нок 7 - Структурна схема ЗИ для ділянки лінійного зміни напруги
9.4 Структурні схеми електроприводів
Повна структурна схема електроприводу включає в себе структурні схеми складових частин: механічної частини, електромеханічного перетворювача енергії, електричного перетворювача і пристрою, що задає.
Структурна схема системи ПЧ - АД в загальному вигляді складна. Якщо допустити певні обмеження (ОІ = const, Мк = Const та ін), то для налаштування систем управління можна скласти структурну схему для робочого ділянки механічної характеристики. Однак при таких допущених виникають похибки в розрахунках електромеханічного перетворення енергії. Відсутні способи розрахунку струмів в ланцюгах двигуна. Істотно спотворюються показники нагріву, так як для розрахунку доводиться використовувати метод еквівалентного моменту, також спотворюються енергетичні показники системи електроприводу. Тому складність структурної схеми ПЧ - АД залежить від завдань, які з її допомогою потрібно вирішувати.
10. РОЗРАХУНОК СТАТИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЕЛЕКТРОПРИВОДА
10.1 Природничі характеристики асинхронного двигуна
Найбільш точної механічної характеристикою асинхронного двигуна є каталожна залежність М (S), і лише за відсутності каталожної залежності доводиться звертатися до наближених розрахунками.
При збільшенні номінальної потужності Рн двигуна величина активного опору статора знижується, а при Рн> 10 кВт можна знехтувати його величиною r1 ≈ 0. Тоді a = 0, вираз механічною характеристики (14.14) перетвориться до виду:
В
а вираз критичного ковзання - До виду:
В
де Ојк - перевантажувальна здатність асинхронного двигуна.
В В
Момент втрат холостого ходу асинхронного двигуна Мх розрахувати досить складно через відсутність каталожних даних по опорам статора і ротора. Тому в розрахунках асинхронного електроприводу можна не враховувати момент втрат холостого ходу (Мх ≈ 0), а електромагнітний момент в сталому режимі приймати рівним статичному моменту.
Електромеханічні характеристики асинхронного двигуна - залежності частоти обертання ротора П‰ від струму статора П‰ (I1), від струму ротора П‰ (I2), від струму намагнічування П‰ (IОј). Розрахунок цих залежностей досить складний, тому що необхідний облік опорів статора і ротора та їх змін в залежності від частоти струмів ротора і статора. Також при розрахунку необхідно враховувати зміну опору контуру намагнічування за допомогою кривої намагнічення. Найчастіше всього на стадії проектування електроприводу опору обмоток і крива намагнічування не відомі.
З достатньою точністю для розрахунку електромеханічних характеристик двигуна при живленні від цехової мережі (Напруга постійної амплітуди і частоти) можна використовувати формули професора В.А.Шубенко. Ці формули отримані прі не обліку активного опору статора (r1 = 0) і використовують тільки каталожні дані двигуна. Струм холостого ходу (струм намагнічування):
В
Ток статора
В В
10.2 Розрахунок частоти й напруги двигуна в системі ПЧ-АД при роботі в заданій точці
При харчуванні асинхронного двигуна від перетворювача частоти в процесі перетворення напруги промислової частоти в напругу регульованої амплітуди і регульованої частоти виникають втрати напруги та потужності в перетворювачі. Зазвичай такі перетворювачі мають внутрішні зворотні зв'язки, і при зміні навантаження двигуна вихідна напруга і частота практично не змінюються. Тому надалі напруга і частоту на статорі двигуна будемо вважати незалежними від навантаження.
Синхронна швидкість двигуна П‰0 залежить від частоти живильної мережі f1 і числа пар полюсів р n:
В
Для стійкої роботи двигуна необхідно при зміні частоти підтримувати перевантажувальну здатність двигуна, що забезпечується регулюванням напруги на статорі по різних законам залежно від частоти і від характеру зміни статичного моменту. Ці особливості необхідно враховувати при розрахунку частоти і амплітуди напруги.
Частота напруги в заданій точці:
В
10.3 Розрахунок частоти і струму статора двигуна в системі джерело струму - асинхронний двигун (ІТ-АТ)
При роботі двигуна в режимі частих пусків і гальмувань велике значення мають умови формування пускових і гальмівних моментів. Механічні характеристики асинхронного двигуна при живленні від перетворювача частоти, що працює в режимі автономного джерела напруги, істотно знижують критичний момент в зоні малих частот. Тут істотно впливає активний опір обмотки фази статора r1. Для збільшення моменту в зоні малих частот доводиться підвищувати напругу на статорі.
При харчуванні статора двигуна від джерела струму величина струму статора не залежить від навантаження двигуна, а визначається лише керуючим впливом. Для попереднього розрахунку приймають МКТ = (2 ....
