Файл: Основы автоматизированного электропривода учеб. пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 260

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Рис. 5-50. Зависимость угла нагрузки асинхронного дви­ гателя от скорости.

Из (5-55) следует, что угол нагрузил 0 для асинхронного двига­ теля зависит от скольжения. На рис. 5-50 приведена типичная зависимость 0 (s), построенная с по­

мощью (5-55).

Зависимость величины первой гармонической составляющей напря­ жения двигателя от значений а н 0 аналитически нс выражается. На рис. 5-51 показаны зависимости и г (0) для ряда значений а.

Механические характеристики асннхроиного двигателя при регули­ ровании напряжения с помощью ТРИ могут быть построены па основании соотношения

М (s) =

UI

б'с.II

Л/Гр (s) — U U M (*■),

(5-56)

где H/pji — момент на граничной механической характеристике, соот­ ветствующей углу а = 0:

2 '1 ^ к .гр (1 -|- “ ,®н. гр)

 

М г

rp/s +

гр ’

Г,> s/sn. гг +

здесь

зтф.н

 

Мк.гр=

 

2

 

)

к. V

51ч. гр

V Vijv+.r-'.

а' = (Hi -f- R T) ,R ,\

R T — активноо сопротивление тири­ стора в проводящем направлении.

Если

активным сопротивлением

 

 

 

ТРИ

можно

пренебречь

п в цепи

 

 

 

ротора нет добавочного сопротивле­

 

 

 

нии, то граничная характеристика

 

 

 

совпадает

с естественной.

 

Рис. 5-51. Зависимости пер­

Для

построения

механических

характеристик необходимо для ряда

вой гармонической

состав­

значений

скольжения

s найти М гр

ляющей напряжения на вы­

и 0 ,

затем но 0 при заданном а сле­

ходе тиристорного

регуля­

дует определить и ы , пользуясь кри­

тора напряжения от угла ре­

выми па рпс. 5-51, и

далее по (5-56)

гулирования а и угла на­

рассчитать М.

На рис. 5-52 сплош­

грузки 0 асинхронного дви­

ными линиями показаны механиче­

 

гателя.

 

ские

характеристики

асинхронного

а — const.

С увеличением а

привода с ТРИ для ряда значений

уменьшается

критический

момент двигателя и

вместе с тем сни­

жается модуль жесткости механических характеристик.

283

С целью увеличения диапазона регулирования скорости в асинхронных электроприводах с ТРИ используются такие же обрат­ ные связи, как и в системе Г — Д. Как правило, наиболее часто применяется отрицательная обратная связь по'скорости, осущест­ вляемая с помощью тахогонератора. Механические характеристики электропривода для этого случая показаны на рис. 5-52 штрихпунктирными линиями.

На практике некоторое распространенно получили способы регулирования скорости асинхронного двигателя, осуществляемые путем несимметричного изменения напряжения на зажимах его статора. Линейные напряжения, приложенные к зажимам статора в соответствии со схемой па рис. 5-53, и общем случае не равны

друг другу: \ЬаЪ\ ф | t/bc| ^ | t / cal.

а

Ь

с

0„

0 „

0

Uab

“be

 

Рис. 5-52. Механические характеристики асинхрон­ ного электропривода с ти­ ристорным регулятором на­ пряжения.

---------------------лирования

ui)ii угле регу­

а = const (сс? <

а 2);

. — . ------

при введении отри­

цательной

обратной связи

по

 

скорости.

 

Рис. 5-53. К

принципу регу­ лирования ско­ рости асин­ хронного дви­ гателя при не­ симметричном изменении на­

пряжения.

Если магнитная цепь асинхронного двигателя по насыщена, то система несимметричных напряжении с помощью метода сим­ метричных составляющих может быть заменена двумя системами симметричных напряжении соответственно прямой и обратной пос­ ледовательностей, которым соответствуют магнитные потоки дви­ гателя, вращающиеся в противоположных направлениях. Если принять угловую скорость прямого поля о)Пр = со0 за положитель­ ную, то угловая скорость обратного ноля со0ор = — со0. В соот­ ветствии с этим скольжение относительно поля прямой последова­ тельности

$лр =

(0 Пр—со

со0 — со =s,

 

 

©пр

©о

 

а относительно поля обратпой последовательности

 

COnfvООр‘ -со

—со0 — со

со0 —со —2(О0

(5-57)

&*обр8 ©обр

—©О

■2 —s.

 

 

284

Момент, развиваемый двигателем, при асимметричной системе напряжений равен алгебраической сумме моментов, обусловленных полями прямой и обратной последовательностей:

М — М Пр 4- М оор-

(5-58)

В силу того, что каждая из рассматриваемых систем напряже­

ний симметрична, для них справедливы формулы (2-55),

(2-53)

н (2-54), а именно

 

23/ц. „р (1 + 6)

 

пр sjs|<1 -f-sKi/s -j- 26 '

(5-59)

2Мк.оОр (1 + Ь)

 

s06p/sH2+ sl(2/s06l)H_26 ’ _

 

где

 

цр —М к. „ ( yjj - j — M i; H£/jip;|:;

(5-60)

•^Af.oOp = ^н.я^обР*’

M K, n — критический момент при симметричном номинальном

sK1,

нанрнжешш на зажимах статора;

— критическое значение скольжения относительно полей

 

прямой и обратной последовательностей:

*К1 —4’к2 —4к.и:

R,

у Щ + х-к

Из (5-58) — (5-60) следует:

^ЙР*

 

(5-61)

М - 2Л/К.п (1 + й) s/sK1-t-sK1/s + 26 2 —s

^К2

4кз

-26

2—s

 

Значения линейных напряжений прямой и обратной последова­ тельностей могут быть найдены из уравнений:

й цр =

g (б/Ио+ a&0c +

a~Uca );

 

 

(5-62)

^ о б р =

д' {^ab~\~a'^bu ~\~и^са ) >

. 971

 

 

где а = е3 Y

— оператор поворота вектора на угол

 

2л/3 протпв направления движения

 

часовой

стрелкп;

Uafa 6/Ьс,

Uca — векторы

линейных напряжений на

 

зажимах двигателей.

