Предложен более совершенный алгоритм передачи исходных данных и параметров эквивалентных схем замещения глубокопазных асинхронных двигателей системы собственных нужд ТЭС между MathCad-программой расчета этих параметров и разделом символьной базы данных учебной САПР электрической части электростанций. Алгоритм реализован на внутреннем алгоритмическом языке MS Excel – VBA.
Для моделирования электромеханических переходных процессов (пуски и самозапуски электродвигателей) в системах собственных нужд ТЭС на кафедре
Электрические станции
ДонНТУ разработана методика их моделирования с использованием одноконтурной эквивалентной схемы замещения (ЭСЗ) с зависимыми от
скольжения параметрами цепи ротора (рис. 1) [1]. Она основана на минимизации отклонений исходных и расчетных данных пусковых характеристик токов статора
и вращающего момента в точках скольжения, соответствующих заторможенному ротору (s = 1). максимальному моменту (Sкр). номинальному режиму (Sн) и одной
или нескольким промежуточным точкам (Sпр) из диапазона скольжений [0;1].
Для расширения возможностей аппроксимации исходных пусковых характеристик АД его ротор будем представлять двумя эквивалентными прямоугольными пазами: отдельно для активной и отдельно д.ля индуктивной составляющих сопротивлений ротора. При этом оптимизируемыми параметрами ротора становятся: Rrn и Хrn – его активные и индуктивные сопротивления при номинальном скольжении, hr и hx – высоты пазов ротора соответственно по активной и индуктивной составляющей сопротивлений, а также аr и ах – лобовые части обмоток ротора соответственно по активной и индуктивной составляющих его сопротивления.
Дополнив их индуктивным сопротивлением цепи намагничивания, получим вектор искомых параметров одноконтурной ЭСЗ АД (Z), состоящим из 7 параметров.
Рисунок 1 – Схема замещения АД с одним контуром на роторе
Изначально методика была реализована в программе расчета, созданной в среде пакета MathCad. В ней исходные данные электродвигателей заносятся в матрицу AD. Затем последовательно для каждого из АД выполняются расчеты параметров ЭСЗ и результаты расчетов записываются в туже матрицу AD.
В качестве примера для одного из АД привода ПЭН блока 300 МВт на рисунках 2 и 3 приведены исходные (точки) и расчетные пусковые характеристики тока статора и вращающего момента.
В структуре информационного обеспечения учебной системы автоматизированного проектирования (УСАПР) кафедры, созданного в среде электронной таблицы MS Excel, первоначально передача исходных данных и параметров ЭСЗ АД из MathCad в электронную таблицу производилась через файл обмена данных (*.prn). При этом требовалось дополнительная обработка этого файла путем удаления в нем служебных строк, преобразования одной строки данных в таблицу с последующим выравниванием колонок таблицы в редакторе Visual Lisp. Это требовало дополнительны трудозатрат и опыта работы студентов в разнородных программных продуктах.
В предлагаемом варианте исходные данные асинхронных двигателей вначале заносятся построчно на лист AD книги электронной таблицы Электродвигатели
переменного токa.xls
(рис. 4). Для расчета параметров ЭСЗ одного из АД вначале его исходные данные из і-той стоки по команде Запись данных для
расчета по выбранному АД
передаются в фиксированную группу ячеек третьей строки. Затем в MathCad эти данные считываются из этой строки и
производится расчет параметров ЭСЗ.
По завершении расчета параметры ЭСЗ АД записываются штатными средствами интерфейса MathCad в промежуточный файл электронной таблицы resalts.xls
Рисунок 2 – Расчетная зависимость тока статора от скольжения АД привода ПЄН блока 300 МВт
Рисунок 3 – Расчетная зависимость вращающего момента от скольжения АД привода ПЭН блока 300 МВт
В электронной таблице с помощью команды Импорт полученных результатов из файла
данные ЭСЗ импортируются из промежуточного файла results.xls
в
раздел Результаты расчета
в строку, соответствующую обрабатываемому АД. Программа, реализующая описанную выше обработку данных, написана на внутреннем
алгоритмическом языке MS Excel VBA (Visual Basic for Application).
Рисунок 4 – Технология обработки данных АД в УСАПР
Выводы
- Предложенный алгоритм н VBA-программа позволяют исключить промежуточные этапы работ при передаче данных между MathCad-программой расчета параметров эквиватентной схемы замещения глуоокопазных асинхронных двигателей и символьной базой данных учебной САПР.
- В качестве математической модели глуоокопазных асинхронных двигателей принята одноконтурная эквивалентная схема замещения с зависимым от скольжения сопротивлением цепи ротора, представляемым двумя эквивалентными прямоугольными пазами отдельно по активной и отдельно по индуктивной его составляющей.