ЭП с асинхронными двигателями ~ I 1 R С I 1 I 2 R С R 2 Д 1 2 Схема включения асинхронного двигателя 1 - с фазным ротором; 2 – с короткозамкнутым ротором
R 1 U 1 Схема замещения АД 32. Механические и скоростные характеристики асинхронного двигателя I ( s ), M ( s ), I (ω), M (ω). – параметры цепи статора; – приведенные параметры цепи ротора; – параметры магнитной цепи.
Электромеханическая характеристика или -классический вид характеристики Характерные точки характеристики: S меняется в пределах
- точка идеального холостого хода - точка короткого замыкания
- точка максимального значения тока -асимптотическое значение тока
Электромеханическая характеристика АД S 1 0 I кз Г 2 Г 2 max I 2 S 1 0
Механическая характеристика
Характерные точки характеристики : - точка идеального холостого хода 2) - точка короткого замыкания 3) - точка экстремума в режиме работы двигателя 4) - точка экстремума в режиме работы генератора 5) – ось ординат
S -М КГ - S КГ S КД М КГ М КЗ т.А 1 0 Механическая характеристика АД
Упрощённая формула механической характеристики – формула Клосса
Расчет по паспортным данным : P Н, n Н, p, f 1Н,
S Н М Н, S М К М Упрощенная механическая характеристика АД на рабочем участке .
Режимы работы АД 1 – двигательный режим – режим идеального холостого хода – режим короткого замыкания 2 3 4 - режим динамического торможения – режим противовключения – генераторный режим с отдачей энергии в сеть.
35. Регулирование координат в ЭП с АД Способы регулирования скорости: Изменением подводимого напряжения; 2) Изменением частоты питающего напряжения; 3) Изменением числа пар полюсов; 4) Изменением сопротивления в цепи статора или ротора.
Регулирование скорости изменением подводимого напряжения ТРН U у Выходные параметры U = var f = const Схема питания АД от тиристорного регулятора напряжения
Схема встречно-параллельного включения тиристоров в ТРН
α α К вопросу регулирования напряжения с помощью тиристора
U 2 U 1 н U 1 U 1 н >U 1 >U 2 I 2 кз I 1кз I кз U 2 U 1 н U 1 M 2 кз M 1кз M кз S S Г 2 М S к Характеристики АД при изменении напряжения
Диапазон регулирования небольшой (0 < S < S к). Жесткость характеристик снижается, данный способ находит применение обычно для механизмов с вентиляторным моментом сопротивления. Реверсивная схема включения АД 1 2 3 4 5
U у U 1, f 1 = const U, f = var 1- силовой блок; 2- блок управления Схема питания АД от преобразователя частоты с непосредственной связью Частотное регулирование
УВ И Б У и Б У в U у U, f = var U 1, f 1 = const УВ - управляемый выпрямитель; И – инвертор; БУв, БУн – блоки управления выпрямителя и инвертора Схема питания АД от преобразователя частоты со звеном постоянного тока
Законы регулирования частоты: - наиболее часто применяется на практике.
Механические характеристики АД при частотном регулировании ω М А f 4 f 3 f 1 н f 1 f 2
1). Большой диапазон регулирования (в замкнутых ЭП достигает тысяч); 2). Регулирование плавное; 3). Жесткость характеристик, а следовательно их стабильность постоянны; 4). Регулирование осуществляется при М = const, сохраняется λ; при Р = const ; 5). Регулирование экономичное. Недостаток: стоимость ПЧ.
Регулирование скорости изменением числа пар полюсов
ω М М= const М к Механические характеристики АД при измени числа пар полюсов М к P = const ω P
Особенности регулирования: 1). Небольшой диапазон регулирования; 2). Регулирование ступенчатое, жесткость характеристик сохраняется; 3). Регулирование при P = const или при M = const. 4). Используется для ЭП с вентиляторным моментом сопротивления.
Реостатное регулирование скорости ω ω М Г 2 R д2 > R д1 R д =0 ( ест ) R д1 R д2 ω 0 S k S k1 S k2 M k M k1 M k2 R д =0 ( ест ) I k з I k з 1 I k з 2 Характеристики АД при изменении сопротивления в цепи статора
Показатели регулирования: 1). Диапазон регулирования D = (2÷3):1. Ограниченный диапазон объясняется увеличением потерь в цепи ротора и снижением КПД. 2). С ростом сопротивления падает жесткость, а, следовательно, и стабильность частоты вращения. 3). Регулирование однозонное в сторону уменьшения частоты вращения. 4). Плавность регулирования зависит от характера изменения вводимого сопротивления. 5). Регулирование не экономичное по эксплуатационным затратам. Метод находит применение в ЭП подъемно-транспортных устройствах.
S S e S и S к.е S к.и b c М и М к М ест R Д1 Механические характеристики для определения добавочных сопротивлений методом пропорций Расчет дополнительного сопротивления в цепи ротора
Метод отрезков Механическая характеристика для определения добавочных сопротивлений методом отрезков S М н М S н b c ест R Д1 а d ,
ω ω 0 S A M C M 2 M 1 M K S 2 S 2 S 3 S 3 S 4 S e Пусковая диаграмма АД Построение пусковой диаграммы М1 = (0,8 ÷ 0,9) Мк М1 – пусковой момент М2 = (1,1 ÷ 1,2) Мс М2 – момент переключения
Число ступеней пускового реостата Торможение АД Рекуперативное торможение с отдачей энергии в сеть Торможение противовключением Динамическое торможение Торможение противовключением
ест. хар-ка R ' Д1 >R ' Д2 - 0 0 R Д =0 - B A A' A" S R ' Д1 R ' Д 2 M K M C M K З - M K R ' Д Процесс торможения АД противовключением
0 M M C -M K A ' A A " P 1 P 2 0 Процесс рекуперативного торможения АД Рекуперативное торможение с отдачей энергии в сеть
~ R Д + _ Схема динамического торможения АД R B Динамическое торможение
Возможные схемы подключения обмоток статора АД при динамическом торможении
А ω 0 - M кт = const R д2 ω М R д1 R д =0 Процесс динамического торможения АД при изменении добавочного сопротивления R д
