|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Структура та основні можливості енергоаналізатора ⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5
На рис. 4.2 наведено функціональну схему контрольно-вимірювального блока (КВБ), до складу якого входять: чотири датчики струму ДС1–ДС4, Рисунок 4.2 – Функціональна схема контрольно-вимірювального блока електрогідравлічного комплексу
Для формування і частотного аналізу електричних (струм, напруга), технологічних (тиск, витрата), а також енергетичних (електрична і гідравлічна потужність) сигналів у структурі КВБ передбачений енергоаналізатор – програмний модуль, що включає: блок обробки вхідних сигналів, що надходять безпосередньо з датчиків; блок формування часової функції потужності, одержуваної добутком вихідних сигналів (напруги і струму, напору і витрати); аналізатор спектра сигналів, що дозволяє представити криві струмів і напруг, напорів і витрат, а також сигналів потужності тригонометричним рядом у вигляді суми постійної і гармонійних (косинусних і синусних) складових. Роботу аналізатора демонструють вікна лицьових панелей програмного модуля (рис. 4.3–4.7). Вікно задання вихідних параметрів енергетичного режиму ЕГК (рис. 4.3) передбачає завантаження часових сигналів фазних напруг і струмів, напору і витрати, зчитаних безпосередньо з датчиків, визначення базової частоти вихідних сигналів і корекцію їх з використанням масштабних коефіцієнтів. Для проведення частотного аналізу електричних і гідравлічних сигналів є можливість задання періоду розкладання часової функції і рівня значущості гармонік [11].
Рисунок 4.3 – Вікно задання вихідних параметрів енергоаналізатора
Аналізатор спектра дозволяє відтворювати часові сигнали електричних параметрів (струму, напруги та потужності) у трифазній системі, сумарну електромагнітну потужність, що підводиться до статора електричного двигуна (рис. 4.4), а також сигнали гідравлічних параметрів (напору, витрати і потужності) як на виході насосного агрегату, так і в трубопровідній мережі (рис. 4.5). Частотну характеристику отриманих кривих відображають спектри (амплітудні, фазові) для різних компонент (косинусних або синусних) розглянутих сигналів (рис. 4.4, 4.5).
Рисунок 4.4 – Вікно відображення електричних сигналів і їх спектри
Рисунок 4.5 – Вікно відображення гідравлічних сигналів і їх спектри при розвитку кавітації в гідросистемі
Можливості енергоаналізатора передбачають формування математичних функцій, що описують гармонійні складові потужності (електричної, гідравлічної) у формі добутку ортогональних гармонійних складових вихідних сигналів (напруги і струму, напору і витрати), що утворюють потужність, а також їх середньоквадратичних оцінок (рис. 4.6, 4.7).
Рисунок 4.6 – Вікно відображення ортогональних складових напруги, струму і потужності, а також їх середньоквадратичних оцінок
Рисунок 4.7 – Вікно відображення розрахункових значень коефіцієнтів енергорежиму
Порядок виконання роботи 1. Увімкнути ПК і настроїти програму LGraph. 2. Включити персональний комп'ютер, запустити і настроїти програму керування режимом роботи модуля E14-440 (АЦП-ЦАП), завантаживши відповідні коефіцієнти настроювання. 3. Подати живлення у силові та керувальні ланки стенда ввімкненням автоматичного вимикача QF1. 4. Вибрати режим безпосереднього живлення насосного агрегату НА1 від перетворювача частоти ПЧ1 за допомогою тумблера SA1. 5. Запустити двигун, натиснувши кнопку К3 «׀ » на панелі керування стендом. 6. Відкрити засувку Z14 на напірному трубопроводі. 7. Установити частоту напруги живлення 40 Гц, зняти показання з датчика тиску у споживача (у кінцевій точці трубопровідної мережі). Отримане значення тиску 8. Виконати запис миттєвих значень струму 9. Прикрити засувку Z27 на всмоктувальному патрубку на 25 %. 