Рисунок 3 – Результаты имитационных экспериментов

1) жесткость механических характеристик во всем диапазоне скоростей в режиме противовключения значительно выше, чем в рекуперативном режиме, что необходимо учитывать при построении систем автоматического регулирования ТЭП ПТ для совместного использования режимов рекуперации и противовключения;

2) с увеличением мощности электропривода наблюдается повышение жесткости характеристик, характерное для обоих генераторных режимов, что объясняется уменьшением падения напряжения при увеличении сопротивления якорной цепи;

3) рабочий диапазон угла управления тиристоров составляет в рекуперативном режиме α=90°…130°, а для режима противовключения 90°…115°;

4) во всем диапазоне рассматриваемых мощностей электродвигателей обнаруживается зона неприменимости как рекуперативного, так и режима противовключения, ограниченная снизу максимальным углом управления тиристоров выпрямителя 120° для режима противовключения и сверху минимальным углом управления инвертора для рекуперативного режима – 90°;

5) режим непрерывного тока при рекуперативном торможении осуществим практически лишь для углов управления от 90° до 110°;

6) в рекуперативном режиме величина зоны прерывистых токов сопоставима с величиной области непрерывного тока;

7) зона прерывистых токов в рекуперативном режиме в основном приходится на диапазон скорости вниз от номинальной.

Таким образом, рабочая область рекуперативного режима ограничена вниз от номинальной скорости углом управления тиристоров 90°. Как отмечалось выше, сужение диапазона рекуперации объясняется импульсным характером работы и односторонней проводимостью вентиля тиристорного преобразователя: поскольку режим рекуперативного торможения может быть реализован только тогда, когда амплитудное значение ЭДС двигателя превышает мгновенное значение ЭДС источника энергии, это приводит к значительному уменьшению области реализации рекуперативного режима.

Ограничение рабочей области режима противовключения при малых значениях развиваемого момента, очевидно, объясняется следующим: с увеличением скорости растет значение ЭДС двигателя, в то же время напряжение на якоре носит отрицательный характер, что в свою очередь приводит к уменьшению величины тормозного момента, развиваемого двигателем. В связи с этим при небольших нагрузках из-за недостаточности момента возникает неустойчивый режим и в конечном итоге образуется зона неприменимости противовключения, характеризуемая неустойчивой работой электропривода.

В этих условиях одним из технических решений для расширения рабочей области противовключения с целью ликвидации обнаруженной зоны неприменимости рассматриваемых генераторных режимов является использование реверса по цепи обмотки возбуждения. Исследования [7] показали, что при соответствующей модернизации схемы реверса быстродействие системы можно существенно повысить. В этом случае такой способ реверсирования становится весьма перспективным, в том числе для электропривода машин и механизмов с ограниченными габаритами, где размещение двухкомплектных тиристорных преобразователей в цепи якоря нежелательно.
Выводы

Таким образом, в результате теоретических исследований и имитационного моделирования генераторных режимов работы ТЭП ПТ для рассмотренных типов двигателей в условиях отсутствия токоограничивающих резисторов в цепи якоря:

- установлено, что для реализации управления скоростью в диапазоне, соответствующем анализируемым классам горных машин и механизмов, необходимо совместное использование рекуперативного режима и режима противовключения;

- определены рабочие области рекуперативного режима и режима противовключения;

- обнаружено, что режим рекуперативного торможения реализуется в значительно более узком диапазоне изменения параметров электропривода, чем это следует из классической теории;

- жесткость механических характеристик во всем диапазоне скоростей в режиме противовключения значительно выше, чем в рекуперативном режиме, причем с увеличением мощности электропривода наблюдается повышение жесткости, характерное как для рекуперативного режима, так и для режима противовключения.

Тұтынылатын электр энергиясы өсуінің ұлғаюы өнеркәсіптік кәсіпорындарды электрмен жабдықтау жүйелерін күрделілендіруге әкеліп соғады. Мұндай есептеулерді қолмен есептеуді жүргізу үлкен күрделі­лікті білдіреді, сондықтан электрмен жабдықтаудың нақты жүйесін есептеуді жылдамдату және ықшамдау үшін SR-0.1.0 программалық пакеті әзірленді.

Қазіргі уақытта энергия-техникалық жүйелерді және электр-жылумен жабдықтау жүйелерін жобалау­шының еңбегін сол немесе өзге дәрежеде жеңілдету үшін тағайындалған, пакеттердің елеулі саны бар.

