ) құру 

 

Сорғылық 

қондырғыларда 

жиілікті-түрлендіргіш 

асинхронды 

қозғалтқыш  жүйесіндегі  электржетегі  орнатылатындықтан,  тұйықталған 

жүйенің құрылымды схемасын қарастырайық.[1] 

Тұйықталған 

жүйелі 

ЖТ-АҚ-ның 

құрылымды 

схемасы 

мен 

математикалық сипаттамасы. 

Тұйықталған  жүйелі  ЖТ-АҚ-ның  құрылымды  схемасы  3.3  суретінде 

келтірілген.  

 

 

.

 

 

РС – жылдамдық реттегіші, ПЧ – жиілік түрлендіргіші,  

АД – асинхронды қозғалтқыш 

 сурет 3.3  – Жылдамдық бойынша кері байланысы бар ЖТ-АҚ 

жүйесінің құрылымдық сұлбасы 

 

MATLAB  бойынша  тұйықталған  ЖТ-АҚ  жүйесінің  құрылымды  келесі 

суретте көрсетілген. 

 

 

 

 сурет 3.4  – Тұйықталған ЖТ-АҚ жүйесінің құрылымды схемасы 

 

Тұйықталған  ЖТ-АҚ  жүйесінің  коэффициенттерінің  сандық  мәндері 

мен  уақыт  тұрақтылары  [1]  алынған.  Асинхронды  қозғалтқыштың 

тұйықталған  ЖТ-АҚ  жүйесіндегі  бірлік  ауытқу  түрінде  берілетін  әсерден 

 

   

        туындаған  жылдамдық  пен  моменттің  өтпелі  процесстер 

қисықтары келесі суретте көрсетілген. 

 

 

 

 

 

сурет 3.5  – Асинхронды қозғалтқыштың тұйықталған ЖТ-АҚ 

жүйесіндегі жылдамдық пен моменттің өтпелі процесстер қисықтары 

 

Асинхронды  қозғалтқыштың  жылдамдығының  өтпелі  процесстер 

қисығы  болып  өтпелі  процесстің  жоғарғы  қисығы  есептеледі,  ал  төменгі 

қисық  қозғалтқыштың  электрмагниттік  моментінің  өтпелі  процессі  болып 

саналады.  Суретте  көрсетілгендей  жылдамдықты  реттеу  25

   құрайды. 

 

Құрылымдық  сұлбадағы  параметрлер  2АЗМВ1-500/6000У5  типті 

асинхронды қозғалтқыштың параметрлері болып саналады.  

 

Тұйықталған ЖТ-АҚ жүйесінің матиматикалық сипатамасы 

Тұйықталған  ЖТ-АҚ  жүйесінің  матиматикалық  сипатамасын  осы 

жүйенің  беріліс  функциясы  негізінде  қарастырайық.  Барлық  мәліметтер 

теңдеулер  [1]  cәйкес  алынған.  АҚ-ң  (асинхронды  қозғалтқыш)  бірінші 

буынының беріліс функциясы мынадай болады: 

 

                                   

p

T

M

M

p

M

C





1

)

(

)

(











,                                             (3.24) 

 

 

мұнда 



- механикалық сипаттамасының қатаңдық модулі; 

  

M

T

- электрмеханикалық уақыт тұрақтысы; 

  





 - қозғалтқыштың жылдамдық үстелуі; 

  

M



 - қозғалтқыштың электрмагниттік моментінің үстелуі; 

  

C

M



- қозғалтқыштың статикалық моментінің үстелуі. 

 

 

Оның дифференциалды теңдеуін мына түрде жазамыз:  

 

 

 

                                        

).

(

1

C

M

M

M

T

dt

d













                                     (3.25) 

 

 

АҚ-ң екінші буынының беріліс функциясын мына түрде көрсетеміз:  

 

                                      

.

p

1

)

(

)

(

0

Э

T

p

M



















                                       (3.26) 

 

 

Ал дифференциалды теңдеуі бұл жағдайда мына түрге ие болады: 

 

                                       

)

(

dt

M

d

0





















M

T

Э

,                              (3.27) 

 

 

мұндағы 

Э

T

 - қозғалтқыштың статоры мен ротор тізбегінің эквивалентті 

электромагниттік уақыт тұрақтысы;  

                          

0





- статордағы кернеу үстелуі. 