10. Шляхом збільшення частоти напруги живлення АД1 вийти на значення тиску у споживача, рівному 11. Виконати запис миттєвих значень струму 12. Виконати п. п. 9–11 для ступеня закриття засувки на всмоктувальному патрубку 50 % та 75 %, відповідно. 13. Після закінчення запису даних перекрити засувку Z14. 14. Вимкнути стенд. 21. Отримані результати опрацювати за допомогою програмного модуля «Енергоаналізатор». 22. У головному вікні програмного модуля (рис. 4.3) необхідно вибрати місце розташування текстового файла із записаними сигналами струму та напруги, витрати та напору. При цьому структура текстового файла повинна бути такою: перші три стовпці відповідають сигналам напруги 23. У другому рядку вікна «Енергоаналізатор» задаються відповідні калібрувальні коефіцієнти для сигналів напруг, струмів, витрати та напору, а також частота дискретизації, з якою відбувався запис необхідних даних. 24. Для запуску програми натиснути кнопку «Выполнить анализ», розташовану внизу вікна. 25. Після завантаження даних у графічному вікні «Электрические сигналы» (рис. 4.4) ліворуч відображаються в режимі реального часу залежності зміни сигналів фазних напруг
Рисунок 4.8 – Настроювання параметрів спектрів
26. Вікно «Гидравлические сигналы» (рис. 4.5) дозволяє отримати часові залежності зміни напору 27. У графічному вікні «Вікно відображення ортогональних складових напруги, струму і потужності, а також їх середньоквадратичних оцінок» наводяться аналітичні залежності і чисельні значення ортогональних складових напруги, струму, електричної потужності (рис. 4.6), або напору, витрати та гідравлічної потужності. З отриманих даних вибрати ефективне значення електричної 28. Розрахувати коефіцієнт 29. Побудувати графік залежності коефіцієнта
Таблиця 4.1 – Розрахункові дані
Зміст звіту 1. Титульна сторінка. 2. Мета, короткі теоретичні відомості. 3. Вікна відображення електричних і гідравлічних сигналів, їх спектри для різних ступенів закриття засувки на всмоктувальному трубопроводі. 4. Розрахувати коефіцієнт пропускної здатності енергетичного каналу ЕГК для різних ступенів закриття засувки на всмоктувальному трубопроводі. 5. Навести таблицю розрахованих даних. 6. Побудувати графік залежності 6. Аналіз отриманих результатів. Висновки з роботи. Контрольні запитання 1. Наведіть вирази для полігармонічних сигналів струму, напруги та фазної електричної потужності. 2. Як визначається сумарна електрична потужність? 3. Назвіть причини розвитку нелінійних процесів в ЕГК. Як вони впливають на енергетичні показники роботи системи? 4. Як визначити гідравлічну потужність на елементах енергетичного каналу ЕГК? 5. Що являється мірою оцінювання енергопроцесів в ЕГК? 6. Наведіть вираз для визначення коефіцієнта пропускної здатності енергетичного каналу. Поясніть його фізичний зміст. 7. Розкрийте основні властивості програмного модуля «Енергоаналізатор». 8. Як визначається ефективне значення складових потужності? Література: [1–6, 8–13, 15]. 2 КРИТЕРІЇ ОЦІНЮВАННЯ ЗНАНЬ СТУДЕНТІВ Кількість лабораторних занять – 14 годин (5 лабораторних робіт). Поточний контроль на лабораторних заняттях протягом змістових модулів: - відвідування лабораторних занять – 0, 3 бала за заняття (максимум - підготовка до лабораторної роботи – 0, 2 бала за лабораторне заняття передбачене робочою-навчальною програмою дисципліни (максимум 1 бал за семестр); - наявність лабораторної роботи – 0, 2 бала за лабораторну роботу (максимум 1 бал за всі лабораторні роботи); - захист лабораторної роботи – 0, 5 бала за лабораторну роботу (максимум 2, 5 бала за всі лабораторні роботи); - якість оформлення звіту з лабораторної роботи – максимум 0, 2 бала за звіт з лабораторної роботи (максимум 1 бал за всі лабораторні роботи); - опитування під час проведення лабораторних занять – максимум Кількість практичних занять – 18 годин (5 практичних занять).
