- •2.1 Электропривод с двигателем постоянного тока с независимым возбуждением.
- •2.1.1 Теоретические сведения.
- •2.1.2 Лабораторная работа № 1 «Определение координат и параметров электропривода с двигателем постоянного тока с независимым возбуждением в статическом режиме»
- •2.1.2.1 Определение естественной статической механической характеристики электродвигателя
- •2.1.2.2 Определение статической механической характеристики электродвигателя при изменении сопротивления в цепи якоря
- •2.1.2.3 Определение статической механической характеристики электродвигателя при изменении напряжения в цепи якоря
- •2.1.2.4 Определение статической механической характеристики электродвигателя при изменении тока обмотки возбуждения
- •2.1.2.5 Контрольные вопросы:
- •2.1.3 Лабораторная работа № 2 «Регулирование скорости двигателя постоянного тока с независимым возбуждением»
- •2.1.3.1 Регулирование скорости вращения изменением сопротивления в цепи якоря
- •2.1.3.2 Регулирование скорости вращения двигателя изменением возбуждения
- •2.1.3.3 Регулирование скорости вращения двигателя изменением напряжения якоря
- •2.1.3.4 Контрольные вопросы:
- •2.1.4 Лабораторная работа № 3 «Исследование электропривода с двигателем постоянного тока с независимым возбуждением в генераторном режиме»
- •2.1.4.1 Торможение противовключением
- •2.1.4.2 Динамическое торможение
- •2.1.4.3 Контрольные вопросы:
- •2.1.5 Лабораторная работа № 4 «Определение координат и параметров электропривода в переходном режиме»
- •2.1.5.1 Изучение переходных процессов при пуске и торможении электродвигателя
- •2.1.5.2 Изучение переходных процессов при сбросе и набросе нагрузки
- •2.1.5.3 Изучение переходных процессов при изменении магнитного потока в электродвигателе
- •2.1.5.4 Контрольные вопросы:
- •2.2 Электропривод с асинхронным электродвигателем
- •2.2.1 Теоретические сведения
- •2.2.1.1 Механические характеристики асинхронного двигателя
- •2.2.1.2 Динамическое торможение
- •2.2.1.3 Режим противовключения
- •2.2.1.4 Рекуперативное торможение
- •2.2.1.5 Регулирование скорости вращения с помощью тиристорного преобразователя напряжения
- •2.2.1.6 Частотный способ регулирования скорости
- •2.2.2 Лабораторная работа №5 «Определение координат и параметров электропривода с асинхронным электродвигателем в двигательном режиме»
- •2.2.2.1 Определение зависимости момента от потерь
- •2.2.2.2 Определение естественной характеристики электродвигателя
- •2.2.2.3 Определение реостатной характеристики асинхронного электродвигателя
- •2.2.2.4 Определение статической характеристики электропривода с асинхронным электродвигателем при изменении питающего напряжения
- •2.2.2.5 Указания по оформлению отчёта:
- •2.2.2.6 Контрольные вопросы:
- •2.2.3 Лабораторная работа № 6 «Изучение способов регулирования скорости»
- •2.2.3.1 Регулирование скорости вращения двигателя изменением сопротивления реостата в цепи ротора
- •2.2.3.2 Регулирование скорости вращения двигателя изменением питающего напряжения
- •2.2.3.3 Контрольные вопросы:
- •2.2.4 Лабораторная работа № 7 «Исследование электропривода с асинхронным двигателем в генераторном режиме»
- •2.2.4.1 Снять характеристики асинхронного электродвигателя в режиме рекуперативного торможения.
- •2.2.4.2 Снять характеристики электродвигателя в режиме торможения противовключением
- •2.2.4.3 Снять характеристики асинхронного электродвигателя в режиме динамического торможения
- •2.2.4.4 Контрольные вопросы:
- •2.2.5 Лабораторная работа № 8 «Определение координат и параметров электропривода с асинхронным двигателем в переходном режиме»
- •2.2.5.1 Изучение переходных процессов при пуске и торможении электродвигателя
- •2.2.5.2 Изучение переходных процессов при сбросе и набросе нагрузки.
- •2.2.5.3 Изучение переходных процессов при изменении добавочного сопротивления в роторной цепи
- •2.2.5.4 Контрольные вопросы:
- •2.2.6 Лабораторная работа № 9 «Исследование работы системы преобразователь частот с автономным инвертором напряжения - асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором»
- •2.2.6.1 Определение статической механической характеристики
- •2.2.6.2 Регулирование скорости вращения двигателя согласованным изменением частоты и величины напряжения статора
- •2.2.6.3 Контрольные вопросы:
- •2.2.7 Лабораторная работа № 10 Исследование асинхронного электродвигателя с тиристорным преобразователем напряжения
- •2.2.7.1 Контрольные вопросы:
- •2.3 Лабораторная работа № 11 Исследование нагрузочных диаграмм электродвигателя
- •2.3.1 Краткая теория
- •2.3.2 Порядок проведения опыта:
- •2.3.3 Контрольные вопросы:
- •2.4 Список использованной литературы:
2.2.1.4 Рекуперативное торможение
Данный вид торможения имеет место только при скорости выше синхронной, w>w0, и соответствует генераторному торможению с отдачей энергии в сеть. Механические характеристики w=f(M) для данного режима работы приведены на рис. 2.24.
