0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электромеханические характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором

Электромеханические характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ

Данная лабораторная работа входит в цикл работ по исследованию электромеханических свойств электродвигателей. При подготовке к выполнению лабораторной работы необходимо изучить теоретический материал по теме ‘Электромеханические свойства асинхронного двигателя с фазным ротором», проработать настоящие методические указания и оформить заготовку отчета согласно п.4. Студент допускается к выполнению лабораторной работы при условиях завершения отчетности по ранее выполненным лабораторным работам и подготовленности к выполнению данной лабораторной работы. Решение о допуске принимает преподаватель, который проводит лабораторное занятие.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ — изучение электромеханических свойств асинхронного двигателя (АД) с фазным ротором в статических режимах.

ЗАДАНИЕ: снять естественные механическую и электромеханическую характеристики АД, две реостатные (искусственные) механические характеристики, механические характеристики в режиме динамического торможения (при отсутствии и наличии добавочного сопротивления в цепи ротора и двух значениях постоянного тока в цепи статора), построить графики механических и электромеханических характеристик, дать оценку электромеханических свойств АД.

1 СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АД С ФАЗНЫМ

Асинхронные электродвигатели по сравнению с двигателями постоянного тока обладают известными преимуществами |1], обусловившими их широкое применение в промышленности. Они уступают двигателям постоянного тока по возможностям плавного и глубокого регулирования скорости, однако развитие силовой электроники и микропроцессорной техники позволяет решать эту проблему. Основными недостатками асинхронных двигателей являются [2]: квадратичная зависимость электромагнитного момента от напряжения, тепловая чувствительность статора и ротора по отношению к напряжению и малый воздушный зазор, несколько снижающий надежность двигателя. АД с фазным ротором менее распространены, чем АД с короткозамкнутым ротором, из-за усложнения конструкции ротора и соответственно меньшей надежности, более высокой цены и усложнения эксплуатации. Однако они имеют существенно большие возможности регулирования скорости благодаря дополнительной возможности управления двигателем по цепи ротора, Принципиально возможное полюсное управление (переключением полюсов) для АД с фазным ротором не применяется из-за сложности технической реализации. Наиболее широко АД с фазным ротором применяются в подъемно-транспортных механизмах.

Электрическая схема АД с фазным ротором показана на рис.1.

Фазы статора и ротора соединены практически всегда в звезду. Через контактные кольца, расположенные на валу

ротора, осуществляется включение в цепь ротора добавочного сопротивления rд с целью получения искусственных механических характеристик двигателя с меньшей жесткостью, чем естественная характеристика (в рабочей части характеристик). При закороченных кольцах (rд=0) этот двигатель принципиально не отличается от АД с короткозамкнутым ротором.

Трехфазная система токов в обмотке статора АД создает вращающееся магнитное поле. Угловая скорость вращения последнего (синхронная скорость) равна

а частота вращения поля

где f1, — частота напряжения сети; рп — число пар полюсов.

При работе АД в режиме холостого хода развиваемый им электромагнитный момент равен нулю (М=0), а скорость вращения ротора равна синхронной скорости ( ).

Если под действием внешнего (статического) момента ротор АД вращается со скоростью выше синхронной в направлении вращения поля статора, то электромагнитный момент М оказывает тормозящее воздействие на ротор, что свидетельствует о работе АД в генераторном режиме (с рекуперацией энергии в сеть).

При работе АД в двигательном режиме ротор вращается в направлении вращения поля статора, развивая электромагнитный момент движущего характера. При этом скорость вращения ротора меньше синхронной. В начальный момент пуска, когда , АД развивает пусковой момент М=Мп, направленный в сторону вращения поля статора.

АД может работать также в режиме электромагнитного тормоза (противовключения). В этом случае ротор под действием внешних сил (статического момента Мс) вращается в направлении, противоположном направлению вращения поля статора, а электромагнитный момент М имеет тормозной характер. В режиме электромагнитного тормоза к АД подводится электрическая энергия из сети и механическая энергия со стороны вала (от источника внешних сил).