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Бронштейн И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. – М.: Наука, 1986. 2. Вишневский К. П. Переходные процессы в напорных системах водоподачи / К. П. Вишневский. – М.: Агропромиздат, 1986. – 135 с. 3. Загирняк М. В. Оценка процессов энергопреобразования с использованием составляющих мгновенной мощности / М. В. Загирняк, 4. Карелин В. Я. Износ лопастных гидравлических машин от кавитации и наносов / В. Я. Карелин. – М.: Машиностроение, 1970. – 184 с. 5. Карелин В. Я. Кавитационные явления в центробежных и осевых насосах / В. Я. Карелин. – М.: Машиностроение, 1975. – 336 с. 6. Ковальчук В. Г. Энергетическая модель электрогидравлического комплекса с периодическим изменением технологических параметров / 7. Колб А. А. Теорія електропривода: навч. посібн. / А. А. Колб, 8. Коренькова Т. В. Показатели процессов энергопреобразования в электрогидравлическом комплексе / Т. В. Коренькова // Науково-прикладний журнал «Технічна електродинаміка». – К.: ІЕД НАНУ, 2014. – Вип. 5. 9. Пилипенко В. В. Кавитационные автоколебания и динамика гидросистем / В. В. Пилипенко, В. А. Задонцев, М. С. Натанзон. 10. Рабинович Е. З. Гидравлика / Е. З. Рабинович. – М.: Недра, 1978. 11. Родькин Д. И. Анализатор процессов энергопреобразования в электрогидравлическом комплексе / Д. И. Родькин, Т. В. Коренькова, 12. Родькин Д. И. Возможности и эффективность метода энергодиагностики в идентификационных задачах / Д. И. Родькин, 13. Родькин Д. И. Комментарий к теории энергопроцессов с полигармоническими сигналами. Часть 2. Определение и использование показателей энергетических режимов / Д. И. Родькин // Вісник КДПУ. Наукові праці КДПУ. – Кременчук: КДПУ, 2005. – Вип. 3/2005 (32). – С. 106–115. 14. Фираго Б. И. Регулируемые электроприводы переменного тока / 15. Чарный И. А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах / И. А Чарный. – М.: Недра, 1975. – 296 с. Додаток Г
Приклад обробки експериментальних даних у середовищі MATHCAD для лабораторної роботи № 3
У першому випадку розглянемо особливості динамічних процесів під час прямого запуску на закриту засувку з подальшим її відкриттям на 2 с. Отримано, що прямий пуск насосного агрегату супроводжується підвищеним пусковим моментом, що становить 20 % від номінального значення. При цьому в кривій тиску, як на виході насоса, так і в трубопроводі, спостерігається скачок з виходом на номінальне значення на 8 с, продуктивність досягає робочого значення на 11 с.
Рисунок Г.1 – Крива формування вхідної частоти
Рисунок Г.2 – Крива зміни частоти
Рисунок Г.3 – Крива зміни моменту
Рисунок Г.4 – Криві зміни напруги
Рисунок Г.5 – Криві зміни струму
Рисунок Г.6 – Криві зміни тиску
Рисунок Г.7 – Криві зміни витрати на виході насоса
Рисунок Г.8 – Крива зміни електричної потужності електродвигуна
Рисунок Г.9 – Криві зміни гідравлічної потужності
У кривій електричної потужності (рис. Г.8) прямий пуск насосного агрегату також супроводжується підвищенням амплітудного значення (70 %), у кривих гідравлічної потужності стрибки відсутні (рис. Г.9). Під час формування лінійного закону вхідна частота формується в період часу від 6 с до 17 с (рис. Г. 10). Аналогічну форму матиме крива зміни кутової частоти (рис. Г.11), у сигналі електромагнітного моменту на 6 з спостерігається скачок, що становить 15 % від номінального (рис. Г.12). Формування такого вхідного впливу призводить до незначного спотворення кривих фазових напруг і струмів (рис. Г.13–Г.14) Рисунок Г.10 – Крива формування вхідної частоти
Рисунок Г.11 – Крива зміни частоти
Рисунок Г.12 – Крива зміни моменту
Рисунок Г.13 – Криві зміни напруги
Рисунок Г.14 – Криві зміни струму
Рисунок Г.15 – Криві зміни тиску
Рисунок Г.16 – Криві зміни витрати на виході насоса Формування лінійного закону вхідної напруги призводить до плавного збільшення тиску з досягненням робочого значення на 20 с, значення продуктивності залишається порівняно постійним (Рис. Г.15, Г.16).