Бұл теңдеуді басқа түрде де жазуға болады: 

 

 

.

1

dt

M

d

0

M

T

T

T

Э

Э

Э





















                                (3.28) 

 

 

ЖТ-АҚ  жүйесінің  жиілікті  түрлендіргішінің  беріліс  функциясын 

инерциондық буынмен келтіріп жазамыз: 

             

.

T

1

U

ПЧ

PC

0

p

k

ПЧ











                                             (3.29) 

 

 

Жиілікті түрлендіргішінің беріліс функциясының дифференциалды 

теңдеуін мына түрде жазамыз: 

 

                      

,

U

T

PC

0

0

ПЧ











ПЧ

k

dt

d





                                  (3.30) 

 

немесе                         

,

1

U

T

0

PC

ПЧ

0















ПЧ

ПЧ

T

k

dt

d

                                (3.31) 

 

мұнда 

ПЧ

k

- ЖТ-ң (жиілікі түрлендіргіш) беріліс коэффициенті; 

           

ПЧ

T

 - ЖТ-ң басқару тізбегінің уақыт тұрақтысы; 

           

РС

U



- жылдамдық реттегішінің шығыс кернеуі. 

 

 

Жылдамдық реттегішінің беріліс функциясы осы түрде жазылады: 

 

 

 

                                          

P

T

P

U

U

С

З

PC

2

1

OC

.

1

1

T

K

T















, 

  (3.32) 

 

мұнда 

2

1

T

T

K

PC



. 

 (3.33) 

 

Ал  жылдамдық  реттегішінің  дифференциалды  теңдеуі  мынадай  түрге 

ие: 

 

                    

















2

OC

OC

1

.

2

K

-

K

T

dt

d

T

U

dt

U

d

T

С

З

PC

,                                 (3.34) 

 

немесе 























2

2

1

.

2

)]

(

1

[

1

T

K

M

M

T

T

K

T

U

T

dt

U

d

OC

C

M

OC

С

З

PC

,                  (3.35) 

  

мұндағы 

1

T

, 

2

T

 - жылдамдық реттегішінің уақыт тұрақтысы.  

 

Бірақ (3.25) теңдеуге (3.35) теңдеуін қойсақ дифференциалды теңдеудің 

келесі түрін аламыз: 

 

.

1

2

2

1

2

1

.

2

























T

K

M

T

T

K

T

M

T

T

K

T

U

T

dt

U

d

OC

C

M

OC

M

OC

С

З

PC

          (3.36) 

 

Сонымен,  жылдамдық бойынша кері  байланысы  бар ЖТ-АҚ  жүйесінің 

матиматикалық моделі келесідей түрге ие болады: 

 

                                

),

(

1

C

M

M

M

T

dt

d













 

                               

,

1

dt

M

d

0

M

T

T

T

Э

Э

Э





















                                    (3.37) 

                                          

,

1

U

T

0

PC

ПЧ

0















ПЧ

ПЧ

T

k

dt

d

 

                    

.

1

2

2

1

2

1

.

2

























T

K

M

T

T

K

T

M

T

T

K

T

U

T

dt

U

d

OC

C

M

OC

M

OC

С

З

PC

 

 

Тұйықталған ЖТ-АҚ жүйесінің орнықтылық бағдарламасы  syms a 

 A = [0 0.65 0 0;-152 -20 152 0;0 0 -1000 20000;-0.15 -0.1 0 0]; 

 A = - A; 

 B = (eye(4)*a+A); 

 det(B) 

  

ans = 

 

 

  

a^4+1020*a^3+100494/5*a^2+402800*a+296400 

  

 P = [1 1020 100494/5 402800 296400]; 

 r = roots(P) 

 

Сипаттамалық теңдеудің түбірлері: 

r = 1.0e+003 * 

 

  -1.0003           

  -0.0095 + 0.0173i 

  -0.0095 - 0.0173i 

  -0.0008           

 

Тұйықталған

  ЖТ-АҚ  жүйесінің  сипаттамалық  теңдеу  түбірлері  теріс 

заттай бөлігін иеленеді, сондықтанда басқару жүйесі орнықты. 

