Указания по организации самостоятельной работы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Исследование принципов функционирования и частотных преобразователей, используемых для управления асинхронными движками


Введение

Лабораторная работа создана для исследования функционирования и конструктивных особенностей электроприводов неизменного тока, используемых в системах управления технологического оборудования.

Указания по организации самостоятельной работы

3.1.1. Перед работой нужно ознакомиться с устройством и принципом функционирования асинхронных движков. При подготовке к лабораторной работе нужно дополнительно Указания по организации самостоятельной работы управляться учебными пособиями по курсам «Аналоговая и цифровая схемотехника».

3.1.2. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод.Трехфазный асинхронный электродвигатель (АД) с коротко-замкнутым ротором – самый массовый тип электронной машины, отлично отработанный технологически за более чем вековой период развития. Частота вращения поля n0 в движке определяется частотой напряжения питающей сети f Указания по организации самостоятельной работы1:

где р - число пар полюсов.

Отличие частоты вращения ротора n от n0 определяется скольжением s:

которое в обычных движках не превосходит 0,02...0,04, т.е.

Из выражения (3.12) следует, что единственным оптимальным методом плавненько регулировать скорость такового мотора является изменение частоты приложенного к его обмоткам напряжения (рис. 3.2). Другие методы – изменение числа пар полюсов Указания по организации самостоятельной работы либо амплитуды напряжения – подразумевают или внедрение специального более томного и дорогого мотора, или связаны с значимым ухудшением энергетических черт.

При изменении частоты вниз от номинальной нужно изменять и амплитуду напряжения.

Рис. 3.2. Структура частотно-регулируемого электропривода

Так как ЭДС, наводимая в обмотках статора, согласно формуле (1.13) приблизительно равна (если пренебречь Указания по организации самостоятельной работы падением напряжения на обмотках) приложенному напряжению:

то для сохранения при изменении частоты номинального магнитного потока и, как следует, наибольшего (критичного) момента нужно выполнить условие:

Несоблюдение этого условия, т.е. изменение частоты вниз при номинальном напряжении, неприемлимо, потому что вызовет рост магнитного потока и в согласовании с кривой намагничивания резкий рост намагничивающего тока Указания по организации самостоятельной работы Iμ.

Рис. 3.3. Механические свойства частотно-регулируемого электропривода

Рис. 3.4. Зависимость напряжения от частоты при частотном регулировании

Изменение частоты ввысь от номинальной при номинальном напряжении может быть, это будет приводить к понижению критичного момента. Механические свойства асинхронного мотора при частотном регулировании имеют вид, показанный на рис. 3.3. Для того чтоб восполнить Указания по организации самостоятельной работы падение напряжения в обмотках статора и сохранить постоянный Мк при низких частотах, несколько наращивают напряжение, как показано на рис. 3.4.

Продолжительно допустимый момент мотора при частотном регулировании показан на рис. 3.3 штриховой линией. Допустимый момент несколько понижается при низких скоростях в связи с ухудшением вентиляции и миниатюризируется назад пропорционально скорости при больших скоростях из Указания по организации самостоятельной работы-за уменьшения магнитного потока. Принципиальное свойство частотного регулирования – практическое всепостоянство утрат при изменении скорости и схожей нагрузке. Покажем это, оценив утраты при критичном скольжении. В согласовании с формулой (1.34)

Рис. 3.5. Графики частотного запуска асинхронного электродвигателя в координатах ω - М (а) и ω - t (б)

Заменив ω0 и sk их выражениями Указания по организации самостоятельной работы, соответственно будем иметь

Очередное очень полезное свойство частотного регулирования – управление динамическими режимами с подходящей мерой сокращения утрат энергии при запусках и торможениях.

При частотном регулировании можно задавать хоть какой темп конфигурации скорости поля ω0(t). На рис, 3.5 в качестве примера показаны два варианта запуска: ускоренный (1) и замедленный (2). Скорость ротора ω(t) отстает от скорости поля Указания по организации самостоятельной работы ω0(t) на величину электромеханической неизменной времени Tм:

определяемой по рабочему участку механической свойства мотора.

Момент, развиваемый движком на основном участке переходного процесса, пропорционален ускорению:

Как было показано в первой лабораторной работе, энергопотери при прямом пуске и прямом торможении вхолостую определяются в согласовании с выражением (1.40):

Тут учитываются только Указания по организации самостоятельной работы переменные утраты, существенно превосходящие в динамических режимах постоянную составляющую.

Энергопотери при пуске - площадь фигуры, заключенной меж кривыми электрической мощности Pэм = Mω0 и мошности на валу Р2 = Mω (рис. 3.6). При прямом пуске (торможении) электрическая мощность появляется фактически одномоментно, а мощность на валу, пропорциональная скорости, наращивается в неуправляемом темпе переходного процесса (см. рис Указания по организации самостоятельной работы. 1.12). Энергопотери определяются площадью треугольника на рис. 3.6 а.

Рис. 3.6. Энергопотери при прямом (а) и частотном (б) пуске

Энергопотери при частотном пуске (торможении) - заштрихованная область на рис. 3.6, б - будут зависеть от управляемого времени переходного процесса tпп:

и могут быть изготовлены сколь угодно малыми при увеличении tпп. Итак, частотно-регулируемый Указания по организации самостоятельной работы асинхронный электропривод в его простейшей реализации (рис. 3.2) позволяет регулировать скорость вниз и ввысь от основной, соответственной частоте 50 Гц, при малых вероятных потерях, управлять временем переходных процессов и снижать до хотимого уровня энергопотери, сопровождающие переходный процесс.


uilyam-shekspir-son-v-letnyuyu-noch-stranica-5.html
uilyam-shekspir-stranica-7.html
uilyam-styordzhen-i-pervij-v-mire-elektromagnit-statya.html