Рис. 2.24. Торможение АД с отдачей энергии в сеть.
Уравнение механической характеристики:
, (2.42)
где ; .
Из рисунка 2.24 видно, что механические характеристики в режиме рекуперативного торможения являются продолжением характеристик двигательного режима.
2.2.1.5 Регулирование скорости вращения с помощью тиристорного преобразователя напряжения
Одним из возможных способов изменения скорости и момента асинхронного электродвигателя является изменение напряжения на выводах его статора, при этом частота такого напряжения постоянна и равна частоте сети переменного тока. На рис. 2.25 приведена схема электропривода при реализации этого способа. Между выводами питающей сети и статора асинхронного электродвигателя включен преобразователь напряжения, при использовании которого может изменяться напряжение, подводимое к статору электродвигателя.
Рис. 2.25. Структурная схема регулирования координат электропривода изменением напряжения
На рис. 2.26 приведены механические характеристики электродвигателя при регулировании напряжения на выводах его статора. Как видно из этих графиков, получаемые искусственные характеристики оказываются малопригодными для целей регулирования скорости, так как по мере уменьшения напряжения резко снижаются критический момент двигателя и его перегрузочная способность, а диапазон регулирования скорости очень мал. Поэтому схема, показанная на рис. 2.25, используется лишь для регулирования момента асинхронного электродвигателя и его тока.
Для регулирования напряжения на выводах статора асинхронного двигателя могут использоваться различные устройства — автотрансформаторы, магнитные усилители и тиристорные преобразователи напряжения (ТПН). Определяется это рядом достоинств ТПН: высоким КПД, простотой в обслуживании, легкостью автоматизации работы электропривода.
На рис. 2.27 приведена практическая схема управления асинхронным электродвигателем с помощью ТПН, состоящего из трех пар встречно-параллельно соединенных тиристоров, каждая из которых включена между фазой сети и фазой статора асинхронного двигателя. Регулирование напряжения на АД в этой схеме осуществляется изменением угла управления α, т. е. сдвигом во времени управляющих импульсов, подаваемых на управляющие электроды тиристоров.
Если на тиристоры VS1 и VS2 не подаются импульсы управления, то они закрыты и напряжение на нагрузке UH равно нулю. При подаче на тиристоры импульсов управления в момент их естественного открытия (угол управления α = 0) они будут полностью открыты и к нагрузке будет приложено все напряжение сети). Если осуществлять подачу импульсов управления на тиристоры с некоторой задержкой относительно момента естественного открытия (угол управления α≠0), то к нагрузке будет прикладываться часть напряжения сети. Изменяя угол управления α от нуля до л, можно регулировать напряжение на нагрузке от полного напряжения сети до нуля. Управляющие импульсы подаются на все тиристоры не одновременно, а со сдвигом во времени на третью часть периода частоты сети. Это определяется тем, что управляющий импульс каждого тиристора должен быть сдвинут относительно напряжения той фазы сети, к которой подключен тиристор, на один и тот же угол управления a, a фазные напряжения сети сдвинуты относительно друг друга на 120°.
На рис. 2.26 приведены механические характеристики асинхронного электродвигателя с ТПН при изменении управляющего угла α от 0 до π. Из графиков следует, что с увеличением угла правления α снижается критический момент асинхронного двигателя и падает жесткость его механических характеристик. Вследствие этого при возможных колебаниях момента сопротивления механизма скорость его движения может резко измениться, что в большинстве случаев недопустимо.
Под воздействием управляющих импульсов к нагрузке прикладывается несинусоидальное напряжение. При этом возникающие на выходе ТПН высшие гармоники напряжения оказывают определенное влияние на работу двигателя. В частности, каждая гармоника напряжения определяет прохождение дополнительного тока в обмотках двигателя, который вызывает соответствующие дополнительные потери в обмотках. Практика показывает, что при питании асинхронного электродвигателя от ТПН по схеме рис. 2.27 потери на 10—20 % больше, чем при питании асинхронного электродвигателя от источника, изменяющегося синусоидального напряжения. Вместе с тем следует отметить, что высшие гармоники напряжения оказывают незначительное влияние на момент АД.