 

3.8Түзетуші  эталонды буыны бар ЖТ-АҚ сорғылық қондырғының 

басқару жүйесін құру 

 

3.8.1  Құрастырылған  ЖТ-АҚ  басқару  жүйесінің  құрылымды  сұлбасы 

мен математикалық сипаттамасы 

Сорғының ЖТ-АҚ-ң тұйықталған жүйесінің өтпелі процесстер сапасын 

жоғарлату  үшін  және  де  үлкен  қуатты  (біздің  жағдайда  асинхронды 

қозғалтқыш  қуаты 

кВТ

P

н

500



)  асинхронды  қозғалтқыш  жылдамдығы  мен 

моментінің  өтпелі  процестерінің  бірқалыпты  өтуін  қамтамасыз  ету  үшін 

басқару  жүйесіне  асинхронды  қозғалтқыштың  беріліс  функциясының 

эталонының ролін атқаратын түзету буыны енгізіледі. Құрастырылған  түзету 

буыны  бар  сорғының  ЖТ-АҚ    асинхронды  электржетегінің  құрылымды 

схемасы  3.6  суретінде(динамикалық  буынның  құрылымды  сұлбасы) 

көрсетілген. 

 

 

 

 

 сурет  3.6  – Түзетуші эталонды  динамикалық буыны бар тұйықталған 

ЖТ-АҚ жүйесінің құрылымды сұлбасы 

 

 

сурет 3.7  – АҚ-ң жылдамдық және момент бойынша өтпелі процестер 

қисығы 

 

 

 

3.7 

суретінде  көрсетілгендей  жылдамдық  датчигінен  шығатын 

сигналдың  шамасы  (қозғалтқыш  жылдамдығы  W  арқылы  белгіленген) 

жинақтаушы  буынның  кірісіне  беріледі.  Бұл  буынға  эталонды  буынының 

шығыс  сигналының  шамасы  беріледі.Содан  кейін  жинақтаушы  буынның 

шығысынан сигнал зорайтқыш арқылы келесі жинақтаушы буынның кірісіне 

беріледі.  Бұл  жинақтаушы  буында  кернеу  түрлендіргішінің  (

ПЧ

U

) 

шығысындағы  және  әуелгі  жинақтаушы  буынның  зорайтқыш  шығысының 

сигналдары  жинақталады.  Екінші  жинақтаушы  буынның  шығысындағы 

сигнал  берілген  сигналдың  салыстырмалы  элементіне  беріледі  және  екінші 

салыстырмалы  сигнал  элементіне  беріледі.  Құрылымды  схемада  жүктемені 

C

M

 

нобайлау 

үшін 

таймер 

қарастырылған. 

Басқару 

жүйесінің 

коэффициенттері 

мен 

уақыт 

тұрақтылары 

жоғарыда 

көрсетілген 

есептемелерінен  қарап  алынған.  Тұйықталған  ЖТ-АҚ-ң  басқару  жүйесінің 

математикалық  сипаттамасы  мына  формулалармен  (2.17)  (2.19)  және  (2.28  ) 

негізделген,  мұнда  ПИ-реттегішінің  теңдеуі  есепке  алынған  (2.5  суреті) 

const

U

с

з





.

:  

 





с

з

U

.

 

 

   

 

  

 

(

     

  

    

 

немесе 

,

1

0

.





PC

OC

PC

OC

С

З

PC

PC

T

K

dt

d

T

T

K

U

T

dt

U

d













                                  (3.38) 

 

мұндағы  



=

,

4

3

R

k

U

k

PЧ





 R=









1

2

k

U

k

k

, 

 

                

K

U



- динамикалық буынның шығыс кернеуі. 

