ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.12.2021
Просмотров: 2666
Скачиваний: 10
31
2
2
е
2
r
k
r
⋅
=
′
;
2
2
e
2
x
k
x
⋅
=
′
;
20
E
1
н
U
0,95
e
k
⋅
≅
;
п
р
1
н
f
π
2
он
ω
⋅
⋅
=
;
где
S
к
–
критическое
скольжение
;
М
к
–
максимальный
момент
двигателя
,
Нм
;
обычно
в
каталогах
приводится
М
макс
=
М
к
;
r
2
′
–
приведенное
активное
сопротивление
ротора
,
Ом
;
х
2
′
–
приведенное
индуктивное
сопротивление
рассеяния
ротора
,
Ом
;
k
e
–
коэффициент
трансформации
;
ω
он
–
синхронная
скорость
вращения
поля
статора
,
рад
/
с
;
ƒ
1
н
–
номинальная
частота
напряжения
статора
,
Гц
;
р
п
–
число
пар
полюсов
.
Если
сопротивления
цепей
неизвестны
,
то
используют
формулу
(14.14),
в
которой
принимают
1
=
a
,
а
критическое
скольжение
рассчитывают
по
форму
-
ле
:
,
1)
(µ
S
2
α
1
1)
(µ
S
2
α
1
µ
µ
S
S
к
н
к
н
2
к
к
н
к
−
⋅
−
−
⋅
+
−
±
=
(14.18)
он
н
он
н
S
ω
ω
−
ω
=
,
где
µ
к
–
перегрузочная
способность
асинхронного
двигателя
;
S
н
–
номинальное
относительное
скольжение
.
При
увеличении
номинальной
мощности
Р
н
двигателя
величина
активного
сопротивления
статора
снижается
,
а
при
Р
н
>
10
кВт
[
1
]
можно
пренебречь
его
величиной
r
1
≈
0.
Тогда
0
a
=
,
выражение
механической
характеристики
(14.14)
преобразуется
к
виду
,
S
S
S
S
М
2
М
k
k
k
+
=
(14.19)
а
выражение
критического
скольжения
(14.18) –
к
виду
)
1
2
k
µ
k
(µ
н
S
k
S
−
±
⋅
=
. (14.20)
Момент
потерь
холостого
хода
асинхронного
двигателя
М
х
рассчитать
до
-
вольно
сложно
из
-
за
отсутствия
каталожных
данных
по
сопротивлениям
статора
и
ротора
.
Поэтому
в
расчетах
асинхронного
электропривода
можно
не
учитывать
32
момент
потерь
холостого
хода
(
М
х
≈
0),
а
электромагнитный
момент
в
устано
-
вившемся
режиме
принимать
равным
статическому
моменту
.
Электромеханические
характеристики
асинхронного
двигателя
–
зависимо
-
сти
частоты
вращения
ротора
ω
от
тока
статора
ω
(I
1
) ,
от
тока
ротора
ω
(I
2
),
от
то
-
ка
намагничивания
ω
(I
µ
).
Расчет
этих
зависимостей
достаточно
сложен
,
так
как
необходим
учет
сопротивлений
статора
и
ротора
и
их
изменений
в
зависимости
от
частоты
токов
ротора
и
статора
.
Также
при
расчете
необходимо
учитывать
изме
-
нение
сопротивления
контура
намагничивания
с
помощью
кривой
намагничива
-
ния
.
Чаще
всего
на
стадии
проектирования
электропривода
сопротивления
обмо
-
ток
и
кривая
намагничивания
не
известны
.
С
достаточной
точностью
для
расчета
электромеханических
характеристик
двигателя
при
питании
от
цеховой
сети
(
напряжение
постоянной
амплитуды
и
частоты
)
можно
использовать
формулы
профессора
В
.
А
.
Шубенко
.
Эти
формулы
получены
при
не
учете
активного
сопротивления
статора
(r
1
= 0)
и
используют
только
каталожные
данные
двигателя
.
Ток
холостого
хода
(
ток
намагничивания
)
)
cos
S
S
(sin
I
I
н
k
н
н
н
1
н
ϕ
ϕ
µ
−
⋅
=
. (14.21)
Ток
ротора
н
S
н
M
S
М
2
н
I
2
I
⋅
⋅
⋅
=
. (14.22)
Ток
статора
н
S
н
M
S
M
)
2
н
I
2
н
1
I
(
2
н
I
1
I
⋅
⋅
µ
−
+
µ
=
. (14.23)
При
известных
величинах
сопротивлений
статора
и
ротора
расчет
токов
в
этих
цепях
выполняется
известными
из
ТОЭ
методами
расчета
цепей
переменного
тока
для
Т
-
образной
или
Г
-
образной
схем
замещения
асинхронного
двигателя
[
1
]
или
с
помощью
его
круговой
диаграммы
[
17
]
.