Скорость вращения магнитного поля машины относительно ротора называется скоростью скольжения. Она равна

Отношение скорости скольжения к скорости вращения магнитного поля называется скольжением. Последнее равно

или в процентах

Зависимость скорости вращения ротора от скольжения имеет вид

Одно из возможных направлений вращения магнитного поля (и соответственно ротора) принимается условно за положительное. Направление вращения магнитного поля определяется порядком следования фаз в цепи статора. В соответствии с последними формулами при включении АД на положительное направление вращения ( >0) скорость вращения ротора и скольжение в различных режимах работы двигателя принимают следующие значения:

— режим идеального холостого хода

— начальный момент пуска

Мощность потребления электрической энергии из сети

где U1 и I1 — линейные напряжение и ток цепи статора;

— коэффициент мощности двигателя.

Электромагнитная мощность, передаваемая с помощью вращающегося магнитного поля со статора на ротор, равна

При работе двигателя в установившемся режиме ( = const) имеет место равенство

Расход энергии на преодоление статического момента характеризуется механической мощностью

Мощность Р2 на валу двигателя меньше механической мощности на величину мощности механических потерь. Поэтому полезный момент на валу двигателя

немного меньше электромагнитного момента.

Следует иметь в виду, что на паспортном щитке любого двигателя в качестве номинальной мощности указывается номинальная мощность на валу (Р2н), а не номинальная мощность потребления энергии из сети (P1н).

Зависимости токов статора I1 и ротора I2 от скольжения или от скорости называются электромеханическими характеристиками двигателя (рис.2). Основной характеристикой электродвигателя, определяющей его эксплуатационные возможности, является статическая механическая характеристика (М) или S(M). Механическая характеристика АД (рис.2) приближенно описывается формулой Клосса:

где Мк — максимальный (критический) момент; Sк — критическое скольжение. Точка с координатами (Sк, Mк) делит механическую характеристику на две части: рабочую (S Sк). Устойчивая работа АД возможна лишь на рабочей части характеристики.

Механическая характеристика при номинальных значениях напряжения сети (U1=U1н) и частоты (f1=f1н), а также при отсутствии добавочного сопротивления в цепи ротора (Rд=0) называется естественной. Механические характеристики, имеющие место при нарушении хотя бы одного из этих условий, называют искусственными.

У двигателей нормального исполнения кратность максимального момента kм = Мк/Мн 1,7.

Кратность пускового момента kп = Мп/Мн = 1,3 – 1,8 при кратности пускового тока k1п = I1п/ I1н -=5-7 (рис.2).

Наиболее часто используют два метода электрического торможения асинхронных двигателей: торможение противовключением и генераторное (рекуперативное) торможение с отдачей энергии в сеть. Режим противовключения имеет место, например, при переключении двух фаз обмотки статора, т.е. при изменении направления вращения магнитного поля машины с целью реверсирования двигателя либо экстренной остановки. Установившееся движение в режиме противовключения в таком случае невозможно. Режим генераторного торможения имеет место при > (S =0) и имеет такую же форму, как при нормальной схеме включения двигателя.

Следует отметить высокую чувствительность АД к колебаниям напряжения сети. На рис. 3 показаны механические характеристики АД при номинальном и пониженном значениях напряжения сети (кривые 1 и 2).

Читать еще:  Что плохого в двигателях тойота

Критическое скольжение от напряжения сети не зависит, а электромагнитный момент пропорционален квадрату напряжения. Поэтому, например, при снижении напряжения на 25% критический момент может оказаться меньше номинального, и при статическом моменте, близком к номинальному, двигатель может остановиться.

При нормальной схеме включения АД (рис.1), когда обмотка статора подключена к сети с номинальными значениями напряжения и частоты (Ulн, f1н), возможно получение только двух видов искусственных механических характеристик: реостатных (rд>0) и характеристик динамического торможения (рис.4).

Механические и электромеханические характеристики асинхронного двигателя.

В настоящее время большое распространение получил электропривод переменного тока на базе простой по устройству и надежной в эксплуатации асинхронной машины.

Асинхронные двигатели получили большое распространение благодаря следующим своим качествам:

своей дешевизне двигателя,

достаточной высокой надежности,

относительно высокого КПД,

меньшего расхода цветных металлов на единицу мощности в 1,5-2 раза, чем для двигателя постоянного тока.

К недостаткам асинхронного двигателя следует отнести:

Квадратичная зависимость момента от напряжения, т.е. при падении напряжении в сети значительно уменьшится пусковой и максимальный момент.

;Хк=Х+Х’2.

