4. Проверка двигателя на перегрузочную способность.

Проверка двигателя по перегрузочной способности заключается в сравнении развиваемого двигателем с учетом допустимого напряжения сети с наибольшим моментом нагрузочной диаграммы

Максимальный момент определим по формуле:

Для асинхронных двигателей, питаемых от регулируемых источников электрической энергии, условие обеспечения перегрузочной способности с учетом допустимого снижения напряжения сети на 5% можно представить в виде:

где - кратность максимального момента.

Т.к. 1,932,1, то необходимое условие выполняется. Выбранный нами двигатель удовлетворяет поставленной задаче.

5. Силовая часть и схема автоматизированного электропривода.

Принцип действия.

Асинхронной машиной называется электрическая машина, одна из обмоток которой, обычно трехфазная, присоединена к электрической сети или специальному преобразователю, а вторая выполнена короткозамкнутой (беличье колесо) или фазной, замкнутой на сопротивления.

В асинхронных машинах частота вращения ротора не равна частоте вращения поля . Как и во всех электрических машинах поля статора и ротора неподвижны одно относительно другого, а частоты токов в роторе f₂ и статоре f₁ связаны соотношением:

f₂=f₁S,

где S – скольжение , или относительная угловая скорость

Электротехническая промышленность выпускает асинхронные двигатели (АД) в очень большом диапазоне мощностей. Предельная мощность АД – несколько десятков мегаватт. В индикаторных системах применяются АД мощностью от долей ватта до сотен ватт. Частота вращения двигателей общего назначения от 500 до 3000 об\мин.

Одной из разновидностей однофазных АД являются двигателя с экранированными полюсами или, как их еще называют, однофазные двигатели с короткозамкнутым витком на полюсе. В таких двигателях статор имеет явно выраженные полюсы, на которых располагается однофазная катушечная обмотка. Каждый полюс продольным пазом разделен на две неравные части. Меньшую часть полюсного наконечника охватывае короткозамкнутый виток 2, штампованный из листов электротехнической стали магнитопровод статора образует полюсные наконечники и спинку статора. Ротор двигателя обычный, с короткозамкнутой обмоткой.

Обмотки короткозамкнутых роторов выполняются литыми из алюминия или его сплавов. При заливке одновременно отливаются стержни, лежащие в пазах, и коротко замыкающие кольца с размещенными на их торцах вентиляционными лопатками и штырями для крепления балансировочных грузиков.

Короткозамкнутые роторы крупных машин и специальных асинхронных машин с улучшенными пусковыми характеристиками выполняются сварными. Стержни ротора из меди или латуни привариваются к короткозамыкающим кольцам, имеющим отверстия, куда перед сваркой вставляются стержни обмотки.

Наиболее перспективным способом регулирования частоты вращения АД является частотный. Изменение частоты, подводимой к двигателю, осуществляется преобразователем частоты (ПЧ). При частом регулировании изменяется синхронная частота вращения, а двигатель работает с небольшим скольжением. Регулирование экономичное, однако, через преобразователь частоты проходит вся мощность, и габариты преобразователя частот превышают габариты двигателя. При преобразовании частоты и напряжения сети преобразователь частоты изменят и частоту на выходе по закону что обеспечивает работу асинхронного двигателя при постоянном магнитном потоке.

Схема управления.

Схема электропривода по системе асинхронно-вентильного каскада приведена на (рис.3). в приводе используется асинхронный двигатель с фазным ротором, вентильный каскад включает промежуточное звено постоянного тока.

Выпрямитель (В) предназначен для выпрямления тока ротора, частота которого определяется скольжением ротора. Выпрямленный ток с помощью инвертора (И) преобразуется в переменный ток с частотой, раной частоте сети. Дроссель используется для сглаживания выпрямленного тока. Трансформатор предназначен для согласования выпрямленного напряжения ротора с напряжением сети. Выпрямитель и инвертор выполнен по трехфазной мостовой схеме.

В цепь выпрямительного тока ротора вводится с помощью инвертора регулируемая добавочная ЭДС. Величина выпрямленного напряжения (ЭДС) ротора пропорциональна скольжению S:

где - выпрямленное напряжение ротора при скорости и токе ротора, равных нулю.

Противо-ЭДС инвертора направлено встречно при работе асинхронного двигателя (АД) в двигательном режиме. Величина этой ЭДС

где - угол регулирования инвертора;

- противо-ЭДС инвертора на стороне выпрямленного тока.

Тогда выпрямленный ток ротора

где Rэ – эквивалентное сопротивление роторной цепи

Момент вращения двигателя

Где - ток ротора

Следовательно, момент вращения АД пропорционален выпрямленному току , величину которого можно регулировать изменением угла при помощи системы формирования сигналов управления (УФСУ), то есть изменением противо-ЭДС инвертора.

Увеличение или уменьшение момента вращения по отношению к моменту сопротивления ведет к уменьшению или увеличению скорости вращения.

При уменьшении противо-ЭДС инвертора, ток в цепи ротора возрастает, момент двигателя увеличивается и скорость его начинает повышаться. Так как с увеличением скорости, скольжение, а следовательно, и выпрямленное напряжение ротора уменьшаются, то ускорение двигателя будет происходить до тех пор, пока момент двигателя не станет равным моменту сопротивления. Привод будет работать при новом значении заданной скорости. Задание скорости двигателя и механизма производится устройством задания скорости (УЗС). Фактическое значение скорости контролируется датчиком тахогенератора (ТГ). При уменьшении скорости механизма, например сетевого насоса. По сигналу рассогласования скоростей системой автоматического управления (САУ) выдает сигнал на увеличение При этом противо-ЭДС уменьшается и скорость восстанавливается до заданной.

Сигналы трансформатора тока (ТГ) позволяют управлять инвертором при защите от коротких замыканий и перегрузке двигателя.