Алгоритм
расчета
характеристик
и
энергетических
показателей
асинхронного
двигателя
приведен
в
приложении
Е
(
программа
“harad. exe” ).
Если
сопротивления
цепей
статора
и
ротора
неизвестны
,
их
можно
рассчи
-
тать
(
с
довольно
большой
погрешностью
)
через
каталожные
данные
двигателя
.
33
Для
двигателя
с
фазным
ротором
:
.
1
x
µ
н
I
1
н
U
µ
x
;
2
к
x
'
2
x
1
x
;
2
1
r
2
k
/S
2
2
r
к
x
;
r
1
r
;
н
S
2
н
I
3
20
E
r
2
2
−
≅
≅
′
=
−
′
≈
′
≈=
⋅
≅
Для
двигателя
с
короткозамкнутым
ротором
:
2
п
0
н
п
2
3I
ω
M
r
⋅
≅
′
15.
РАСЧЕТ
ПАРАМЕТРОВ
СХЕМ
ВКЛЮЧЕНИЯ
ДВИГАТЕЛЯ
,
ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ
РАБОТУ
В
ЗАДАННЫХ
ТОЧКАХ
Задачей
расчета
является
определение
напряжения
и
частоты
,
добавочных
сопротивлений
силовых
цепей
и
цепей
возбуждения
,
при
которых
выполняются
требования
к
электроприводу
по
обеспечению
заданных
скоростей
движения
ра
-
бочего
органа
(
рабочей
машины
).
Исходными
данными
для
расчета
являются
заданная
скорость
движения
ме
-
ханизма
ω
зад
=
ω
с
,
приведенная
к
валу
двигателя
,
и
заданный
момент
сопротивле
-
ния
движению
М
с
,
приведенный
к
валу
двигателя
и
включающий
в
себя
момент
механических
потерь
холостого
хода
двигателя
M
х
.
При
питании
от
сети
неизменного
напряжения
одна
из
заданных
скоростей
должна
обеспечиваться
работой
двигателя
на
естественной
характеристике
(
ос
-
новная
скорость
).
Расхождение
полученной
скорости
ω
с
на
естественной
характе
-
ристике
при
моменте
М
с
со
скоростью
ω
зад
,
рассчитанной
по
технологическим
данным
рабочей
машины
,
не
должно
превышать
заданного
в
требованиях
к
элек
-
троприводу
значения
точности
поддержания
скорости
∆ω
зад
:
.
∆ω
)
ω
(
ω
зад
зад
с
≤
−
Если
это
требование
не
выполняется
,
необходимо
вновь
вернуться
к
выбору
редуктора
или
использовать
другую
систему
электропривода
,
в
которой
обеспе
-
чение
работы
в
заданной
точке
решается
плавным
регулированием
скорости
(
на
-
пример
,
применить
систему
ТП
–
Д
или
ПЧ
–
АД
).
Иногда
,
если
скорость
на
естест
-
венной
характеристике
ω
с
выше
ω
зад
и
,
∆ω
)
ω
(
ω
зад
зад
с
>
−
34
по
согласованию
с
заказчиком
(
руководителем
проекта
)
может
быть
принято
но
-
вое
,
завышенное
значение
заданной
скорости
.
Применение
двигателя
,
обеспечивающего
при
заданном
моменте
скорость
ω
с
менее
технологически
заданной
ω
зад
недопустимо
,
так
как
это
приводит
к
сни
-
жению
производительности
рабочей
машины
.
15.1.
Расчет
добавочных
сопротивлений
в
цепях
двигателей
в
установившихся
режимах
работы
При
питании
двигателя
от
сети
заданный
режим
работы
в
точках
,
не
лежа
-
щих
на
естественной
характеристике
двигателя
,
обеспечивается
введением
доба
-
вочных
сопротивлений
в
цепи
двигателя
.
15.1.1
Для
двигателя
независимого
возбуждения
при
расчете
сопротивле
-
ний
используется
выражение
искусственной
механической
характеристики
путем
подстановки
координат
заданной
точки
ω
=
ω
зад
и
М
=
М
зад
:
k
Ф
r
R
М
k
Ф
U
я
доб
н
+
−
=
ω
. (15.1)
Если
заданная
точка
находится
ниже
естественной
характеристики
,
прини
-
мают
кФ
=
кФ
н
и
решают
уравнение
(15.1)
относительно
R
доб
в
цепи
якоря
.
