20.6 Контрольні запитання

20.6.1 Що таке механічна й електромеханічна характеристи­ки?

20.6.2 При яких умовах характеристика називається природ­ною?

3. Як змінюються критичний момент і ковзання при зміні опору в ланцюзі ротора?

4. Як вивести рівняння механічної характеристики?

5. Розраховувати рівняння природної характеристики за паспортними даним, і графічно побудувати цю характеристику.

6. Які гальмівні режими відомі в двигунах з фазним рото­ром? Зобразіть їхні механічні характеристики.

7. Назвіть способи регулювання швидкості й побудуйте механічні характеристики.

8. Яка залежність моменту двигуна від підведеної напру­ги? Який двигун постійного струму має подібну залежність?

9. Якщо асинхронна машина змінює ковзання від негати­вного значення до ковзання більше одиниці, то в яких режимах пра­цює машина? Побудуйте механічні характеристики для всіх цих ре­жимів.

10. Які три умови необхідно дотримувати для одержання генераторного режиму роботи з віддачею енергії в мережу в синхро­нної машини?

Лабораторна робота №23 Частотно-регульований асинхронний електропривод.

Мета роботи: вивчення (теоретичне) законів частотного керування і регулювання властивостей частотного регулювання. Екс­периментальне зняття регулювальних і навантажувальних характе­ристик при законах керування . Побудова статичної моделі частотного привода. Побудова функціональ­ної електричної схеми привода. Побудова структурно-алгоритмічної схеми привода.

23.1 Загальні теоретичні відомості

23.1.1 Вид механічної характеристики визначається швидкіс­тю холостого ходу, критичним моментом, ковзанням і пусковим моментом. Швидкість ідеального холостого ходу (синхронна швидкість) визначається відомою напругою:

,

де – синхронна швидкість;

f – частота струму джерела живлення;

р – число пар полюсів двигуна.

З цього виразу видно, що синхронна швидкість двигуна прямопропорційна частоті струму, подаваного на двигун.

23.1.2 Критичний момент і ковзання визначаються наступни­ми виразами:

де , – активний і індуктивний опір розсіювання статора;

, – активний і індуктивний опір розсіювання ротора приведені до статора;

р – число полюсів;

f – частота струму живлення;

U – напруга живлення;

– критичний момент;

– критичне ковзання.

Якщо в цих вираженнях зневажити в порівнянні з і врахувати, що , де , відповідно індуктивності розсіювання статора і ротора, то одержимо:

З отриманих виразів видно, що критичний момент пропорційний квадрату напруги і зворотно пропорційний квадрату частоти, а кри­тичне ковзання зворотно пропорційне частоті.

23.1.3 Залежність пускового моменту від частоти і напруги Можна одержати, якщо внести в рівнянні обертаючого моменту двигу­на:

ковзання S=1 і зневажити величиною в порівнянні з :

Отримане вираження є дуже приблизним і відбиває лише якісну картину. З нього видно, що пусковий момент двигуна приблизно пря­мо пропорційний квадрату напруги і зворотно пропорційний кубу ча­стоти.

23.1.4 Величина перепаду швидкості, що відповідає критичному ковзанню, рівна добутку синхронної швидкості на критичне ковзання, при зміні частоти залишається незмінної і дорівнює:

Отже, при зміні частоти нахил механічних характеристик і осі моментів залишається приблизно постійним.

23.1.5 Закон регулювання, тобто залежність між частотою і напругою при регулюванні швидкості обертання короткозамкненого асинхронного двигуна, залежить від характеру навантаження. При моменті навантаження постійному і не залежному від швидкості обертання (що характерно для робочих рольгангів обтискних станів) закон регулювання повинний забезпечити незмінну перевантажувальну здатність двигуна, тобто фактично незмінний критичний момент:

Сімейство механічних характеристик короткозамкненого асинхронного двигуна при регулюванні за законом побудоване на рисунку 23.1

23.1.6 Регулювання по якому-небудь іншому законі при по- стійному моменті навантаження не може бути досить ефективним. Наприклад, якщо напруга буде зменшуватися повільніше частоти, то буде збільшуватися насичення двигуна, що викликає швидке збільшення струму статора і його перегрів. Якщо ж напруга буде зменшуватися швидше частоти, то буде зменшуватися перевантажувальна здатність, що може привести до порушення стійкості роботи двигуна. Показане на рис. 23.1 деяке зменшення критичного моменту при низьких частотах пояснюється збільшенням впливу активного спадання напруги в статорі, яким ми зневажаємо при виведенні формули.

23.1.7 У цьому випадку, коли при регулюванні швидкості повинна залишатися незмінною потужність, закон регулювання може бути отриманий так:

Отже, підставивши одне в інше, одержимо:

Сімейство механічних характеристик при регулюванні за цим законом побудоване на рис. 23.2.