8.2 Структурная схема асинхронного двигателя

Математическое описание асинхронного двигателя при наличии шести обмоток на статоре и роторе с учетом их взаимного расположения, множеством связей между ними достаточно сложно. В практике электропривода находят применение методы, в которых математическое описание упрощается за счет различных допущений. Представление двигателя в виде эквивалентной двухфазной машины позволяет несколько упростить математическое описание и структурную схему асинхронного двигателя.

Для рассмотрения переходных процессов на рабочем участке механической характеристики возможно применение более простого соотношения между моментом и скоростью двигателя:

, (8.2)

где - модуль жесткости линеаризованной механической характеристики, проходящей через номинальную точку;

- электромагнитная постоянная времени;

- критическое скольжение.

Перепишем выражение (8.2) в относительных единицах:

,

где - жесткость механической характеристики в относительных единицах.

Передаточная функция электромеханического преобразования в асинхронном двигателе:

После преобразований структурная схема асинхронного двигателя для рабочего участка механической характеристики полностью повторяет структурную схему двигателя постоянного тока независимого возбуждения (рисунок 8.2).

Рисунок 8.2 – Структурная схема асинхронного двигателя

Для асинхронного двигателя:

Пределы использования полученных соотношений:

8.3. Структурная схема преобразователя частоты

При помощи внутренних обратных связей преобразователя частоты обеспечивается поддержание заданного напряжения на выходе при изменении нагрузки и появляется возможность не учитывать падение напряжения внутри него.

Таким образом преобразователь частоты является безинерционным звеном с коэффициентом усиления Ктп (в о.е. Ктп = 1), выходное напряжение и частота которого формируется на его входе с помощью задатчика интенсивности (рисунок 8.3). Наиболее часто применяются интегральные и пропорционально-интегральные задатчики интенсивности.

Рисунок 8.3 – Структурная схема задатчика интенсивности

Параметры структурной схемы:

пропорциональный канал

интегральный канал

9. Расчет переходных процессов и постороение нагрузочных диаграмм электропривода

Рассчитываются переходные процессы для пуска при грузовом движении:

1. без учёта упругости передачи и электромагнитной инерции (механический процесс жёсткой системы);

2. с учётом упругости передачи (механический процесс упругой системы);

3. с учётом электромагнитной инерции (электромеханический процесс);

4. с учётом электромагнитной инерции и упругости передачи.

Расчет нагрузочных диаграмм для всего цикла работы (два пуска и два торможения) выполняется с учетом электромагнитной инерции и упругости передачи

9.1. Переходный процесс пуска в механической части электропривода с идеально жесткими связями

Нагрузочные диаграммы построены на рисунке 9.1. в программе Mathcad.

Рисунок 9.1 – Нагрузочные диаграммы пуска при Тс=0 и Тя=0

Интегральные показатели пуска представлены в таблице 9.1.

9.2. Переходный процесс пуска в механической части электропривода с упругими связями

Нагрузочные диаграммы построены на рисунке 9.2. в программе Mathcad.

Рисунок 9.2 – Нагрузочные диаграммы пуска при Тс ≠ 0 и Тя = 0

Интегральные показатели пуска представлены в таблице 9.1.

9.3. Электромеханический переходный процесс в системе с идеально жесткими связями

Нагрузочные диаграммы построены на рисунке 9.3. в программе Mathcad.

Рисунок 9.3 – Нагрузочные диаграммы пуска при Тс=0 и Тя ≠ 0

Интегральные показатели пуска представлены в таблице 9.1.

9.4. Электромеханический переходный процесс в системе с упругими связями

Нагрузочные диаграммы построены на рисунке 9.4. в программе Mathcad.

Рисунок 9.4 – Нагрузочные диаграммы пуска при Тс ≠ 0 и Тя ≠ 0

Интегральные показатели пуска представлены в таблице 9.1.

Таблица 9.1 – Влияние Тя и Тс на показатели пуска

Показатели	Единица измерения	Тс = 0 Тя = 0	Тс ¹ 0 Тя = 0	Тс = 0 Тя ¹ 0	Тс ¹ 0 Тя ¹ 0
А	кВт^.с	2,9	8,6	3,8	6,7
Р	кВт^.с	4,9	17,26	8,6	13,8
Q	кВар^.с	63,5	90,6	50,9	75,2
L	Рад	23,1	105,6	38	81,9
Iкв1^.t	А²с	687,1	1194	783,6	1069
Iкв2^.t	А²с	299,8	994,67	599,7	789,9
tпп	с	0,72	2,5	1,2	2
Ммакс	о.е.	1,28	1,7	1,45	1,54
Iмакс	о.е.	1,19	1,44	1,3	1,35
wуст	1/с	64	54	54	55,5
Муст	Н^.м	82	79,3	79,4	79
Iуст1	А	24,4	17,7	19	19,1
ηср.вз	%	59	50	44	49
Cosφср.вз	-	0,08	0,19	0,17	0,18