Опасность перегрева статора особенно при повышенном напряжении,

Малый воздушный зазор, который несколько понижает надежность двигателя.

Наибольшее распространение среди асинхронных двигателей получил двигатель с короткозамкнутым ротором. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором применяются для механизмов с длительным режимом работы и не требующих регулирования скорости: в доменных цехах, используют для электропуска на электроприводе нагрузки кокса, для транспорта, в прокатных цехах, для тракторов и т.д.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором применяют для тельферов, кран-балок, тихоходных мостовых кранов и пока широко применяют для электроприводов насосов малой мощности, транспортеров. В настоящее время наблюдается тенденция для использования двигателя с короткозамкнутым ротором в системах ПЧ-АД (преобразователя частоты в асинхронных двигателях).

Применение двигателя с фазным ротором оправдывается в следующих случаях:

Для мостовых кранов, нормальных и быстроходных, где требуется регулирование скорости на приводе моста, тележки и подъема груза.

Для маховичных приводов типа ножницы, прессы, главные приводы станков.

Для приводов, работающих с большой частотой включения, где асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором не проходит по нагреву или не дает требуемых динамических характеристик для торможения.

ЕррнS;;S– скольжение.

f2=f1S;f1– частота сети,f2– частота ротора.

;р– число пар полюсов.

;n– обороты ротора.

w=w(1-S); n=n(1-S);

М=КФI2cos; — угол между ЭДС и током ротора.

Механические характеристики асинхронного двигателя.

Механической характеристикой двигателя называется зависимость скорости вращения двигателя или скольжения от вращающего его момента и наоборот.

М=f(s) s=(M)

M=f(w) w=(M)

Уравнение механической характеристики асинхронного двигателя можно получить использованием упрощенной схемы замещения асинхронного двигателя, которая имеет вид:

— суммарное активное сопротивление фазы ротора, приведенного к статору.

I1– ток статора;

I2 – ток ротора;

I– ток холостого хода;

Х1– индуктивное сопротивление фазы обмотки статора;

Х’2– индуктивное сопротивление, приведенное к статору, индуктивное сопротивление обмотки ротора;

Х – индуктивное сопротивление намагничивающего контура;

R– активные потери в статоре;

R2– сопротивление обмотки фазы ротора приведенного к статору;

R2п– внешнее сопротивление, включенное в фазу ротора приведенного к статору.

Выражение для момента двигателя можно получить из уравнения баланса мощности асинхронного двигателя:

Р1z– электромагнитная мощность;

Рм– мощность на валу двигателя;

Р2эл– мощность электрических потерь.

Рм=Mw; Р12=Мw;

;

;;

;

().

Кривая зависимости момента от скольжения имеет два максимума – один в генераторном режиме, другой в двигательном режиме или торможения противовключением.

Взяв производную от выражения () и приравняв к нулюdM/dS=0,находят критическое скольжениеSкр, при котором двигатель развивает максимальный момент:

;.

Подставим значение критического скольжения в формулу электромагнитного момента (), получим выражение для критического или максимального момента:

Разделив выражение электромагнитного момента на выражения Мк,получим следующую формулу:

();.

Для крупных машин в виду малости активного сопротивления обмотки статора (R1) коэффициент «а» можно принять равным нулю

а;R1=0;.

В электромашинах часто используют параметр (коэффициент перегрузочной способности)кдн.

Из номинального режима работы асинхронного двигателя подставим в формулу () Клосса значениеМ=Мн,S=Sни, принимая параметра=0, получим:

1. От wдо точки а – рабочий участок, определяется скольжениемS 0,350.4Sk,механическая характеристика линейная

;SSk;

2. Sкд– точка критического скольжения, изменяется в пределах 0,080,3.

Критический момент изменяется в пределах 1,63,4

3. Точка холостого хода М=0, скольжение равно нулю,w.

Точка б МскМн.

;;

Точка критического скольжения в генераторном режиме при рекуперации энергии в сеть.

;МкгМкд.

Электромеханические свойства асинхронных двигателей. Электромагнитная мощность, передаваемая через зазор ротору двигателя , страница 4

При необходимости изменять частоту в сторону уменьшения по сравнению с номинальным значением требуется также снижать напряжение на статоре асинхронного двигателя таким образом, чтобы поток двигателя оставался приблизительно постоянным.

