У3, 380 В, 50 Гц, параметри двигуна представлені в таблиці 1,2.
Таблиця 1 - Технічні дані електродвигуна
об/хв кВтПрі номінальному навантаженні J дв, кг · м 2 1500116,70.8787,5100.004
Таблиця
Ступінь защіти1,72,237,5IP55
Таблиця 2 -Параметри схеми заміщення
У номінальному режимі 3,2 0,043 0,085 0,032 0,13
Визначимо передавальне відношення редуктора:
Певний передавальне відношення редуктора не збігається зі стандартним. Приймаються стандартне значення передавального числа:
=10.
1.2 Вибір електричного перетворювального пристрою для регульованого електроприводу
З теорії електричних машин відомо, що в АТ перетворення енергії відбувається при несинхронному обертанні ротора і магнітного поля статора. У руховому режимі різниця частот обертання ротора і поля статора в більшості випадків невелика, і становить лише кілька відсотків.
Для дослідження характеристик АД запишемо в комплексній формі систему рівнянь, якими описується стан узагальненої двофазної моделі АД
- наведене активний опір фази ротора;
- абсолютне ковзання двигуна;
- наведене індуктивний опір фази ротора.
На підставі даної системи рівнянь складемо схему заміщення фази АД і відповідну векторну діаграму, відповідно рис. 1 і рис. 2.
Малюнок 1 Схема заміщення фази АТ
Малюнок 2 - Векторна діаграма АД.
де - вектор напруги, фази статора;
- вектор струму статора;
- активний опір фази статора;
- індуктивний опір фази статора;
- вектор ЕРС статора;
- вектор наведеної ЕРС ротора;
- вектор наведеного струму ротора;
Для отримання виразів статичних характеристик за допомогою наведеної на рис.3 схеми заміщення визначимо спочатку струм фази ротора як функцію параметрів двигуна:
де - індуктивний опір короткого замикання.
Активна електромагнітна потужність, що передається через повітряний зазор ротору двигуна, може бути записана у вигляді
або ж через електромагнітний момент і швидкість поля двигуна:
де M - електромагнітний момент двигуна
? 0 - кутова синхронна швидкість обертання.
Прирівнюємо обидві формули потужностей і підставляємо вираз для струму, в результаті отримуємо рівняння механічної характеристики двигуна у вигляді залежності М=f (S)
Аналіз даної функції показує, що вона має точки екстремуму. Критичне ковзання, відповідне екстремуму, може бути визначене шляхом диференціювання М=f (S) по S і подальшого прирівнювання до нуля цієї похідної:
Знак «+» - руховий режим,
«-» - генераторний режим.
Підставивши вирази критичних ковзань для рухового і генераторного режимів в М=f (S) отримуємо відповідно критичні моменти, що розвиваються двигуном в руховому і генераторному режимах
Скалярний управління в системі ПЧ - АД
Широке поширення набули способи частотного управління, засновані на законі підтримання сталості співвідношення між U1 і f1 [8]. На рис.3 представлені варіанти інтерпретацій різних законів управління: а) для, б) для, в) для.
Малюнок 3 - Закони частотного керування швидкістю АД.
Закон регулювання дозволяє отримати так звану вентиляторну характеристику, коли момент, що розвивається АД збільшується прямопропорційно квадрату частоти прикладеної напруги, рис. 4 а. Цим способом досягається отримання великих моментів на високих швидкостях. При використанні закону отримуємо сімейство характеристик для механізмів, що працюють з постійною потужністю Р=const. В даному випадку критичний момент АД обернено пропорційна частоті прикладеної напруги, рис.3 б. Застосування цього закону дозволяє отримати характеристики з високим пусковим моментом. Закон регулювання теоретично передбачає отримання сімейство характеристик з постійним моментом, рис. 3 в, пунктирні лінії. У реальних умовах активний опір статора R1 викликає падіння напруги і відбувається порушення оптимальності регулювання. Для забезпечення необхідної точності слід компенсувати падіння напруги в статорної ланцюга.
ЕП зі скалярними системами частотного управління серед частотно-регульованих ЕП змінного струму відрізняються відносною простотою і дешевизною. Але поряд з позитивними якостями є ряд недоліків: низькі динамічні показники, відсутність можливості точного регулювання моменту на валу АД. <...
