Режимы работы, статические характеристики асинхронного электродвигателя с фазным ротором
Для электропривода с асинхронным двигателем (AД) при работе в двигательном и тормозных режимах приближенно характеристики могут быть рассчитаны, если известны основные технические данные двигателя и параметры его обмоток.
Расчеты выполняют, как правило, на основе Г-образной схемы замещения асинхронного двигателя.
Механические характеристики АД в режимах двигательном, торможения противовключением и рекуперативного (генераторного) торможения можно определить по формуле Клосса:
,
где М К – максимальный (критический) момент АД;
,
где U 1 – напряжение фазы статора;
R 1 – активное сопротивление фазы статора;
Х к= Х 1+ Х 2` – индуктивное сопротивление к.з. фазы двигателя (Х 1, Х 2` – индуктивные сопротивления фазы статора и приведенное фазы ротора);
w 0 – угловая синхронная скорость вращения;
знак «+» – двигательный режим и торможение противовключением;
знак «-» – рекуперативное торможение;
а = R 1/ R 2`– коэффициент (R 2` – приведенное активное сопротивление фазы ротора);
– критическое скольжение;
– скольжение двигателя,
где w, n – текущие скорости вращения ротора.
На рис. 3.3 приведены механические характеристики АД в различных режимах работы.
При скольжении:
s=1¸0 – двигательный режим (I квадрант);
s³1– режим торможения противовключением (IV квадрант);
s£0 – режим рекуперативного (генераторного) торможения (II квадрант);
s£1 – режим динамического торможения (II квадрант).
|
|
|
Рис.3.3. Механические характеристики режимов работы АД
Характерные точки механической характеристики в режимах двигательном, рекуперативном и противовключении следующие:
s =0, w = w 0, M =0 – точка идеального холостого хода (синхронная скорость вращения);
s =1, w =0, M = M КЗ= M П – точка короткого замыкания;
s = s КД, M = M КД, s = s КГ, M = M КГ – точки экстремума;
s ®±¥, w ® 
¥, М ®0 – асимптота механической характеристики, которой является ось скорости.
Механическую характеристику АД при динамическом торможении можно рассчитать по следующим формулам:
,
где 
– критическая скорость (критическое скольжение) при динамическом торможении;
– относительная скорость (скольжение) при торможении;
– максимальный (критический) момент при динамическом торможении;
К сх – коэффициент, зависящий от способа соединения обмотки статора (Ксх=0,816, если обмотка статора соединена Y, и К сх=0,472, если обмотка статора соединена D);
I п - величина постоянного тока;
– индуктивное сопротивление намагничивающего контура в начальной части кривой намагничивания АД;
I 0 – ток намагничивающей цепи АД;
- критическая скорость при динамическом торможении.
Выражения для расчета электромеханических характеристик АД (s = f (I 1), s = f (I 2`)) выглядят следующим образом.
|
|
|
Ток фазы статора:
,
где 
– коэффициент;
– приведенный ток фазы ротора.
Электромеханическая характеристика АД изображена на рис. 3.4.
Характерные точки электромеханической характеристики:
s =0, w = w 0, I 2`=0 – точка идеального холостого хода (синхронная скорость вращения);
s =1, w =0, I 2`= I кз – точка короткого замыкания;
s 1=- R 2`/ R 1, w 1= w 0(1+ s 1), I 2`= I МАКС= U / X K – точка максимального значения тока ротора, лежащая в области отрицательных скольжений;
s ®±¥, w ® ¥, I 2`® I МАКС= 
– асимптотическое значение тока ротора при бесконечно большом увеличении скольжения и скорости.
 |
Рис. 3.4. Электромеханическая характеристика для различных
режимов работы АД
Скорость вращения в электроприводе с асинхронным двигателем регулируется изменением частоты f и величины U питающего напряжения, числа пар полюсов 2р, активного сопротивления статора R 1, активного сопротивления ротора R 2`, индуктивного сопротивления статора X 1 и ротора X 2`.
На рис. 3.5 показаны механические естественная и искусственные характеристики при вышеуказанных способах регулирования.
АД с короткозамкнутым ротором наиболее просты по конструкции и надежны в эксплуатации, имеют высокие технические показатели; так, например, у асинхронных двигателей общепромышленного применения перегрузочная способность 
. Главные недостатки АД с к.з. ротором – излишняя чувствительность к напряжению питания (М º U 12) и трудность регулирования скорости вращения.
|
|
|
Рис. 3.5. Естественная и искусственные механические
характеристики АД
1– естественная (U=UН, f=fН, r1, r2`, x1, x2`,2PП=2);
2– искусственная (f<fН);
3– искусственная (U<UН);
4– искусственная (2PП=4);
5– искусственная (R1>r1, XК>x1, XК>x2`);
6– искусственная (R2`>r2`)
3.4. Принципиальная электрическая схема стенда
Принципиальная электрическая схема стенда подразделяется на два варианта (рис. 3.1, рис. 3.2).
Источник GA – источник синусоидального напряжения промышленной частоты.
Источник питания двигателя постоянного тока GB используется для питания регулируемым напряжением обмоток машины постоянного тока D2 с независимым возбуждением.
Преобразователь угловых перемещений DD генерирует импульсы, поступающие на вход указателя частоты вращения IB электромашинного агрегата.
Машина (асинхронный двигатель с фазным ротором) D1 получает питание от источника GA через трехфазную трансформаторную группу TT и трехполюсный выключатель QA.
|
|
|
Реостат блока RC служит для изменения активного сопротивления цепи ротора асинхронного двигателя D1.
Реостат блока RR ограничивает ток цепи якоря двигателя D2. Реостат блока RB возбуждения машины постоянного тока ограничивает ток цепи возбуждения нагрузочной машины.
Измеритель мощностей IP используется для измерения активной мощности в фазе «А» исследуемого двигателя.
С помощью мультиметров блока BM контролируются ток фазы «А» двигателя D1 (амперметр А2) и ток цепи якоря двигателя D2 (амперметр А1).
Для величин исследуемого двигателя принят индекс 1, для нагрузочного двигателя – индекс 2.
Согласное или встречное включение двигателей D1 и D2 устанавливаем по изменению направления скорости вращения предварительно включенного двигателя. Если после пуска другого двигателя скорость возросла – двигатели включены согласно, если скорость снизилась –двигатели включены встречно.
Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 33; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!