Регулювання частоти обертання асинхронного двигуна зміною частоти мережі живлення
Мета роботи
Експериментальне дослідження механічних властивостей асинхронного короткозамкненого двигуна при частотному регулюванні: визначення характеру зміни Мк, U2, cosj і к.к.д. в залежності від частоти мережі живлення.
Короткі теоретичні положення
Частотний спосіб регулювання асинхронного двигуна, оснований на незалежній зміні напруги, прикладеної до двигуна, і частоти цієї напруги, є найкращим із всіх запропонованих з точки зору забезпечення широкого діапазону і високої плавності регулювання, стійкості і найбільш благоприємних характеристик асинхронного двигуна. В цьому відношенні вказаний метод не поступається способу регулювання частоти обертання двигуна постійного струму у звичайній системі генератор-двигун.
Для реалізації частотного регулювання необхідний перетворювач енергії незмінної промислової частоти в енергію змінної керованої частоти. Створення перетворювача частоти, не знижуючого переваги асинхронного двигуна, виявилось дуже важкою технічною задачею, яка не одержала задовільного технічного рішення. Застосовані в теперішньому часі електромашині перетворювачі частоти представляють собою порівняно коштовні і громіздкі агрегати. Незважаючи на це, електропривод з частотним регулюванням частоти обертання ефективно використовується в ряді галузей, і сфера його застосування постійно розширюється.
Особливо широке використання знаходить цей метод при необхідності узгодженого (синхронного) управління частотою обертання великої групи асинхронних двигунів, які приводять в обертання однотипні робочі механізми (транспортні рольганги прокатних станів), і в електроприводі високочастотних машин (електроверетена прядильних машин).
|
|
|
При частотному регулюванні частота, напруга і навантаження можуть змінюватися в широких межах. Загальні закономірності частотного регулювання швидкості вперше були досліджені М. Л.Костенко. Він показав, що оптимальний режим роботи асинхронного двигуна при всіх значеннях навантаження буде мати місце, коли
, (7.1)
де Uн, fн, Mн - номінальні значення відповідно напруги, частоти і моменту; U, f, М - поточні значення тих же параметрів.
Вираз (7.1) одержано на основі аналізу спрощеної схеми заміщення асинхронного двигуна при зневаженні значення активного опору обмотки статора. У даному випадку під оптимальним режимом роботи розуміється режим, при якому спостерігається найменш відчутні відхилення від умов роботи при номінальних значеннях параметрів.
Другими словами , при зміні напруги і частоти у відповідності з виразом (7.1) асинхронний двигун буде працювати практично з незмінним cosj, перевантажувальною здатністю і мінімально можливими втратами.
|
|
|
На рис. 7.1 показані криві залежності Мк ,U2, h, cosj, від частоти.
Рис. 7.1
На практиці застосовується окремий випадок цього загального найвигіднішого закону регулювання, а саме 
.
Перший спосіб застосовується, коли момент навантаження залишається сталою величиною, незалежною від частоти обертання. Табличні і заводські дані спеціальних серій короткозамкнених асинхронних двигунів, які випускає промисловість для електропроводів з частотним управлінням, вказуються стосовно до цього випадку, так як цей режим управління е номінальним режимом частотного управління.
Перевантажувальна здатність двигуна в цьому випадку, починаючи з f<0.5fн, зменшується. Це обумовлено тими обставинами, що при низьких частотах активний опір обмотки статора стає рівним індуктивному і чинить істотний вплив на потік у повітряному зазорі двигуна. Дякуючи падінню напруги в активному опорі, потік напруги в зазорі зменшується, і, отже, зменшується максимальний момент .
Приблизний вигляд механічних характеристик для даного випадку показані на рис. 7.2.
Рис. 7.2
|
|
|
Для підтримування колишнього значення максимального моменту при низьких частотах необхідно було б змінювати напругу і частоту по закону
(7.2)
де I2R2 - падіння напруги на фазному опору статора досліджуваного двигуна.
Перетворювачі частоти використовуються як машинні, так і напівпровідникові.
Проте остаточно вибирається перетворювач, що забезпечує необхідний діапазон регулювання, високі техніко-економічні показники привода.
Так, наприклад, перетворювачі, які забезпечують жорсткий зв'язок між напругою і частотою, не можуть бути з успіхом використані для привода робочих машин зі змінним з частотою обертання моментом.
Найбільш проста система привода може бути одержана з асинхронним перетворювачем частоти.
Програма роботи
1. Записати паспортні дані машин, які входять в експериментальну установку, підібрати апаратуру, вимірювальні прилади і реостати.
2. Зібрати схему установки згідно рис. 7.3 (РДЗ – регулювальне джерело збудження).
Рис. 7.3
3. Зняти характеристику при частоті живлення 50 Гц , тобто при загальмованому асинхронному перетворювачі частоти.
4. Зняти 1-2 характеристики при частотах більше 50 Гц ( задається викладачем ).
5. Зняти 1-2 характеристики при частотах менше 50 Гц ( задається викладачем ).
6. Розрахувати і побудувати залежності cosj і к.к.д. від частоти мережі живлення.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 1125; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!