Приведенный анализ основан на предположении, что при данной механической характеристике в любой ее точке параметры двигателя остаются неизменными. Известно, что это допущение вполне приемлемо в пределах рабочего участка механической характеристики, а при является в большинстве случаев слишком грубым. При больших токах сказывается насыщение зубцов, что вызывает уменьшение индуктивного сопротивления рассеяния. С возрастанием частоты тока ротора существенно проявляется эффект вытеснения тока, вызывающий увеличение активного сопротивления роторной обмотки . Для двигателя с фазным ротором, которым можно управлять таким образом, чтобы во всех режимах обеспечивалась работа в пределах рабочего участка его характеристик, указанные изменения параметров не имеют существенного значения. В наиболее массовом варианте асинхронного электропривода с короткозамкнутым ротором влияние изменений параметров весьма существенно и его необходимо иметь в виду.

Варианты статических механических характеристик показаны на рис.9. В отличие от двигателя с фазным ротором пуск короткозамкнутого двигателя осуществляется в большинстве практических случаев прямым включением его обмотки статора в сеть, а для торможения используется режим противовключения. Поэтому область механической характеристики при S>Sk имеет для такого двигателя важное значение и определяет его пусковые и тормозные возможности.

Пусковой момент ,развиваемый двигателем при , является важным показателем, включаемым в число каталожных данных двигателя в виде величины . Практически при оценке пускового момента следует учитывать и возможность понижения напряжения сети на 10% , что приводит к снижению каталожного значения на 20%. Кроме того, для короткозамкнутых двигателей в каталогах указывается кратность пускового тока .

Читать еще:  Двигатель 11194 что такое прошивка

Для сокращения длительности переходных процессов пуска и торможения желательно увеличивать пусковой и тормозной моменты, а для уменьшения нагрузок на сеть полезно ограничивать пусковые и тормозные токи двигателя. Если двигатель имеет ротор с круглыми пазами, то изменения сопротивления роторной обмотки, обусловленные эффектом вытеснения тока, хотя и вызывают отклонения формы механической характеристики от определяемой по (5), но не обеспечивают значительного увеличения пускового и тормозного моментов и заметного ограничения соответствующих токов (см. кривую 1 на рис.9. Изготовление двигателя с увеличенным сопротивлением роторной клетки дает модификацию, называемую двигателем с повышенным скольжением (штриховая кривая 2 на рис. 9. При этом достигается увеличение пускового и тормозных моментов, но понижается жесткость рабочего участка механической характеристики, снижается номинальная скорость и возрастают потери в роторной цепи двигателя:

. (11

Соотношение (11) свидетельствует о том, что потери в роторной цепи при пропорциональны скольжению. Двигатели с повышенным скольжением имеют номинальное скольжение s = 0,04-0,12, что в 2-3 раза превышает номинальное скольжение двигателя нормального исполнения. Соответственно возрастают номинальные потери двигателя, что вынуждает при прочих равных условиях снижать допустимый по нагреву (т.е. номинальный) момент и номинальную мощность двигателя. Увеличение потерь в роторной цепи вызывает также снижение КПД двигателя, поэтому обычно двигатели с повышенным скольжением в установках, работающих длительно с номинальной нагрузкой, не используются.

Более сильно зависит от скольжения активное сопротивление двигателей с глубоким пазом (кривая 3) и особенно с двойной беличьей клеткой (кривая 4 на рис. 9). Сопротивление роторной обмотки таких двигателей в номинальном режиме невелико, но сильно увеличивается при возрастании частоты тока ротора в пусковых режимах и режиме противовключения. Подбором параметров двойной клетки удается обеспечить практическое постоянство момента двигателя в переходных процессах и в то же время обеспечить высокую жесткость рабочего участка механической характеристики и значения КПД, близкие к двигателям нормального исполнения. Кроме того, увеличение активного сопротивления двойной беличьей клетки при больших скольжениях ограничивает потребляемый двигателем ток.

Схема включения, электромеханические и механические характеристики асинхронных двигателей

Наиболее распространенными типами нерегулируемых электро­приводов являются электроприводы с короткозамкнутыми асинхрон­ными двигателями. Для нерегулируемых электроприводов характерен пуск электродвигателя прямым включением в сеть с помощью контакт­ной аппаратуры без промежуточных преобразователей электрической энергии.