285

Относительные значения напряжении ирямои и обратной после­ довательностей равны:

I

пр I

и,

I ^оГ>р I

(5-63)

Uпр*

иа.л

~ u Z T ’

 

 

 

где [7,|. л — номинальное линейное напряжение двигателя.

Для реализации рассматриваемого способа регулирования скорости асинхронного двигателя псиользуются разнообразные схемы несимметричного включения активных и реактивных сопротив­ лений в цепи обмоток статора двигателя, а также схема, представ­

ленная

на

рис.

5-5-1,

а.

В этой

схеме

степень

асимметрии на­

 

 

 

 

 

 

пряжении на зажимах двига­

 

 

 

 

 

 

теля нзмопяется путем изме­

 

 

 

 

 

 

нения козффнцнеита трансфор­

 

 

 

 

 

 

мации автотрансформатора А Т.

 

 

 

 

 

 

Зажимы

обмотки

статора ab

 

 

 

 

 

 

подключены

непосредственно

 

 

 

 

 

 

к зажимам сети АВ н,

следо­

 

 

 

 

 

 

вательно,

й аъ =

й л в .

Е с л и

 

 

 

 

 

 

пренебречь падением

напря­

 

 

 

 

 

 

жения

па А Т,

то

 

 

 

 

 

 

 

где /faT — коэффициент

транс­

 

 

 

 

 

 

формации /1 Т.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из

векторной диаграммы

 

 

 

 

 

 

на рис.

5-54,

б следует:

 

 

 

 

 

 

 

 

йса= -{йиЬ+ й ьс) =

 

 

 

 

 

 

 

= ~(^ЛВ + кйт^вс)-

Рис. 5-54.

Схема для

регулиро­

 

Если

принять вектор £7.1В

зп

основной

и

обозначить

вания скорости асинхронного дви­

гателя

путем

несимметричного

 

= ^с.л;

то

ив с = ^ и с.л

изменения напряжения при вклю­

и и с л = а й СшП.

Отсюда

 

чении

одпого

зажима

обмотки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

статора

через

автотрансформа­

 

 

Ubc— кцТаЩс.л',

 

тор (а) и векторная диаграмма на­

 

 

 

пряжении на зажимах статора (б).

С^с«= — (1+ /сат«3) 17с. л-

Подстановка

полученных значений

[/„{,,

йьс

п

 

й са в

(5-62)

дает:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Unр =

g

[1 — в 8 + / с а т ( 1 — а ) ] [7 и, л ;

 

ЙоСр = "з" — °+ ^'ат (a+ l)J йс.я-

При /сат == 1, когда отсутствует асимметрия налряжешш сети, йцр— йс.зи [70ор = 0. При кат — 0 имеет место однофазное вклю-

286

чение двигателя при закорачивании зажимов статора Ъс. В этом случае

Отсюда следует, что при однофазном включении асинхронного двигателя критические моменты прямой и обратной последователь­

ности равны друг другу и

 

 

 

в 3 раза

мелтипе критиче­

 

 

 

ского момоита на естествен­

 

 

 

ной .характеристике.

 

 

 

 

 

На рис. 5-55 показаны

 

 

 

механические

характерн-

 

 

 

стпкп двигателя при одно­

 

 

 

фазном включении для двух

 

 

 

значений

добавочпого

со­

 

 

 

противления в цепп ротора.

 

 

 

При отсутствии добавочного

 

 

 

сопротивления

или

малой

 

 

 

его величине (рис. 5-55,

а)

 

 

 

большая

часть

механиче­

 

 

 

ской характеристики имеет

 

 

 

положительную

жесткость,

Рис. 5-55. Механические характери­

что нс позволяет осущест­

стики аенпхро иного

двигателя

при

вить регулирование

в зоне

одпофазном включении обмотки ста­

ппзких скоростей. При вве­

тора.

 

 

дении добавочпого

сопро­

 

 

 

 

 

тивления Я г„ в цепь ротора

а — * к < 1: б ~

5к > и

 

достаточно

большой

вели­

механической характеристики в

зоне

чины s,; > 1

п

жесткость

низких скоростей будет отрицательной (рис. 5-55, б). Модуль жест­ кости рассматриваемой механической характеристики в тормозном

режиме оказывается больше,

чем у реостатной характеристики

в режиме протпвовключеппя.

Электроприводы с такой характерис­

тикой находят некоторое прпмепенпо в подъемно-транспортной технике.

Следует подчеркнуть, что при регулировании скорости асин­ хронного двигателя путем изменения степени асимметрии напряже­ ний па статоре имеет место плохое использование двигателя, так как при одинаковых допустимых токах в его обмотках развиваемый им момент значительно меньше, чем при питании от источника с сим­ метричными напряжениями. В связи с этим рассматриваемый способ регулирования используется только в тех случаях, когда работа двигателя на пониженной скорости носит кратковременный характер.

Регулирование скорости асинхронных двигателей возможно также осуществить путем изменения не величины питающего напря­ жения, а его фазы. Именно этот способ используется в системе асинхронного двухдвпгательного электропривода, в которой статор

287

Смотрите также файлы