Мысал ретінде INPOSOFT v 2.0 программасын қарастырамыз. Бұл электр тораптарын есептеу үшін жеткілікті қуатты пакет. Оның негізінде жүйені есеп­теу және негізгі электр жабдықтарын таңдау жүргізі­летін, пайдалану коэффициентінің әдісі жатыр. Беріл­ген жүйенің негізгі кемшілігі электр қабылдағыштар­ды есептеудің 1000В дейінгі кернеуге ғана жүргізіле­тіні болып табылады.

Тағы бір мысал ретінде, Электриктің Project Studio-сын қарастырайық, ол құрылыс объектілерін энергиямен жабдықтау жүйесін (ЭЖЖ) жобалауды автоматтандыру үшін тағайындалған және AutoCAD 2002/2004/2005/LT, Autodesk Building System 2004 немесе Autodesk Architectural Desktop 3.3/2004 ортасында жұмыс істейтін, ARX-қосымшаны білдіреді. Бұл программалық орталарда, сондай-ақ ArchiCAD және Project Studio-да, ең алдымен, Электриктің Project Studio-сы торабының тікелей объектінің қосымша негізі бар жоспарламаларында салынуын қамтамасыз етеді, бұл әрі қарай есептеулер үшін то­раптың қосымша моделін салу қажеттілігінен құтқара­ды. Бұдан басқа, AutoCAD ортасына шоғырланған «Элемент – коннектор» технологиясын пайдалану мүмкіндігі, кез келген күрделілікті электр тораптарын жылдам, ыңғайлы және көрнекті салуды орындауға мүмкіндік береді.

Берілген қосымшаның кемшіліктері мыналар бо­лып табылады:

1) қосымшаның тек жоғарыда көрсетілген орта­ларда ғана жұмыс істеуі;

2) қосымшамен жұмыс істеуге оқытуға уақыттың көп жұмсалуы;

3) берілген қосымшаны сатып алудың қымбатты­ғы.

SR-0.1.0 пакетінің басқа ұқсас программалардан ерекшелігі қосалқы станциялар мен тұтынушылардың орналасқан жеріне, яғни олардың қайда, үстіңгі бетті немесе жер асты қазбаларында болатынына байланысты негізгі электр жабдықтарын таңдаудың универ­салдылығы болып табылады.

Графикалық интерфейсті қолдану арқылы прог­раммалау ортасының негізінде меншікті программа­лық пакетті әзірлеу деректермен аса икемді операциялар жасауға және соңғы пайдаланушы үшін программамен жұмыс істеуді ықшамдауға мүмкіндік береді.

Жүйенің математикалық негізі ретінде ЭЖЖ пара­метрлерін есептеу және таңдаудың типтік әдістемесі қабылданған.

Программада ЭЖЖ есептеу электр жүктемелерін анықтаудың бірнеше әдістерімен көзделген:

1) сұраныс коэффициенті;

2) жүктемелерді есептеудің статикалық әдісі;

3) өндірістік аудан бірлігіне меншікті жүктеме.

Әзірлеменің мақсаты электрмен жабдықтау жүйе­лерін және олардың элементтерін жобалаумен байланысты есептеулерді автоматтандыру тәсілдерін табу болды.

ХХ ғасырдың 30-50 жылдарында әзірленген, есеп­теудің дәстүрлі әдістемесі, қалай болғанда да, егер есептеушінің жеткілікті тәжірибесі болмаса, жобалық қателер мен долбарлы қате есептеулерді толық шама­да болдырмауға мүмкіндік бермейді. Бұдан басқа, электрмен жабдықтаудың балама сұлбаларын табу да қиынға соғады. Осының барлығы SR-0.1.0 программа­лық пакетін жасаудың бастамасы болды.

SR-0.1.0 программасы электр-энергетикалық жүйелерді есептеушінің еңбегін жеңілдету мақсаты­мен құрылған. Программаға салынған есептеу әдістері таза практикалық әдістер болып табылады. Програм­маның өзі – бұл есептеудің аса жиі кездесетін облыс­тарының жинағы және ЭЖЖ жобалау кезінде есептеу­шімен бірінші орынға қойылмау керек, ал тек қосым­ша құрал қызметін атқару керек.

Берілген пакеттің ерекшеліктері келесі болып та­былады:

– қоректендіру көзін, тұтынушыларды және олардың арасындағы электрлік байланыстарды анық­тау арқылы, электрмен жабдықтаудың әр түрлі сұлба­ларын таңдау мүмкіндігі;

– қосалқы станция типін таңдау кезінде транс­форматорды әрі қарай таңдау үшін, жоғары және төмен жақта кернеулерді беру жүзеге асырылады;

– тұтынушылардың алдын ала берілген негізгі параметрлері бар деректер базасынан таңдау мүмкін­дігі, сондай-ақ оларды қолмен беру мүмкіндігі;

– электр жүктемелерін әр түрлі әдістермен есептеу;

– қарымталағыш қондырғыны есептеу және таңдау;

– қосалқы станциялардың әр түрлі типтері үшін күштік трансформаторларды таңдау;

– жарықтандырушы трансформаторларды таңдау;

– кернеу түсуін анықтау және кабельдерді таңдау үшін, қосалқы станциялар, тарату пункттері және тұ­тынушылар арасындағы арақашықтықтарды көрсету.

