Штучні характеристики двигуна в схемах з тиристорними комутаторами в колі ротора

⇐ ПредыдущаяСтр 16 из 34Следующая ⇒

Як у схемах вентильних каскадів, штучні характеристики АД отримуються у процесі перетворення енергії ковзання за допомогою напівпровідникових вентильних пристроїв. На цьому подібність схем обмежується, оскільки в схемах вентильних каскадів енергія ковзання повертається в мережу чи на вал основного двигуна. У схемах з тиристорними комутаторами (ТК) енергія ковзання при регулюванні ковзання цілком йде на нагрівання активного опору двигуна і додаткового опору, що включається в роторне коло. При цьому можна скористатися відомими співвідношеннями

P_м=M×w₀; P_в=М×w; P_s=М×Dw, (9.1)

де М - момент на валу двигуна.

Керування ТК призводить до зміни фази струму ротора шодо напруги. Це викликає зниження коефіцієнта моменту двигуна і зростання струму ротора.

Додаткове нагрівання обмоток зумовлене вищими гармоніками струму, що з'являються через наявність нелінійних елементів - випрямлячів у контурі струму ротора. При несиметричному керуванні (кути керування вентилів кола ротора неоднакові) окремі гармоніки створюють гальмівні моменти, які додатково знижують коефіцієнт моменту двигуна. Особливо відчутно впливає друга і четверта гармоніки.

Наведений короткий опис особливостей роботи ТК показує, що режими роботи відрізняються винятковою складністю і розмаїттям. Аналітичне визначення характеристик двигуна ускладнене і достатньо коректно може бути здійснене тільки з урахуванням електромагнітних процесів у колі статора і ротора. Труднощі при цьому пов'язані з вирішенням систем диференціальних рівнянь двигуна і змінною структурою кола ротора, що зумовлена вентильними елементами.

У даній роботі дослідним шляхом визначаються характеристики двигуна з ТК у колі ротора. У ТК тиристори виконують роль однонаправлених ідеальних ключів без пристрою регулювання кута керування.

Порядок виконання роботи

1. Записати паспортні дані електричних машин, що входять в експериментальну установку, підібрати апаратуру, вимірювальні прилади і реостати.

2. Зібрати схему установки згідно з рис. 9.4

Рис. 9.4. Схема лабораторної установки

3. Встановити необхідне значення додаткового опору.

4. Запустити двигун, коли всі ключі ТК розімкнені. При виході на природну характеристику комутується необхідна комбінація ключів. Можливі варіанти характеристик представлені в табл. 9.1

Таблиця 9.1

№	Порядок включення тиристорів						Еквівалентні опори
№	VD₁	VD₂	VD₃	VD₄	VD₅	VD₆	1	2	3
1	0	0	0	0	0	0	R_д	R_д	R_д
2	X	0	0	0	0	0	R_е1	R_д	R_д
3	X	X	0	0	0	0	R_е1	R_е1	R_д
4	X	X	X	0	0	0	R_е1	R_е1	R_е1
5	X	X	X	X	0	0	0	R_е1	R_е1
6	X	X	X	X	X	0	0	0	R_е1
7	X	X	X	X	X	X	0	0	0
8	X	X	0	X	0	X	0	R_е1	R_е1
9	X	0	0	X	0	X	R_е1	R_е1	R_е1

Примітка: у таблиці наведені не всі можливі варіанти ввімкнення тиристорів, загальне число їх дорівнює 12. Таке велике число штучних характеристик зумовлено однонаправленою провідністю вентилів. Цим пояснюється нееквівалентність характеристик 4 і 9.

Варіанти досліджуваних характеристик задаються викладачем але обов'язковими для дослідження є характеристики 1 і 7. Дослідні дані для кожної з характеристик заносяться в табл. 9.2.

Таблиця 9.2

№	І_с, А	І_р1, А	І_р2, А	І_р3, А	U_я, В	І_я, А	w, с^-1	М_ДПС, Н×м	М_АД, Н×м

Методичні вказівки до проведення роботи

Принципова схема лабораторної установки представлена на рис. 9.2.

ТК, що складається з тиристорів VD1–VD6, опорів R1-R3, підключається до кілець ротора АД. Струм, що протікає фазами ротора, контролюється за допомогою амперметрів А4, А5, А6. Показання амперметрів можуть мати різні значення при несиметричному включенні опорів чи тиристорів ТК. У колі статора досить встановити один амперметр А1, оскільки струми статора у всіх фазах рівні.

Ввімкнення тиристорів VD1–VD6 здійснюється за допомогою тумблерів К1-К6 у колі керувальних електродів відповідних тиристорів. Ключами вибираються відповідні комбінації ввімкнення тиристорів.

Навантаженням двигуна є ДПС, що працює в режимі динамічного гальмування. Зміна моменту на валу здійснюється за допомогою опору R_р в якірному колі чи напругою у колі збудження.

Гальмівні режими АД можуть досліджуватися, якщо ДПС буде працювати в двигунному режимі, а АД в одному з відомих гальмівних режимів.

Перед виконанням роботи необхідно визначити величину додаткових опорів, припускаючи, що пусковий момент двигуна повинен знаходитися в межах (0.2...0.4)М_ном.Для цього можна скористатися виразом для пускового моменту

(9.2)

чи формулою Клоса

, (9.3)

де r'₂, r₁, x_k - параметри АД; U, w₀ - напруга і синхронна частота обертання; s_k - критичне ковзання АД; М_k=l_мМ_ном - критичний момент АД; l_м - перевантажувальна здатність.

При визначенні пускового моменту варто мати на увазі, що напруга фази статора двигуна . Використовуючи рівняння (9 3), необхідно взяти s=1.0і визначити необхідне значення, s_k, а потім додатковий опір

, (9.4)

де - коефіцієнт приведення, який дорівнює відношенню номінальних напруг статора і ротора.

Визначення моментів електричних машин здійснюється за виразами

(9.5)

. (9.6)

Значення М_хх(w)береться за експериментальними даними при визначенні моменту холостого ходу.

Коефіцієнт корисної дії АДвизначається

. (9.7)

Коефіцієнт потужності привода з ТК визначається за наближеною формулою

. (9.8)

Коефіцієнт корисної дії АД з ТК у колі ротора визначається таким чином

. (9.9)

При аналізі отриманих залежностей варто звернути увагу на зниження ККД двигуна на характеристиці з несиметричним включенням вентилів у колі ротора.

Зміст звіту

1. Найменування роботи і її мета.

2. Схема експериментальної установки і специфікація ЇЇ елементів.

3. Таблиці дослідних даних.

4. Таблиці розрахункових даних.

5. Обґрунтування недоліків систем керування і необхідність використання ТК із метою плавного регулювання частоти обертання АД.

6. Основні схеми тиристорно-комутувальних пристроїв у колі ротора.

7. Характеристики: ; ; ; ; .

8. Висновки.

Контрольні питання

1. В чому суть регулювання за допомогою тиристорного комутатора?

2. Порівняйте схеми електропривода з тиристорним комутатором, їх переваги та недоліки.

3. Як отримують штучні характеристики в схемах з тиристорним комутатором?

4. Принцип роботи тиристорного ключа.

5. Проаналізуйте можливості схем електропривода з тиристорним комутатором при регулюванні моменту.

6. Чи змінюється ККД електропривода при регулюванні за допомогою тиристорного комутатора?

7. Визначення величини додаткового опору.

8. Реалізація гальмівних режимів в електроприводах з тиристорним комутатором.

Лабораторна робота № 10

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 425; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 11 12 13 14 151617 18 19 20 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!