Исходные данные тихоходных асинхронных двигателей

Расчетно-лабораторная работа № 4

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ С АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Цель работы:изучение работы преобразователя частоты с трехуров-невым инвертором напряжения [1, 2, 5, 7].

Общие положения

В современных регулируемых электроприводах переменного тока все чаще применяются полупроводниковые преобразователи частоты (ПЧ)

с микропроцессорной системой управления. Для исследования работы си-ловой части преобразователя частоты в качестве нагрузки используется асинхронный двигатель. Входным блоком преобразователя служит не-управляемый выпрямитель, собранный на шести диодах. Выпрямленное напряжение подается в звено постоянного тока, представленное конденса-тором и дросселем (дроссель в ряде случаев является опцией и чаще всего заменяется перемычкой). Выходным блоком является автономный инвер-тор напряжения, образованный шестью IGBT транзисторами и шестью обратновключенными диодами. Выходное напряжение формируется по-средством широтно-импульсной модуляции (ШИМ), причем мгновенное напряжение принимает три значения +U _DC , 0 , -U _DC . Такие инверторы на-

зываются трехуровневыми. Регулирование напряжения осуществляется мик-ропроцессорной системой управления. Электрическая схема силовой части ПЧ представлена на рис. 27. Выходное напряжение ПЧ характеризуется индексом модуляции: k_мод =U _вых /U _DC .

Рис. 27. Силовая часть ПЧ

На рис. 27 показаны трехфазный неуправляемый выпрямитель 1, звено постоянного тока 2, транзистор для обеспечения режима торможения

с обратновключенным диодом 3, резистор для обеспечения режима тормо-жения 4, автономный инвертор напряжения на основе IGBT-транзисторов с обратновключенными диодами 5. Кроме этого показаны сетевой дроссель АС и дроссель в звене постоянного тока DC, которые не являются обяза-тельными элементами ПЧ. В качестве нагрузки преобразователя использу-ем асинхронный двигатель.

Выполнение работы

Подготовка к лабораторной работе

Предметом изучения является преобразователь частоты с активно-индуктивной нагрузкой (асинхронным двигателем). В большинстве техни-ческих областях нашли применение преобразователи частоты, состоящие из неуправляемого выпрямителя, звена постоянного тока и автономного инвертора напряжения.

Структурная схема силовой части преобразователя частоты с активно-индуктивной нагрузкой (асинхронным двигателем) показана на рис. 28.

Рис. 28. Структурная схема силовой части преобразователя частоты в системе Simpowersystem

Рабочее задание

1. Провести моделирование:

а) подобрать параметры регулятора напряжения. При переходном процессе звене постоянного тока задание выходного напряжения должно быть равно нулю (в начальный момент времени), а затем установлено в диапазоне от 0 до 1; б) при выбранном регуляторе частоты вращения получают графики (рис. 29 - 31) при следующих значениях момента сопротивления:

М _С = 0 ; М _С = М _Н ; М _С = 0,5 ⋅ М _н .

2. Обработка результатов моделирования:

а) определить максимальный ток заряда звена постоянного тока; б) рассчитать максимальное значение тока в переходном режиме;

в) найти амплитудное и действующее значения тока в стационарном режиме;

г) вычислить время переходного процесса;

д) определить время, в течение которого значение тока в переходном режиме было на 30 % больше значения тока в стационарном режиме .

Рис. 29. Зависимости напряжения звена постоянного тока, выходного напряжения, токов, индекса модуляции

Рис. 30. Зависимости напряжения и тока звена постоянного тока

Рис. 31. Зависимости входных напряжений и токов преобразователя частоты

Методические указания

При подготовке к лабораторной работе необходимо внести в диало-говые окна параметры схемы замещения асинхронного двигателя (рис. 32), выпрямителя (рис. 33), параметры звена постоянного тока С, параметры ав-тономного инвертора напряжения (рис. 34), регулятора напряжения (рис. 35) и ШИМ-генератора (рис. 36) (см. прил. 2, 4).

Рис. 32. Диалоговое окно параметров двигателя

Рис. 33. Диалоговое окно параметров выпрямителя

Рис. 34. Диалоговое окно параметров инвертора

Рис. 35. Диалоговое окно параметров регулятора

Рис.36. Диалоговое окно параметров ШИМ-генератора

Контрольные вопросы и задания

1. Какие преобразования электрической энергии происходят в преобра-зователе частоты?

2. Для чего необходимы обратновключенные диоды?

3. Может ли выходное напряжение преобразователя частоты быть рав-ным или больше входного напряжения?

4. Что произойдет с напряжением звена постоянного тока при рекупе-ративном торможении двигателя?

5. Что такое коэффициент модуляции?

6. Как влияет частота коммутации на ток двигателя?

Приложение 4

Исходные данные тихоходных асинхронных двигателей

Типоразмер	Номинальная мощность	Напряжение линейное	Частота	Активное сопротивлениеобмоткистатора	Активное сопротивлениеобмоткиротора	Индуктивность статора	Индуктивность ротора	Индуктивность магнит-нойцепи	Магнитный поток	Момент инерции ротора

	Р _Н	U _Л	f _Н	r _s	r _r	L _s	L _r	L _μ	Φ _m	J
	кВт	В	Гц	Ом	Ом	мГн	мГн	мГн	Вб	Кг·м
АН225S12	3,0	173	12	0,6122	1,1607	6,0	11,1	69,0	2,66	1,19
			Габарит 280 мм (Da = 490 мм)
АН280S10	3,14	164	10	0,6802	0,2434	10,3	9,9	117,3	2,42	1,88
АН280S10	6,28	173	10	0,3720	0,1588	6,8	6,2	52,3	3,19	2,26
АН280S12	3,14	138	8	0,5089	0,2918	7,6	11,1	64,3	2,46	1,88
АН280S12	3,14	156	10	0,5089	0,2918	7,6	11,4	80,6	2,32	1,88
АН280S12	3,14	173	12	0,5089	0,2918	7,6	11,5	87,9	2,20	1,88
АН280М12	6,28	135	8	0,2393	0,1753	4,6	6,7	35,2	3,36	2,64
АН280М12	6,28	159	10	0,2393	0,1753	4,6	6,9	41,6	3,53	2,64
АН280М12	6,28	173	12	0,2393	0,1753	4,6	7,0	50,8	3,29	2,64
			Габарит 315 мм (Da = 530 мм )
АН315М12	6,28	121	12	0,1535	0,0765	2,1	3,0	37,1	3,08	4,59

Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 109; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!