Стандартная схема силовых цепей включения короткозамкнутого асинхронного двигателя с помощью контактов пускателя приведена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Схема включения короткозамкнутого асинхронного двигателя с использованием контактного пускателя

Для расчета характеристик асинхронного двигателя, как правило, пользуются его математической моделью, которая в общем случае представляется различными схемами замещения. Наиболее простой и удобной для инженерных расчетов асинхронного двигателя является Т-образная схема замещения (см. рис. 5.2).

Нарис. 5.2 приняты следующие обозначения:

Uij — фазное напряжение обмотки статора;

Щ — активное сопротивление обмотки статора;

Х1о — индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора;

11 — ток обмотки статора;

Ei — ЭДС обмотки статора;

— активное сопротивление обмотки ротора, приведенное к об­мотке статора;

Х2а — индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора, при­веденное к обмотке статора;

12 — ток обмотки ротора, приведенный к обмотке статора; s = (со0 — со)/со0 — скольжение;

оо0 = 2 ■ л ■ fi/zp — синхронная угловая скорость; со — угловая скорость асинхронного двигателя; zp — число пар полюсов;

fx — значение частоты напряжения переменного тока, подводимого к обмотке статора;

Ет — ЭДС от главного магнитного потока машины;

Е 2 ЭДС обмотки ротора, приведенная к обмотке статора.

Рис. 5.2. Схема замещения асинхронного двигателя

Векторная диаграмма токов, ЭДС и напряжений, удовлетворяющая системе уравнений (5.1), изображена на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Векторная диаграмма асинхронного двигателя

Ток ротора /2, приведенный к обмотке статора асинхронного дви­

гателя, определяется зависимостью, получаемой непосредственно из схемы замещения асинхронного двигателя:

где XKYl = XiQ + Xiv — индуктивное сопротивление короткого замыка­ния.

Уравнение /2 = /( v) называется электромеханической характери-

стикой асинхронного двигателя.

Для короткозамкнутого асинхронного двигателя представляет ин­терес другая электромеханическая характеристика I= f ( v), отражаю­щая зависимость тока статора! от скольжения s.

Задаваясь скольжением s можно по (5.10) и (5.2) построить, соот­ветственно, механические и электромеханические характеристики асин­хронного двигателя, которые представлены на рис. 5.4.

Рис. 5.4. Статические характеристики асинхронного двигателя: а — механическая; б — электромеханическая

При скольжениях 0 1 — в генераторном режиме последовательно с сетью или в режиме торможения противовключени-

Механические характеристики, приведенные на рис 5.4, а имеют в двигательном режиме три характерные точки:

1) ,v = 0; М= 0, при этом скорость двигателя равна синхронной ®о = 2-л-/і/-р;

2) s = sK; М = Мвд, что соответствует точке с критическим сколь­жением и критическим моментом двигательного режима;

3) s = 1, при этом скорость двигателя будет равна нулю, а момент равен пусковому М = Ми.

Электромеханические характеристики, приведенные на рис 5.4, б, имеют две характерные точки в двигательном режиме:

1) ^ = 0; /2 = 0, при этом скорость двигателя равна синхронной ®о = 2-^-/1/zP ;

2) s = 1, при этом скорость двигателя будет равна нулю, а ток рото-

ра — току короткого замыкания (/2 = /2кз )•

Механические и электромеханические характеристики асинхронно­го двигателя не совпадают даже построенные в безразмерных единицах.

Различают естественную и искусственные механические характе­ристики асинхронного двигателя.

Под естественной механической характеристикой асинхронного двигателя будем понимать зависимость момента двигателя М от его скольжения s при номинальной схеме включения двигателя, номиналь­ных параметрах питающей сети (£/1н, /ін) и отсутствии добавочных со­противлений в цепях двигателя. Все остальные характеристики называ­ются искусственными. С помощью искусственных характеристик асин­хронного двигателя регулируют его скорость в соответствие с требова­ниями технологического процесса.

Как следует из уравнения механической характеристики асинхрон­ного двигателя (5.7), регулировать его скорость можно, изменяя один или несколько параметров:

U j — фазное напряжение обмоток статора двигателя;

Л’їдоб — добавочное активное сопротивление статора;

А»| Доб — добавочное индуктивное сопротивление статора;

і?2доб — добавочное активное сопротивление ротора, приведенное к обмотке статора;

Х2доб — добавочное индуктивное сопротивление ротора, приведен­ное к обмотке статора;

©о = 2 • л • flZp — синхронную угловую скорость изменением чис­ла пар полюсов Zp или частоты fx напряжения переменного тока, под­водимого к обмотке статора.