 

Көп түрлендірмей-ақ  теңдеуді мына түрде жазуға болады:  

 

,

1

4

2

4

3

1

4

0

2

4

0

3

0

3

0

.

1





















































РС

T

k

k

OC

K

K

U

РС

T

k

k

OC

K

РЧ

U

РС

T

k

OC

K

dt

d

РС

T

k

k

T

OC

K

dt

K

dU

PC

T

k

k

T

OC

K

РС

T

k

T

OC

K

PC

U

PЧ

T

PC

T

РЧ

k

k

T

OC

K

С

З

U

PC

T

dt

PC

U

d

         (3.39) 

 

мұнда 

РС

T

T ,

0

- жылдамдықты ПИ-реттегішінің уақыт тұрақтысы; 

            

4

3

2

1

,

,

,

k

k

k

k

- коэффициенттер. 

 

Эталонды  фильтр  функциясын  атқаратын  ,  шығыс  кернеуі 

 

 

  бар, 

динамикалық  буынның  дифференциалды  теңдеуі  мына  түрде  жазылуы 

мүмкін: 

 

 

 

 

 

   (3.40)   

 

Өз кезегінде бұл теңдеуді бірінші реттік теңдеулер жүйесінің қатарында 

көрсетуге болады. 

 

y

dt

U

d

K





,                                                 (3.41) 

 

 

                      

 

(3.41)  теңдеуі  арқылы  алынған  эталонды  динамикалық  буыны  бар 

тұйықталған  ЖТ-АҚ  жүйесінің  диамикасының  математикалық  сипаттамасы 

мына түрге ие болады: 

 

C

M

M

M

T

M

T

dt

d

















1

1

, 

M

T

T

U

T

dt

M

d

Э

Э

ПР

Э















1







, 

,

1

РЧ

РЧ

РС

РЧ

РЧ

ПР

U

T

U

T

k

dt

U

d











                              (3.42) 

,

1

3

0

4

1

4

2

3

1

4

1

0

4

1

0

4

2

0

3

0

.

PC

РЧ

РC

PЧ

OC

РC

OC

K

РC

OC

PЧ

РC

OC

C

M

РC

OC

M

РC

OC

РC

OC

РЧ

РЧ

РC

OC

С

З

РC

РC

U

T

T

k

k

T

k

T

k

k

k

U

T

k

k

k

U

T

k

k

M

T

T

k

k

T

k

M

T

T

k

k

T

k

T

k

k

T

k

U

T

T

k

T

k

U

T

dt

U

d

























































 

                                    

,

y

dt

U

d

K





 

               

.

1

1

1

K

M

Э

Э

ПР

M

Э

U

T

T

y

T

U

T

T

dt

dy











 

 

Тұйықталған  ЖТ-АҚ  жүйесінің  коэффициенттері  мен  уақыт 

тұрақтыларының  теңдеулер  жүйелері  (3.42)  сандық  мағынада  келесі  түрде 

жазылады: 

 

                                          

,

65

,

0

65

,

0

2

1

A

х

dt

dх





 

,

20

152

152

2

1

3

2

х

х

х

dt

dх







 

                                                     

,

1000

2000

3

6

3

х

х

dt

dх





 

.

1

1

1

K

Э

M

Э

PC

Э

M

U

T

T

y

T

U

T

T

dt

dy









.

2

2

ПР

K

K

М

K

М

Э

U

U

dt

U

d

T

dt

U

d

T

T













 

 

                                          

,

5

4

х

dt

dх



 

,

100

20

100

4

5

3

5

х

х

х

dt

dх







 

 

;

001

,

0

800

015

,

0

15

,

0

2

,

40

001

,

0

015

,

0

5

6

5

4

3

2

1

6

A

х

х

x

x

х

х

U

dt

dх



















 

 

мұндағы  

;

1







х

 

;

2

М

х





;

3

РЧ

U

х





 

 

         

.

;

;

6

5

4

PC

K

U

x

y

x

U

х











 

 

 

жүктеу/скачать 2,32 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: