Fitur pemodelan motor sinkron. Model matematika motor sinkron dan asinkron. "Peta dan diagram di Perpustakaan Kepresidenan"

Pembaca yang budiman! Dari 18/11/2019 hingga 17/12/2019, universitas kami diberikan akses tes gratis ke koleksi unik baru di Lan ELS: Urusan Militer.
Fitur utama dari koleksi ini adalah materi pendidikan dari beberapa penerbit, yang dipilih khusus untuk topik militer. Koleksinya meliputi buku-buku dari penerbit seperti Lan, Infra-Engineering, New Knowledge, Russian State University of Justice, Moscow State Technical University. N.E. Bauman, dan beberapa lainnya.

Menguji akses ke Buku HKI Sistem Perpustakaan Elektronik

Pembaca yang budiman! Dari 11/08/2019 hingga 12/31/2019, universitas kami diberikan akses tes gratis ke database teks lengkap Rusia terbesar - BUKU HKI Sistem Perpustakaan Elektronik. BUKU HKI ELS berisi lebih dari 130.000 publikasi, dimana lebih dari 50.000 di antaranya adalah publikasi pendidikan dan ilmiah yang unik. Di platform, Anda memiliki akses ke buku-buku terbaru yang tidak dapat ditemukan di domain publik di Internet.

Akses dimungkinkan dari semua komputer di jaringan universitas.

"Peta dan diagram di Perpustakaan Kepresidenan"

Pembaca yang budiman! Pada tanggal 13 November pukul 10.00, perpustakaan LETI dalam rangka kerjasama dengan Perpustakaan Kepresidenan B.N. Yeltsin mengundang karyawan dan mahasiswa Universitas untuk mengikuti konferensi webinar "Peta dan diagram di Perpustakaan Kepresidenan". Acara akan disiarkan di ruang baca Departemen Sastra Sosial Ekonomi Perpustakaan LETI (gedung 5, ruang 5512).

Untuk mendeskripsikan mesin listrik AC, berbagai modifikasi sistem persamaan diferensial digunakan, yang bentuknya tergantung pada pilihan jenis variabel (fase, ditransformasikan), arah vektor variabel, mode awal (motor, generator) dan sejumlah faktor lainnya. Selain itu, bentuk persamaan bergantung pada asumsi yang digunakan dalam derivasinya.

Seni pemodelan matematika terletak pada kenyataan bahwa dari sekian banyak metode yang dapat diterapkan, dan faktor-faktor yang mempengaruhi jalannya proses, untuk memilih metode yang akan memberikan akurasi dan kemudahan yang diperlukan dalam melakukan tugas.

Biasanya, saat memodelkan mesin listrik AC, mesin asli diganti dengan mesin ideal, yang memiliki empat perbedaan utama dari yang asli: 1) kurangnya saturasi sirkuit magnetik; 2) tidak adanya kerugian pada baja dan perpindahan arus pada belitan; 3) distribusi sinusoidal dalam ruang kurva gaya magnetisasi dan induksi magnetik; 4) independensi resistansi kebocoran induktif dari posisi rotor dan dari arus di belitan. Asumsi ini sangat menyederhanakan deskripsi matematis mesin listrik.

Karena sumbu belitan stator dan rotor dari mesin sinkron bergerak bersama selama rotasi, konduktivitas magnetik untuk fluks belitan menjadi variabel. Akibatnya, induktansi timbal balik dan induktansi belitan berubah secara berkala. Oleh karena itu, saat memodelkan proses pada mesin sinkron menggunakan persamaan dalam variabel fase, variabel fase AS, SAYA,  diwakili oleh kuantitas periodik, yang sangat mempersulit pencatatan dan analisis hasil simulasi dan mempersulit penerapan model di komputer.

Yang lebih sederhana dan nyaman untuk pemodelan adalah apa yang disebut persamaan Park-Gorev yang ditransformasikan, yang diperoleh dari persamaan dalam kuantitas fase dengan transformasi linier khusus. Inti dari transformasi ini dapat dipahami dengan mempertimbangkan Gambar 1.

Gambar 1. Rendering vektor SAYA dan proyeksinya pada sumbu A, B, C dan kapak D, Q

Gambar ini menunjukkan dua sistem sumbu koordinat: satu tetap tiga garis simetris ( A, B, C) dan lainnya ( D, Q, 0 ) - ortogonal, berputar dengan kecepatan sudut rotor . Gambar 1 juga menunjukkan nilai arus fasa sesaat dalam bentuk vektor SAYA A , SAYA B , SAYA C. Jika kita menambahkan secara geometris nilai sesaat dari arus fasa, kita mendapatkan vektornya SAYA, yang akan berputar bersama dengan sistem sumbu ortogonal D, Q. Vektor ini biasanya disebut sebagai vektor arus yang mewakili. Vektor representasi serupa juga dapat diperoleh untuk variabel AS,  .

Jika kita memproyeksikan vektor yang mewakili pada sumbu D, Q, maka komponen longitudinal dan transversal yang sesuai dari vektor yang mewakili akan diperoleh - variabel baru, yang, sebagai hasil transformasi, menggantikan variabel fase arus, tegangan, dan tautan fluks.

Sementara kuantitas fase dalam keadaan tunak berubah secara berkala, vektor penggambaran akan konstan dan tidak bergerak terhadap sumbu D, Q dan, oleh karena itu, akan konstan dan komponennya SAYA D Dan SAYA Q , AS D Dan AS Q ,  D Dan  Q .

Jadi, sebagai hasil transformasi linier, mesin listrik AC direpresentasikan sebagai mesin dua fase dengan belitan tegak lurus di sepanjang sumbu. D, Q, yang tidak termasuk saling induksi di antara mereka.

Faktor negatif dari persamaan yang diubah adalah bahwa mereka menggambarkan proses dalam mesin melalui fiktif, dan bukan melalui kuantitas aktual. Namun, jika kita kembali ke Gambar 1 yang dibahas di atas, maka kita dapat menetapkan bahwa konversi balik dari nilai fiktif ke fasa tidak terlalu sulit: cukup dalam hal komponen, misalnya arus SAYA D Dan SAYA Q menghitung nilai vektor yang mewakili

dan rancang pada sumbu fase tetap apa pun, dengan mempertimbangkan kecepatan sudut rotasi sistem sumbu ortogonal D, Q relatif tidak bergerak (Gambar 1). Kita mendapatkan:

,

di mana  0 adalah nilai fase awal dari arus fase pada t=0.

Sistem persamaan generator sinkron (Park-Gorev), ditulis dalam satuan relatif pada sumbu D- Q, terhubung secara kaku ke rotornya, memiliki bentuk sebagai berikut:

;

;

;

;

;

;(1)

;

;

;

;

;

,

dimana  d ,  q ,  D ,  Q – hubungan fluks belitan stator dan peredam sepanjang sumbu longitudinal dan transversal (d dan q);  f , if f , u f - hubungan fluks, arus dan tegangan belitan eksitasi; i d , i q , i D , i Q adalah arus stator dan belitan redaman sepanjang sumbu d dan q; r adalah resistansi aktif stator; х d , х q , х D , х Q – reaktansi belitan stator dan redaman sepanjang sumbu d dan q; x f - reaktansi belitan eksitasi; x ad , x aq - resistansi induktansi timbal balik stator di sepanjang sumbu d dan q; u d , u q adalah tegangan sepanjang sumbu d dan q; T do - konstanta waktu dari belitan medan; T D , T Q - konstanta waktu redaman belitan sepanjang sumbu d dan q; Tj adalah konstanta waktu inersia generator diesel; s adalah perubahan relatif frekuensi putaran rotor generator (slip); m kr, m sg - torsi motor penggerak dan torsi elektromagnetik generator.

Persamaan (1) memperhitungkan semua proses elektromagnetik dan mekanis yang signifikan dalam mesin sinkron, keduanya belitan redaman, sehingga dapat disebut persamaan lengkap. Namun, sesuai dengan asumsi yang diterima sebelumnya, kecepatan sudut rotasi rotor SG dalam studi proses elektromagnetik (cepat) diasumsikan tidak berubah. Juga diperbolehkan untuk memperhitungkan belitan redaman hanya di sepanjang sumbu longitudinal "d". Dengan mempertimbangkan asumsi-asumsi ini, sistem persamaan (1) akan berbentuk sebagai berikut:

;

;

;

; (2)

;

;

;

;

.

Seperti dapat dilihat dari sistem (2), jumlah variabel dalam sistem persamaan lebih besar dari jumlah persamaan, yang tidak memungkinkan penggunaan sistem ini dalam bentuk langsung dalam pemodelan.

Lebih nyaman dan bisa diterapkan adalah sistem persamaan yang ditransformasikan (2), yang memiliki bentuk berikut:

;

;

;

;

;

; (3)

;

;

;

;

.