Из всего многообразия искусственных механических характери­стик асинхронного двигателя практический интерес в настоящее время могут представлять только следующие способы регулирования:

• регулирование скорости изменением добавочного активного сопротивления в цепи обмотки ротора асинхронного двигателя с фаз­ным ротором;

• регулирование скорости изменением фазного напряжения ко­роткозамкнутого асинхронного двигателя;

• частотное регулирование скорости короткозамкнутого асин­хронного двигателя.

Статические механические и электромеханические характеристики асинхронных двигателей благоприятны для пусков двигателей прямым включением в сеть. Поскольку пуск двигателя происходит достаточно быстро, то кратковременная перегрузка по току даже в 6 — 8 раз не опас­на для него ни с точки зрения больших ударных динамических момен­тов, ни с точки зрения больших пусковых токов, которые много меньше пусковых токов естественной характеристики двигателей постоянного тока независимого возбуждения той же мощности. Ограничения на пря­мой пуск асинхронных двигателей накладываются не самим двигателем, а питающей сетью.

Читать еще:  Что за двигатель на старексе

Если сеть имеет ограниченную мощность или большое внутреннее сопротивление, то пусковые токи двигателя будут вызывать в этой сети большие падения напряжения. Естественно, что это скажется на режи­мах работы других потребителей энергии. По правилам Ростехнадзора напрямую можно запускать асинхронные двигатели, если их мощность

  • Асинхронного двигателя по справочным данным
  • Асинхронный двигатель
  • Рекомендации по выбору бизнеса
  • Строительное оборудование МСД
  • Тепловые насосы

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД

Области применения червячного редуктора

Снижение оборотов вращения с усилением крутящего момента используется в механизмах с перекрещивающимися валами, которые востребованы в машиностроении, сельском хозяйстве, на транспорте. Киевский НТЦ «Редуктор» производит промышленные червячные редуктора, модернизирует старые …

Система векторного управления асинхронным электроприводом без датчика скорости

В частотно-регулируемых асинхронных электроприводах вектор­ное управление связано как с изменением частоты и текущих значений переменных (напряжения, тока статора, потокосцепления), так и со вза­имной ориентацией их векторов в декартовой системе координат. …

Частотное управление асинхронным электроприводом с компенсацией момента и скольжения

Сигналом тока можно воздействовать как на канал напряжения, так и на канал частоты. Функциональная схема электропривода с положи­тельными обратными связями по току в канале регулирования напряже­ния и частоты приведена на …

Продажа шагающий экскаватор 20/90

Цена договорная
Используются в горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых (уголь, сланцы, руды черных и
цветных металлов, золото, сырье для химической промышленности, огнеупоров и др.) открытым способом. Их назначение – вскрышные работы с укладкой породы в выработанное пространство или на борт карьера. Экскаваторы способны
перемещать горную массу на большие расстояния. При разработке пород повышенной прочности требуется частичное или
сплошное рыхление взрыванием.
Вместимость ковша, м3 20
Длина стрелы, м 90
Угол наклона стрелы, град 32
Концевая нагрузка (max.) тс 63
Продолжительность рабочего цикла (грунт первой категории), с 60
Высота выгрузки, м 38,5
Глубина копания, м 42,5
Радиус выгрузки, м 83
Просвет под задней частью платформы, м 1,61
Диаметр опорной базы, м 14,5
Удельное давление на грунт при работе и передвижении, МПа 0,105/0,24
Размеры башмака (длина и ширина), м 13 х 2,5
Рабочая масса, т 1690
Мощность механизма подъема, кВт 2х1120
Мощность механизма поворота, кВт 4х250
Мощность механизма тяги, кВт 2х1120
Мощность механизма хода, кВт 2х400
Мощность сетевого двигателя, кВ 2х1600
Напряжение питающей сети, кВ 6
Более детальную информацию можете получить по телефону (063)0416788

Режимы работы, статические характеристики асинхронного электропривода с фазным ротором

Для электропривода с асинхронным двигателем (АД) при работе в двигательном и тормозных режимах приближенно характеристики могут быть рассчитаны, если известны основные технические данные двигателя и параметры его обмоток.