Рисунок Г.17 – Крива зміни електричної потужності електродвигуна
Рисунок Г.18 – Криві зміни гідравлічної потужності
Сигнали електричної і гідравлічних потужностей мають плавно наростаючий характер з виходом на номінальне значення на 17 с і 20 с відповідно (рис. Г.17, Г.18).
Додаток Д Зразок оформлення титульної сторінки
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ МИХАЙЛА ОСТРОГРАДСЬКОГО ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОМЕХАНІКИ, ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ
Кафедра Систем автоматичного УПРАВЛІННЯ
Звіт до лабораторної роботи з навчальної дисципліни «ЕНЕРГЕТИЧНІ ПРОЦЕСИ В ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМАХ» Виконав: студент групи ____________ _________________________
Перевірив: викладач _________________________
Кременчук 20__ Методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт з навчальної дисципліни «Енергетичні процеси в електромеханічних системах» (Частина ІІ) для студентів денної та заочної форм навчання за напрямом 6.050702 – «Електромеханіка» (у тому числі скорочений термін навчання)
Укладачі: к.т.н., доц. Т. В. Коренькова, асист. В. Г. Ковальчук
Відповідальний за випуск завідувач кафедри САУЕ д.т.н., проф. Д. Й. Родькін
Підп. до др. ______________. Формат 60× 84 1/16. Папір тип. Друк ризографія. Ум. друк. арк. ____. Наклад _______ прим. Зам. №___________. Безкоштовно.
Видавничий відділ Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського вул. Першотравнева, 20, м. Кременчук, 39600 |
Последнее изменение этой страницы: 2019-06-19; Просмотров: 38; Нарушение авторского права страницы
прийняти за задане.
(датчики струму ДС3, ДС4), напруги 
(датчики напруги ДН5–ДН7) у колах статора АД, тиску 
(датчики тиску ДТ1, ДТ3) та витрати 
(витратомір Q1) на ЕОМ. Отриманні дані зберегти у текстовому форматі.
.
фази А, В, С відповідно; четвертий та п’ятий стовпці – сигналам струму фаз А 
та В 
, при цьому струм фази С визначається шляхом розрахунку 
; шостий і сьомий стовпці – сигнали напору 
та витрати 
. За необхідності сигнали напору та витрати можуть бути замінені сигналами напруги та струму однієї фази. Натиснути кнопку «Загрузить данные». За необхідності отримання символьних виразів складових сигналів, що аналізуються, поставити позначку «þ » у відповідному вікні. Задати початок і період аналізу електричних і гідравлічних сигналів, їх частота розраховується автоматично після запуску ПМ. Поставивши позначку «þ » у відповідному вікні «Значимость гармоник» і, задавшись числовим значенням цього коефіцієнта, відсіяти малозначущі гармоніки в амплітудних і фазових спектрах електричних і гідравлічних сигналів.
струмів 
потужностей 
, а також крива сумарної електричної потужності 
, яка підводиться до статора електричного двигуна. Праворуч у графічному вікні відображаються частотні характеристики електричних і енергетичних сигналів: фазовий або амплітудний спектри для вибраних сигналів фазних напруг 
або потужностей 
. При цьому розкладання у спектр може бути як за амплітудними значеннями всього сигналу, так і за амплітудними значеннями косинусних або синусних складових аналізованої часової компоненти (рис. 4.8).
витрати 
гідравлічної потужності 
їх частотні характеристики.
(вхідної) та гідравлічної 
(вихідної) потужності для різних ступенів закриття засувки на всмоктувальному трубопроводі, занести до табл. 4.1.
пропускної здатності енергетичного каналу ЕГК для всіх розглянутих випадків, отримані дані занести до табл. 4.1.
відкриття засувки на всмоктувальному трубопроводі.
%
%
%
%
, ВА
, ВА
.
обертання ЕП насоса
на валу електродвигуна насоса
, 
, 
, прикладеної до обмоток статора асинхронного двигуна насоса
, 
, 
в обмотках статора електродвигуна насоса
на виході насоса та в трубопровідній мережі 
насоса
на виході насоса та в трубопровідній мережі 
обертання ЕП насоса