SR-0.1.0 программалық пакеті бір орындалатын файлға толықтырылған, 4 программалық модульдан тұрады:

а) Tdm_main: деректер модулі – база файлдарына анықтамалық деректерді және жобаның деректер базасын қосуға арналған компоненттері бар. Сондай-ақ деректер базаларының кестелерімен жұмыс істеуге арналған компоненттер және қосымша қосалқы программалар;

б) Tfrm_calc: Есептеу нысанының модулі – онда есептеу барысы туралы ақпараттық терезені құруға арналған класс бар;

в) Tfrm_data_add: Деректерді қосу нысанының модулі – онда терезені құруға арналған класс бар, онда пайдаланушы қосылатын қосалқы станцияның, не болмаса тарату пунктінің типін көрсете алады;

г) Tfrm_main: программаның басты нысанының модулі – онда:

– программаның бас терезесін құруға арналған класс;

– бас меню кластары;

– деректер базалары кестелерінің өрістеріндегі мәндерді редакциялау үшін көрсетілетін компонеттер кластары;

– қосу сұлбаларын құрылымдық көрсетуге арналған компонент;

– онда деректерді қосуға және жоюға арналған пункттері бар, қозғалатын меню компоненті;

– сондай-ақ жоғарыда көрсетілген компоненттерге қызмет көрсетуге және есептеуге арналған барлық басты қосалқы программалар бар.

Деректер базасы орындалатын файл папкасының db қосалқы каталогында болатын, деректер базалары­ның екі файлынан тұрады:

– raschet.mdb – анықтамалық деректер базасы (трансформаторлар, кабельдер және т.б. типті кесте);

– new_data.mdb – жаңа жобаны жасауға арналған шаблон, онда жоба деректерін сақтау үшін қажетті өрістері бар, бос кестелер бар.

Программалық модульдардың өзара әрекеттесу құрылымы суретте көрсетілген.

Объектілік-бағдарланған амалды пайдалану арқылы қолданбалы программалық қамтамасыз етуді әзірлеу және C++ Builder стандарттық қойылымында болатын, небары стандарттық кластар мен компонент­терді жинау принципі әзірлеуді едәуір жеңілдетуі және жылдамдатуы мүмкін. C++ Builder стандарттық қойылымында компоненттердің көп санының бар болуы, ортаны басқалардан C++ (мысалы, MS Visual C++) тілінің базасында ұтымды ажыратады [1]. Ал программалау тілін таңдау C++ тілі конструкциялары­ның қысқа айтылушылығы және айқындылығы сияқ­ты даусыз артықшылықтармен қамтамасыз етіледі. Сондай-ақ олардың аналогтарын Delphi әзірлемесінің ұқсас ортасында байқау мүмкін болмайтын, бірақ Object Pascal тілінің өте үлкен конструкцияларын пай­даланатын, деректер массивтерімен аса ыңғайлы операциялар жасауға мүмкіндік беретін, мысалы, std::map және std::vector сияқты, шаблондық кластардың бар болуымен қамтамасыз етіледі.

SR-0.1.0 құрамына MS JET.OLEDB.4.0 стандарты­ның деректер базалары кіреді, олармен MS Access жұмыс істейді. Олар жабдықтардың негізгі параметр­лерінен, сондай-ақ аралық есептеулер жүргізу үшін қажетті, әр түрлі мәндері бар кестелерден тұрады. ДБ-ға трансформаторлардың жүзден аса атауы кіреді және оларды программаны пайдаланушыларға қосу мүмкіндігі болады.

Көрсетілген программалау ортасының және SR-0.1.0 деректер базалары стандартының көмегімен MS Office программалық пакеті орнатылған Windows 2000/XP/98SE ОЖ бар ДК-да 2000 немесе одан жоғары нұсқаларды (не болмаса MS JET.OLEDB.4.0 орнатылған драйвері бар кез келген басқаны) пайдала­нуға болады. Программалық пакеттің аппараттық қам­тамасыз етуге қоятын талаптары жоғарыда көрсетіл­ген программалардың аппараттық талаптарынан жоға­ры болмайды.

Берілген пакет кәсіпорынның электр жүктемеле­рін жеткілікті түрде жылдам есептеуге және негізгі электр жабдықтарын таңдауды жүргізуге мүмкіндік береді.