Эту
задачу
можно
решить
и
в
относительных
единицах
,
и
графическим
ме
-
тодом
.
Для
расчета
режима
ослабления
поля
,
когда
заданная
точка
лежит
выше
ес
-
тественной
характеристики
,
в
уравнении
(15.1)
принимают
R
доб
=0
и
решают
уравнение
относительно
кФ
.
Приняв
приемлемое
значение
кФ
,
при
котором
иско
-
мая
характеристика
проходит
через
заданную
точку
,
с
помощью
кривой
намагни
-
чивания
двигателя
определяют
значение
тока
возбуждения
I
восл
при
ослабленном
поле
.
Кривая
намагничивания
иногда
приводится
в
каталогах
(
для
двигателей
ти
-
па
Д
).
При
отсутствии
“
родной
”
кривой
намагничивания
используют
универсаль
-
ную
кривую
из
справочников
[
3
]
.
По
полученному
значению
I
восл
рассчитывают
добавочное
сопротивление
R
доб
в
цепи
обмотки
возбуждения
или
напряжение
на
обмотке
возбуждения
при
ослабленном
поле
,
если
обмотка
получает
питание
от
возбудителя
.
15.1.2.
Для
двигателя
последовательного
возбуждения
расчет
сопротивле
-
ний
в
цепи
якоря
для
обеспечения
работы
в
заданной
точке
выполняют
по
форму
-
ле
искусственной
характеристики
:
,
)
r
I(r
U
)
R
r
I(r
U
ω
ω
ов
я
н
доб
ов
я
н
е
и
+
−
+
+
−
=
(15.2)
которую
решают
относительно
R
доб
при
ω
и
=
ω
зад
,
I
=
I
зад
.
При
этом
значения
I
зад
=
f(
М
зад
)
и
ω
е
=
f(I
зад
)
определяют
графическим
путем
по
каталожным
кри
-
вым
.
15.1.3.
Для
асинхронного
двигателя
с
фазным
ротором
расчет
сопротивле
-
ний
в
цепи
ротора
для
обеспечения
работы
в
заданной
точке
наиболее
прост
при
35
использовании
формулы
соотношения
скольжений
и
сопротивлений
при
постоян
-
стве
момента
М
= const:
2
2
и
е
R
r
S
S
=
. (15.3)
В
этой
формуле
0
и
0
и
ω
ω
ω
S
−
=
–
скольжение
на
искусственной
реостатной
характеристике
,
доб
2
2
2
R
r
R
+
=
–
полное
сопротивление
фазы
ротора
.
Для
расчета
R
2
доб
определяют
скольжение
S
е
на
естественной
механиче
-
ской
характеристике
при
М
=
М
с
,
принимают
ω
и
=
ω
зад
и
R
2
рассчитывают
по
(15.3).
Расчет
искусственной
характеристики
выполняют
по
той
же
формуле
(15.3),
только
при
известном
R
2
определяют
S
и
и
ω
и
при
различных
моментах
двигателя
.
15.2.
Питание
двигателя
от
преобразователя
При
питании
двигателя
от
преобразователя
напряжение
(
и
частота
)
регули
-
руются
плавно
.
Определение
напряжения
(
частоты
),
необходимых
для
работы
двигателя
в
заданной
точке
,
сводится
к
уточнению
возможности
обеспечения
пре
-
образователем
уровня
напряжения
(
частоты
)
при
различных
нагрузках
и
колеба
-
ниях
напряжения
питающей
сети
.
15.2.1.
Расчет
ЭДС
преобразователя
в
системе
ТП
–
Д
при
работе
в
заданной
точке
При
работе
в
системе
ТП
–
Д
появляется
дополнительное
падение
напряже
-
ния
в
силовой
цепи
за
счет
:
–
дополнительных
сопротивлений
обмоток
трансформатора
(
токоограничи
-
вающего
реактора
);
–
возникновения
провалов
мгновенного
значения
ЭДС
в
периоды
коммута
-
ции
тиристоров
;
–
падения
напряжения
на
тиристорах
в
открытом
состоянии
.
Эквивалентное
активное
сопротивление
обмоток
трансформатора
,
приве
-
денное
ко
вторичной
цепи
,
рассчитывают
по
(13.12),
и
для
трехфазной
мостовой
схемы
выпрямления
дополнительное
сопротивление
от
обмоток
трансформатора
составляет
т
т
r
2
R
=
. (15.4)
Снижение
выпрямленной
ЭДС
за
счет
коммутационных
провалов
учиты
-
ваемая
сопротивлением
,
2
x
m
R
т
Э
⋅
=
(15.5)