Задание

Для асинхронного электродвигателя заданной мощности, питающегося от преобразователя частоты, рассчитать и построить естественную механическую характеристику и механические характеристики при законе частотного регулирования U/f = const, для заданных частот (f ₁= f ₂= f ₃=). Характеристики ω= f(M) построить на одном графике.

Скорректировать закон управления и рассчитать механические характеристики, обеспечивающие постоянную перегрузочную способность электродвигателя во всем диапазоне регулирования частоты.

Исследовать работу электродвигателя в программной среде Matlab.

 

Вариант задания задается преподавателем из справочника.

Таблица1 – Параметры асинхронного двигателя - указать тип

Мощность РН, кВт
Номинальный IH, А
Напряжение U, В
Синхронная скорость вращения nH, об/мин
Номинальное скольжение, sном
Активное сопротивление статора R1, о.е
Реактивное сопротивление статора Х1,ое
Активное сопротивление ротора R2', о.е
Реактивное сопротивление X2'`, о.е
cosφ

 

1 Расчет естественной механической характеристики АД (f=50Гц)

 

Расчет проводим в абсолютных единицах, для этого приведем параметры двигателя к абсолютным единицам.

Определим базовое сопротивление:

Умножим на базовое сопротивление сопротивления двигателя в относительных единицах:

Вращающий момент асинхронного электродвигателя, согласно схемы замещения, определяется следующим выражением [1]:

(1)

 

Для расчета механической характеристики М= f(s) применим формулу Клосса:

 

, (2)

где: - максимальный (критический) момент двигателя

; (3)

- критическое скольжение

; (4)

 

- угловая синхронная скорость

рад/с,

.

Подставив рассчитанные параметры М_К, S_К и α; в формулу (2) получим выражение механической характеристики М = f(s) нашего электродвигателя:

 

М_Д =

 

Задаваясь величиной скольжения S от 0 до 1 определим соответствующий моменты электродвигателя (см. таблицу 1).

Таблица 1

S
M
ω

 

Для построения механической характеристики ω= f(M) рассчитаем значения угловой скорости для заданных величин скольжения:

 

 

2 Расчет механической характеристики АД для заданной частоты при законе частотного регулирования - U/f=const

2.1 Механическая характеристика для частоты f ₁=

 

 

Для расчета механической характеристики электродвигателя при работе с другой частотой, пересчитаем индуктивные сопротивления схемы замещения для этой частоты

(5)

где: X₁ – индуктивное сопротивление схемы замещения при заданной частоте f₁= Гц;

f_с - номинальная частота питания электродвигателя (50Гц);

X_c –индуктивное сопротивление при номинальной частоте.

 

Далее расчет производится аналогично, как и для f=50Гц

2.2 Механическая характеристика для частоты f ₂=

 

2.3 Механическая характеристика для частоты f₃ =

(Пример построения)

 

 

Рисунок 1 – Механические характеристики АД при частотном регулировании

 

Выводы

По построенным механическим характеристикам асинхронного короткозамкнутого для разных частот двигателя видно, что при снижении частоты, механические характеристики смещаются вниз, однако при этом уменьшается значение критического момента, что ведет к снижению перегрузочной способности двигателя.