Desain dan prinsip operasi motor sinkron dengan magnet permanen

Konstruksi motor sinkron magnet permanen

Hukum Ohm dinyatakan dengan rumus berikut:

dimana arus listrik, A;

Tegangan listrik, V;

Resistensi aktif sirkuit, Ohm.

Matriks Perlawanan

, (1.2)

di mana resistansi rangkaian ke-, A;

Matriks.

Hukum Kirchhoff dinyatakan dengan rumus berikut:

Prinsip pembentukan medan elektromagnetik berputar

Gambar 1.1 - Desain mesin

Desain mesin (Gambar 1.1) terdiri dari dua bagian utama.

Gambar 1.2 - Prinsip pengoperasian mesin

Prinsip pengoperasian mesin (Gambar 1.2) adalah sebagai berikut.

Deskripsi matematis motor sinkron magnet permanen

Metode umum untuk mendapatkan deskripsi matematis motor listrik

Model matematika motor sinkron dengan magnet permanen pada umumnya

Tabel 1 - Parameter mesin

Parameter mode (Tabel 2) sesuai dengan parameter mesin (Tabel 1).

Makalah ini menguraikan dasar-dasar merancang sistem tersebut.

Makalah menyajikan program untuk mengotomatisasi perhitungan.

Deskripsi matematis asli dari motor sinkron magnet permanen dua fase

Rancangan detail mesin diberikan dalam lampiran A dan B.

Model matematika motor sinkron dua fase dengan magnet permanen

4 Model matematika motor sinkron tiga fase dengan magnet permanen

4.1 Deskripsi matematis dasar motor sinkron magnet permanen tiga fasa

4.2 Model matematika motor sinkron tiga fasa dengan magnet permanen

Daftar sumber yang digunakan

1 Desain sistem berbantuan komputer kontrol otomatis/ Ed. V. V. Solodovnikova. - M.: Mashinostroenie, 1990. - 332 hal.

2 Melsa, J.L. Program untuk membantu mahasiswa teori sistem linier manajemen: per. dari bahasa Inggris. / J.L. Melsa, St. C.Jones. - M.: Mashinostroenie, 1981. - 200 hal.

3 Masalah keamanan kendaraan luar angkasa otonom: monografi / S. A. Bronov, M. A. Volovik, E. N. Golovenkin, G. D. Kesselman, E. N. Korchagin, B. P. Soustin. - Krasnoyarsk: NII IPU, 2000. - 285 hal. - ISBN 5-93182-018-3.

4 Bronov, S.A. Penggerak listrik posisi presisi dengan motor daya ganda: abstrak dari Ph.D. dis. … dok. teknologi. Sains: 05.09.03 [Teks]. - Krasnoyarsk, 1999. - 40 hal.

5 A.s. 1524153 Uni Soviet, MKI 4 H02P7/46. Metode pengaturan posisi sudut rotor mesin bertenaga ganda / S. A. Bronov (USSR). - Nomor 4230014/24-07; Diklaim 14/04/1987; Diterbitkan 11/23/1989, Banteng. Nomor 43.

6 Deskripsi matematis motor sinkron dengan magnet permanen berdasarkan karakteristik eksperimentalnya / S. A. Bronov, E. E. Noskova, E. M. Kurbatov, S. V. Yakunenko // Sistem informasi dan kontrol: antar universitas. Duduk. ilmiah tr. - Krasnoyarsk: NII IPU, 2001. - Edisi. 6.-S.51-57.

7 Bronov, S. A. Paket perangkat lunak untuk mempelajari sistem penggerak listrik berdasarkan motor induktor umpan ganda (deskripsi struktur dan algoritme) / S. A. Bronov, V. I. Panteleev. - Krasnoyarsk: KrPI, 1985. - 61 hal. - Naskah dep. di INFORMELECTRO 28.04.86, No. 362 lantai.

Motor sinkron adalah mesin listrik tiga fase. Keadaan ini memperumit deskripsi matematis dari proses dinamis, karena dengan peningkatan jumlah fase, jumlah persamaan kesetimbangan listrik meningkat, dan koneksi elektromagnetik menjadi lebih rumit. Oleh karena itu, kami mereduksi analisis proses dalam mesin tiga fase menjadi analisis proses yang sama dalam model dua fase ekuivalen dari mesin ini.

Dalam teori mesin listrik, terbukti bahwa setiap mesin listrik multifase dengan N- belitan stator fase dan M-belitan fase rotor, asalkan resistansi total fase stator (rotor) sama dalam dinamika, dapat diwakili oleh model dua fase. Kemungkinan penggantian semacam itu menciptakan kondisi untuk memperoleh deskripsi matematis umum dari proses konversi energi elektromekanis dalam mesin listrik berputar berdasarkan pertimbangan konverter elektromekanis dua fase yang diidealkan. Konverter semacam itu disebut mesin listrik umum (OEM).

Mesin listrik umum.

OEM memungkinkan Anda membayangkan dinamika mesin nyata, baik dalam sistem koordinat tetap maupun berputar. Representasi terakhir memungkinkan untuk secara signifikan menyederhanakan persamaan keadaan mesin dan sintesis kontrol untuknya.

Mari perkenalkan variabel untuk OEM. Kepemilikan variabel ke satu atau beberapa belitan ditentukan oleh indeks, yang menunjukkan sumbu yang terkait dengan belitan mesin umum, yang menunjukkan hubungan dengan stator 1 atau rotor 2, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 3.2. Pada gambar ini, sistem koordinat yang terhubung secara kaku ke stator tetap dilambangkan dengan , , dengan rotor berputar - , , adalah sudut rotasi listrik.

Beras. 3.2. Skema mesin dua kutub umum

Dinamika mesin umum dijelaskan oleh empat persamaan kesetimbangan listrik di sirkuit belitannya dan satu persamaan konversi energi elektromekanis, yang menyatakan momen elektromagnetik mesin sebagai fungsi dari koordinat listrik dan mekanik sistem.

Persamaan Kirchhoff, dinyatakan dalam hubungan fluks, memiliki bentuk

(3.1)

dimana dan adalah resistansi aktif fasa stator dan reduksi resistansi aktif fasa rotor mesin.

Hubungan fluks dari setiap belitan umumnya ditentukan oleh aksi yang dihasilkan dari arus semua belitan mesin

(3.2)

Dalam sistem persamaan (3.2), untuk induktansi intrinsik dan timbal balik belitan, penunjukan yang sama diadopsi dengan subskrip, yang bagian pertamanya adalah , menunjukkan di belitan mana EMF diinduksi, dan yang kedua - arus yang berkelok-kelok dibuat. Misalnya, - induktansi sendiri dari fase stator; - induktansi timbal balik antara fase stator dan fase rotor, dll.

Notasi dan indeks yang diadopsi dalam sistem (3.2) memastikan keseragaman semua persamaan, yang memungkinkan untuk menggunakan bentuk penulisan umum sistem ini, yang nyaman untuk presentasi lebih lanjut

(3.3)

Selama pengoperasian OEM, posisi timbal balik belitan stator dan rotor berubah, oleh karena itu, induktansi intrinsik dan timbal balik belitan umumnya merupakan fungsi dari sudut rotasi listrik rotor. Untuk mesin kutub tidak menonjol simetris, induktansi intrinsik belitan stator dan rotor tidak bergantung pada posisi rotor.

dan induktansi timbal balik antara belitan stator atau rotor adalah nol

karena sumbu magnet dari belitan ini digeser dalam ruang relatif satu sama lain dengan suatu sudut. Induktansi timbal balik dari belitan stator dan rotor melewati siklus penuh perubahan ketika rotor berputar melalui sudut , oleh karena itu, dengan mempertimbangkan yang diambil pada Gambar. 2.1 arah arus dan tanda sudut putaran rotor dapat ditulis

(3.6)

di mana adalah induktansi timbal balik dari belitan stator dan rotor atau ketika , yaitu ketika sistem koordinat dan bertepatan. Dengan mempertimbangkan (3.3), persamaan kesetimbangan listrik (3.1) dapat direpresentasikan dalam bentuk

, (3.7)

dimana ditentukan oleh relasi (3.4)–(3.6). Kami memperoleh persamaan diferensial untuk konversi energi elektromekanis menggunakan rumus

dimana sudut rotasi rotor,

dimana adalah jumlah pasang tiang.

Mengganti persamaan (3.4)–(3.6), (3.9) ke dalam (3.8), kita memperoleh ekspresi untuk torsi elektromagnetik REM

. (3.10)

Mesin sinkron implisit dua fase dengan magnet permanen.

Mempertimbangkan Mesin listrik di EMUR. Ini adalah mesin sinkron magnet permanen yang tidak menonjol karena memiliki sejumlah besar pasangan kutub. Dalam mesin ini, magnet dapat diganti dengan belitan eksitasi lossless yang setara (), dihubungkan ke sumber arus dan menciptakan gaya gerak magnet (Gbr. 3.3.).

Gambar 3.3. Skema pengaktifan motor sinkron (a) dan model dua fase di sumbu (b)

Penggantian semacam itu memungkinkan kita untuk merepresentasikan persamaan kesetimbangan tegangan dengan analogi dengan persamaan mesin sinkron konvensional, oleh karena itu, penyetelan dan dalam persamaan (3.1), (3.2) dan (3.10), kita memiliki

(3.11)

(3.12)

Mari kita tunjukkan di mana hubungan fluks ke sepasang kutub. Mari kita ubah (3.9) pada persamaan (3.11)–(3.13), serta turunkan (3.12) dan substitusikan ke persamaan (3.11). Mendapatkan

(3.14)

Di mana - kecepatan sudut mesin; - jumlah belitan belitan stator; - fluks magnet satu putaran.

Jadi, persamaan (3.14), (3.15) membentuk sistem persamaan untuk mesin sinkron kutub tak menonjol dua fase dengan magnet permanen.

Transformasi linier dari persamaan mesin listrik umum.

Keuntungan yang diterima dalam pasal 2.2. Deskripsi matematis dari proses konversi energi elektromekanis adalah bahwa ia menggunakan arus sebenarnya dari belitan mesin umum dan tegangan aktual suplai mereka sebagai variabel independen. Deskripsi dinamika sistem seperti itu memberikan gambaran langsung tentang proses fisik dalam sistem, tetapi sulit untuk dianalisis.

Saat memecahkan banyak masalah, penyederhanaan deskripsi matematis yang signifikan dari proses konversi energi elektromekanis dicapai dengan transformasi linier dari sistem persamaan asli, sementara variabel nyata diganti dengan variabel baru, dengan tetap mempertahankan kecukupan deskripsi matematis dari objek fisik. Kondisi kecukupan biasanya diformulasikan sebagai persyaratan invarian daya saat mengubah persamaan. Variabel yang baru diperkenalkan dapat berupa nilai nyata atau kompleks yang terkait dengan variabel nyata dari rumus transformasi, yang bentuknya harus memastikan pemenuhan kondisi invarian daya.

Tujuan dari transformasi selalu semacam penyederhanaan deskripsi matematis awal dari proses dinamis: penghapusan ketergantungan induktansi dan induktansi timbal balik dari belitan pada sudut rotasi rotor, kemampuan untuk beroperasi tidak dengan perubahan sinusoidal variabel, tetapi dengan amplitudo mereka, dll.

Pertama, kami mempertimbangkan transformasi nyata yang memungkinkan untuk berpindah dari variabel fisik yang ditentukan oleh sistem koordinat yang terhubung secara kaku dengan stator dan dengan rotor ke variabel warna-warni yang sesuai dengan sistem koordinat kamu, ay, berputar di ruang angkasa dengan kecepatan sewenang-wenang. Untuk solusi formal dari masalah, kami mewakili setiap variabel belitan nyata - tegangan, arus, hubungan fluks - sebagai vektor, yang arahnya terhubung secara kaku dengan sumbu koordinat yang sesuai dengan belitan ini, dan modulus berubah dalam waktu sesuai dengan perubahan dalam variabel yang ditampilkan.

Beras. 3.4. Variabel dari mesin umum dalam sistem koordinat yang berbeda

Pada ara. 3.4 variabel belitan (arus dan tegangan) umumnya ditunjukkan dengan huruf dengan indeks yang sesuai, yang mencerminkan milik variabel ini ke sumbu koordinat tertentu, dan posisi relatif pada waktu sumbu saat ini, terhubung secara kaku ke stator, sumbu d,q, terhubung secara kaku ke rotor, dan sistem koordinat ortogonal yang sewenang-wenang kamu,v, berputar relatif terhadap stator tetap dengan kecepatan . Variabel nyata di sumbu (stator) dan d,q(rotor), variabel baru yang sesuai dalam sistem koordinat kamu,v dapat didefinisikan sebagai jumlah proyeksi variabel nyata ke sumbu baru.