Расчеты выполняют, как правило, на основе Г-образной схемы замещения асинхронного двигателя.

Механические характеристики АД в режимах двигательном, торможения противовключением и рекуперативного (генераторного) торможения можно рассчитать по формуле Клосса:

где U1 – напряжение фазы статора;

R1 – активное сопротивление фазы статора;

Хк = Х1 + Х’2 – индуктивное сопротивление к.з. фазы двигателя
(Х1, Х2` – индуктивные сопротивления фазы статора и приведенное фазы ротора);

w – угловая синхронная скорость вращения;

знак «+» – двигательный режим и торможение противовключением;

знак «–» – рекуперативное торможение;

а = R1/R’2 – коэффициент (R’2 – приведенное активное сопротивление фазы ротора);

– критическое скольжение;

– скольжение двигателя,

где w(n) – текущие скорости (частоты) вращения ротора двигателя.

На рис. 4.4 приведены механические характеристики АД в различных режимах работы.

Рис. 4.4. Механические характеристики режимов работы АД

s=1¸0 – двигательный режим (I квадрант);

s³1 – режим торможения противовключением (IV квадрант);

s£0 – режим рекуперативного (генераторного) торможения (II квадрант);

s£1 – режим динамического торможения (II квадрант).

Характерные точки механической характеристики в режимах двигательном, рекуперативном и противовключении следующие:

s=0, w=w, M=0 – точка идеального холостого хода (синхронная скорость вращения);

s=1, w=0, M=MКЗ=MП – точка короткого замыкания;

s=sКД, M=MКД, s=sКГ, M=MКГ – точки экстремума;

s®±¥, w® ¥, М®0 – асимптота механической характеристики, которой является ось скорости.

Механическую характеристику АД при динамическом торможении можно рассчитать по следующим формулам:

,

где – критическая скорость (критическое скольжение) при динамическом торможении;

– относительная скорость (скольжение) при торможении;

– максимальный (критический) момент при динамическом торможении;

Ксх – коэффициент, зависящий от способа соединения обмотки статора (Ксх=0,816, если обмотка статора соединена Y, и Ксх=0,472, если обмотка статора соединена D);

Iп – величина постоянного тока;

– индуктивное сопротивление намагничивающего контура в начальной части кривой намагничивания АД;

I – ток намагничивающей цепи АД;

– критическая скорость при динамическом торможении.

Выражения для расчета электромеханических характеристик АД (s=f(I1), s=f(I2`)) выглядят следующим образом.

Ток фазы статора:

,

где – коэффициент;

– приведенный ток фазы ротора.

Электромеханическая характеристика АД изображена на рис. 4.5.

Характерные точки электромеханической характеристики:

s=0, w=w, I2`=0 – точка идеального холостого хода (синхронная скорость вращения);

s=1, w=0, I2`= Iкз – точка короткого замыкания;

s1=-R2`/R1, w1=w(1+s1), I2`=Iмакс=U/XK – точка максимального значения тока ротора, лежащая в области отрицательных скольжений; s®±¥, w® ¥, I2Iмакс= – асимптотическое значение тока ротора при бесконечно большом увеличении скольжения и скорости.

Рис. 4.5. Электромеханические характеристики для различных

режимов работы АД

Скорость вращения в электроприводе с асинхронным двигателем регулируется изменением частоты f и величины U питающего напряжения, числа пар полюсов 2р, активного сопротивления статора R1, активного сопротивления ротора R2`, индуктивного сопротивления статора X1 и ротора X2`.

На рис. 4.6 показаны механические естественная и искусственные характеристики при вышеуказанных способах регулирования.

АД с короткозамкнутым ротором наиболее просты по конструкции и надежны в эксплуатации, имеют высокие технические показатели; так, например, у асинхронных двигателей общепромышленного применения перегрузочная способность . Главные недостатки АД с КЗ ротором – излишняя чувствительность к напряжению питания (МºU1 2 ) и трудность регулирования скорости вращения.

Рис. 4.6. Естественная и искусственные механические характеристики АД:
1 естественная (U = UН, f = fН, r1, r’2, x1, x’2, 2PП = 2); 2 искусственная (f r1, XК > x1, XК>x’2); 6 искусственная (R’2 >r2)

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.003 с) .

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector