ЭП с асинхронными двигателями 1 2 RС ~ I 1 RС R 2 Д I 2 Схема включения асинхронного двигателя 1 - с фазным ротором; 2 – с короткозамкнутым ротором I 1
32. Механические и скоростные характеристики асинхронного двигателя I(s), M(s), I(ω), M(ω). R 1 U 1 Схема замещения АД – 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 S 1 0 I 2 1 0 Iкз Г 2 max Г 2
Механическая характеристика
Характерные точки характеристики : 1) - 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 -SКГ т. А SКД МКЗ -МКГ 1 0 Механическая характеристика АД МКГ
Упрощённая формула механической характеристики – формула Клосса
Расчет по паспортным данным : PН , n. Н , p, f 1 Н ,
S МН , S Н МК М Упрощенная механическая характеристика АД на рабочем участке.
Режимы работы АД 1 – двигательный режим – режим идеального холостого хода – режим короткого замыкания 2 – генераторный режим с отдачей энергии в сеть. 3 – режим противовключения 4 - режим динамического торможения
35. Регулирование координат в ЭП с АД Способы регулирования скорости: 1) 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 Uу ТРН 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
S S U 1 н >U 1 >U 2 U 2 U 1 U 1 н Sк Г 2 I 2 кз I 1 кз Iкз М M 2 кз M 1 кз Mкз Характеристики АД при изменении напряжения U 1 н
Диапазон регулирования небольшой (0 < Sк). Жесткость характеристик снижается, данный способ находит применение обычно для механизмов с вентиляторным моментом сопротивления. 1 2 3 4 Реверсивная схема включения АД 5
Частотное регулирование U 1, f 1= const Uу U, f = var 1 - силовой блок; 2 - блок управления Схема питания АД от преобразователя частоты с непосредственной связью
УВ И U 1, f 1= const U, f = var БУв БУи Uу 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.
ω f 4 f 3 f 1 н А f 1 f 2 М Механические характеристики АД при частотном регулировании
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 ω P=const М=const P М Мк Мк Механические характеристики АД при измени числа пар полюсов
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 Rд 2 > Rд 1 Rд 2 ω Rд=0(ест) ω0 Rд 1 Sk Sk 1 Sk 2 Г 2 I kз 1 I kз М Mk 2 Mk 1 Характеристики АД при изменении сопротивления в цепи статора Mk
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.
Расчет дополнительного сопротивления в цепи ротора Se Sи S b ест c S к. е RД 1 S к. и Ми Мк М Механические характеристики для определения добавочных сопротивлений методом пропорций
Метод отрезков S а Sн b c d Мн ест RД 1 М , Механическая характеристика для определения добавочных сопротивлений методом отрезков
Построение пусковой диаграммы ω S ω0 A S 4 Se S 3 S 2 MC S 3 S 2 M 1 MK Пусковая диаграмма АД М 1 = (0, 8 ÷ 0, 9) Мк М 2 = (1, 1 ÷ 1, 2) Мс М 1 – пусковой момент М 2 – момент переключения
Число ступеней пускового реостата Торможение АД Рекуперативное торможение с отдачей энергии в сеть Торможение противовключением Динамическое торможение Торможение противовключением
S 0 A' R'Д 1 A A" RД=0 R'Д 2 MC -MK MK MKЗ - B R'Д 1>R'Д 2 ест. хар-ка - 0 Процесс торможения АД противовключением
Рекуперативное торможение с отдачей энергии в сеть A' 0 A P 1 A" -MK 0 MC Процесс рекуперативного торможения АД P 2 M
Динамическое торможение ~ + _ RB RД Схема динамического торможения АД
Возможные схемы подключения обмоток статора АД при динамическом торможении
ω Rд 1 ω0 А Rд 2 Rд=0 М -Mкт =const Процесс динамического торможения АД при изменении добавочного сопротивления Rд