Untuk kejelasan yang lebih besar, konstruksi grafis yang diperlukan untuk mendapatkan rumus transformasi ditunjukkan pada Gambar. 3.4a dan 3.4b untuk stator dan rotor secara terpisah. Pada ara. 3.4a menunjukkan sumbu yang terkait dengan belitan stator tetap, dan sumbu kamu,v, diputar relatif terhadap stator pada sudut . Komponen vektor didefinisikan sebagai proyeksi vektor dan sumbu kamu, komponen vektor - sebagai proyeksi dari vektor yang sama ke sumbu ay. Menyimpulkan proyeksi sepanjang sumbu, kami memperoleh rumus transformasi langsung untuk variabel stator dalam bentuk berikut

(3.16)

Konstruksi serupa untuk variabel putar ditunjukkan pada Gambar. 3.4b. Ditampilkan di sini adalah sumbu tetap diputar relatif terhadap mereka dengan sudut sumbu d, q, terkait dengan rotor mesin, diputar pada sumbu rotor D Dan Q terhadap sudut sumbu dan, v, berputar dengan kecepatan dan bertepatan pada setiap saat waktu dengan sumbu dan, v dalam gambar. 3.4a. Membandingkan Gambar. 3.4b dengan gambar. 3.4a, dapat ditetapkan bahwa proyeksi vektor dan ke dan, v mirip dengan proyeksi variabel stator, tetapi sebagai fungsi dari sudut . Oleh karena itu, untuk variabel putar, rumus transformasi memiliki bentuk

(3.17)

Beras. 3.5. Transformasi variabel mesin listrik dua fase umum

Untuk memperjelas makna geometris dari transformasi linier dilakukan sesuai dengan rumus (3.16) dan (3.17), pada gambar. 3.5 konstruksi tambahan dibuat. Mereka menunjukkan bahwa transformasi didasarkan pada representasi variabel mesin umum dalam bentuk vektor dan . Baik variabel nyata dan , dan yang ditransformasikan dan proyeksi ke sumbu yang sesuai dari vektor hasil yang sama . Hubungan serupa juga berlaku untuk variabel putar.

Jika perlu, transisi dari variabel yang diubah ke variabel nyata dari mesin umum rumus transformasi invers digunakan. Mereka dapat diperoleh dengan menggunakan konstruksi yang dibuat pada Gambar. 3.5a dan 3.5, mirip dengan konstruksi pada gambar. 3.4a dan 3.4b

(3.18)

Rumus untuk transformasi langsung (3.16), (3.17) dan terbalik (3.18) dari koordinat mesin umum digunakan dalam sintesis kontrol untuk motor sinkron.

Kami mengubah persamaan (3.14) menjadi sistem baru koordinat . Untuk melakukan ini, kami mengganti ekspresi variabel (3.18) ke dalam persamaan (3.14), yang kami peroleh

(3.19)

Area aplikasi penggerak listrik yang dapat disesuaikan Daya AC di rumah dan di luar negeri sangat berkembang. Posisi khusus ditempati oleh penggerak listrik sinkron ekskavator pertambangan yang kuat, yang digunakan untuk mengkompensasi daya reaktif. Namun, kemampuan kompensasinya tidak cukup digunakan karena kurangnya rekomendasi yang jelas tentang mode eksitasi.

Solovyov D.B.

Cakupan penggerak listrik yang dikendalikan AC di negara kita dan luar negeri berkembang pesat. Posisi khusus ditempati oleh penggerak listrik sinkron ekskavator pertambangan yang kuat, yang digunakan untuk mengkompensasi daya reaktif. Namun, kemampuan kompensasinya tidak cukup digunakan karena kurangnya rekomendasi yang jelas tentang mode eksitasi. Dalam hal ini, tugasnya adalah menentukan mode eksitasi motor sinkron yang paling menguntungkan dari sudut pandang kompensasi daya reaktif, dengan mempertimbangkan kemungkinan pengaturan tegangan. Penggunaan yang efektif dari kapasitas kompensasi motor sinkron bergantung pada sejumlah besar faktor ( Parameter teknik motor, beban poros, tegangan terminal, rugi daya aktif untuk pembangkit daya reaktif, dll.). Peningkatan beban motor sinkron dalam hal daya reaktif menyebabkan peningkatan kerugian pada motor, yang berdampak negatif pada kinerjanya. Pada saat yang sama, peningkatan daya reaktif yang disuplai oleh motor sinkron akan membantu mengurangi kehilangan energi pada sistem catu daya lubang terbuka. Menurut ini, kriteria beban optimal motor sinkron dalam hal daya reaktif adalah minimum pengurangan biaya untuk pembangkitan dan distribusi daya reaktif dalam sistem catu daya lubang terbuka.

Studi tentang mode eksitasi motor sinkron langsung di tambang tidak selalu memungkinkan karena alasan teknis dan karena dana penelitian yang terbatas. Oleh karena itu, tampaknya perlu untuk mendeskripsikan motor sinkron excavator dengan berbagai metode matematis. Mesin, sebagai objek kontrol otomatis, adalah struktur dinamis yang kompleks, yang dijelaskan oleh sistem persamaan diferensial nonlinier orde tinggi. Dalam tugas mengendalikan mesin sinkron apa pun, versi linearisasi yang disederhanakan digunakan model dinamis, yang hanya memberikan gambaran kasar tentang perilaku mesin. Pengembangan deskripsi matematis proses elektromagnetik dan elektromekanis dalam penggerak listrik sinkron, dengan mempertimbangkan sifat sebenarnya dari proses nonlinier dalam motor listrik sinkron, serta penggunaan struktur deskripsi matematis seperti itu dalam pengembangan penyesuaian penggerak listrik sinkron, di mana studi model ekskavator pertambangan akan nyaman dan visual, tampaknya relevan.

Banyak perhatian selalu diberikan pada masalah pemodelan, metode dikenal luas: pemodelan analog, pembuatan model fisik, pemodelan digital-analog. Namun, pemodelan analog dibatasi oleh keakuratan perhitungan dan biaya elemen yang akan diputar. Model fisik paling akurat menggambarkan perilaku objek nyata. Tetapi model fisik tidak memungkinkan untuk mengubah parameter model dan pembuatan model itu sendiri sangat mahal.

Solusi paling efektif adalah sistem perhitungan matematis MatLAB, paket SimuLink. Sistem MatLAB menghilangkan semua kekurangan dari metode di atas. Pada sistem ini telah dibuat implementasi perangkat lunak dari model matematika mesin sinkron.

Lingkungan Pengembangan MatLAB Lab VI adalah lingkungan pemrograman aplikasi grafis yang digunakan sebagai alat standar untuk pemodelan objek, analisis perilaku, dan kontrol selanjutnya. Di bawah ini adalah contoh persamaan untuk motor sinkron yang dimodelkan menggunakan persamaan Park-Gorev lengkap yang ditulis dalam tautan fluks untuk rangkaian ekuivalen dengan satu rangkaian peredam.

Dengan menggunakan perangkat lunak ini, Anda dapat mensimulasikan semua kemungkinan proses dalam motor sinkron, dalam situasi normal. Pada ara. 1 menunjukkan mode start motor sinkron, diperoleh dengan menyelesaikan persamaan Park-Gorev untuk mesin sinkron.

Contoh penerapan persamaan ini ditunjukkan dalam diagram blok, di mana variabel diinisialisasi, parameter ditetapkan, dan integrasi dilakukan. Hasil mode pemicu ditampilkan pada osiloskop virtual.

Beras. 1 Contoh karakteristik yang diambil dari osiloskop virtual.

Seperti dapat dilihat, saat SM dihidupkan, terjadi torsi tumbukan 4,0 pu dan arus 6,5 pu. Waktu mulai sekitar 0,4 detik. Fluktuasi arus dan torsi terlihat jelas, disebabkan oleh ketidaksimetrisan rotor.

Namun, penggunaan model yang sudah jadi ini menyulitkan untuk mempelajari parameter perantara dari mode mesin sinkron karena ketidakmungkinan mengubah parameter rangkaian model jadi, ketidakmungkinan mengubah struktur dan parameter jaringan dan sistem eksitasi, yang berbeda dari yang diterima, pertimbangan simultan dari mode generator dan motor, yang diperlukan saat memodelkan start-up atau pelepasan beban. Selain itu, dalam model jadi, perhitungan primitif untuk saturasi diterapkan - saturasi sepanjang sumbu "q" tidak diperhitungkan. Pada saat yang sama, sehubungan dengan perluasan ruang lingkup motor sinkron dan peningkatan persyaratan untuk pengoperasiannya, diperlukan model yang disempurnakan. Artinya, jika perlu untuk mendapatkan perilaku tertentu dari model (motor sinkron yang disimulasikan), tergantung pada penambangan dan faktor geologis dan faktor lain yang mempengaruhi pengoperasian ekskavator, maka perlu diberikan solusi untuk sistem Park. Persamaan -Gorev dalam paket MatLAB, yang memungkinkan untuk menghilangkan kekurangan ini.

LITERATUR

1. Kigel G. A., Trifonov V. D., Chirva V. Kh. Optimalisasi mode eksitasi motor sinkron di perusahaan penambangan dan pengolahan bijih besi - Mining Journal, 1981, Ns7, hal. 107-110.

2. Norenkov I.P. Desain dengan bantuan komputer. - M.: Nedra, 2000, 188 halaman.

Niskovsky Yu.N., Nikolaychuk N.A., Minuta E.V., Popov A.N.

Penambangan hidrolik lubang bor untuk sumber daya mineral di beting Timur Jauh

Untuk memenuhi permintaan bahan baku mineral yang terus meningkat, serta bahan bangunan, perlu lebih memperhatikan eksplorasi dan pengembangan sumber daya mineral di landas laut.

Selain endapan pasir titanium-magnetit di bagian selatan Laut Jepang, cadangan bantalan emas dan pasir konstruksi telah diidentifikasi. Pada saat yang sama, tailing endapan emas yang diperoleh dari pengayaan juga dapat digunakan sebagai pasir bangunan.

Placers dari sejumlah teluk di Primorsky Krai termasuk deposit placer yang mengandung emas. Lapisan produktif terletak pada kedalaman mulai dari pantai sampai kedalaman 20 m, dengan ketebalan 0,5 sampai 4,5 m.Dari atas lapisan tersebut dilapis oleh endapan sandy-ginger dengan lanau dan lempung dengan ketebalan 2 hingga 17 m Selain kandungan emas, ilmenit ditemukan di pasir 73 g/t, titanium-magnetit 8,7 g/t dan ruby.

Landas pantai di laut Timur Jauh juga mengandung cadangan bahan baku mineral yang signifikan, yang pengembangannya di bawah dasar laut pada tahap saat ini membutuhkan pembuatan peralatan baru dan penggunaan teknologi ramah lingkungan. Cadangan mineral yang paling banyak dieksplorasi adalah lapisan batubara dari tambang yang sebelumnya beroperasi, bantalan emas, titanium-magnetit dan pasir kasrit, serta endapan mineral lainnya.

Data pengetahuan geologi awal dari endapan yang paling khas pada tahun-tahun awal diberikan dalam tabel.

Endapan mineral yang dieksplorasi di beting laut di Timur Jauh dapat dibagi menjadi: a) terletak di permukaan dasar laut, ditutupi dengan endapan berpasir-berlempung dan berkerikil (plester yang mengandung logam dan pasir bangunan, bahan dan cangkang batu); b) terletak di: kedalaman yang signifikan dari dasar di bawah massa batuan (lapisan batubara, berbagai bijih dan mineral).

Analisis pengembangan endapan aluvial menunjukkan bahwa tidak ada solusi teknis (baik pengembangan domestik maupun asing) yang dapat digunakan tanpa merusak lingkungan.

Pengalaman mengembangkan logam non-besi, intan, pasir pembawa emas, dan mineral lainnya di luar negeri menunjukkan penggunaan yang berlebihan dari semua jenis kapal keruk dan kapal keruk, yang menyebabkan gangguan luas di dasar laut dan keadaan ekologis lingkungan.

Menurut Institute of TsNIITsvetmet of Economics and Information, lebih dari 170 kapal keruk digunakan dalam pengembangan deposit logam dan berlian non-besi di luar negeri. Dalam hal ini, terutama kapal keruk baru (75%) dengan kapasitas ember hingga 850 liter dan kedalaman penggalian hingga 45 m digunakan, lebih jarang - kapal keruk hisap dan kapal keruk.

Pengerukan di dasar laut dilakukan di Thailand, Selandia Baru, Indonesia, Singapura, Inggris, Amerika Serikat, Australia, Afrika dan negara lainnya. Teknologi penambangan logam dengan cara ini menciptakan gangguan dasar laut yang sangat kuat. Hal tersebut di atas mengarah pada kebutuhan untuk menciptakan teknologi baru yang dapat secara signifikan mengurangi dampak terhadap lingkungan atau menghilangkannya sama sekali.

Solusi teknis yang diketahui untuk penggalian bawah air pasir titanium-magnetit, berdasarkan metode pengembangan bawah air yang tidak konvensional dan penggalian sedimen dasar, berdasarkan penggunaan energi aliran berdenyut dan efek medan magnet magnet permanen.

Teknologi pengembangan yang diusulkan, meskipun mengurangi dampak berbahaya terhadap lingkungan, tidak melindungi permukaan dasar dari gangguan.

Saat menggunakan metode penambangan lain dengan dan tanpa memagari TPA dari laut, pengembalian tailing pengayaan placer yang dibersihkan dari kotoran berbahaya ke lokasi alaminya juga tidak menyelesaikan masalah pemulihan ekologis sumber daya hayati.