Дисциплина : Автоматизированный электрический привод Лекция № 6

ДВИГАТЕЛЬНОМ И ТОРМОЗНЫХ РЕЖИМАХ



Доцент кафедры к. т. н.
ГОРПИНЧЕНКО

Александр Владимирович

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И СЕТИ»

Механические характеристики АД в тормозных режимах.
1
ВОПРОСЫ
ЛИТЕРАТУРА
М.Г.Чиликин, А.С.Сандлер
«Общий курс электропривода»,

стр. 82…89.

ухудшении качества электроэнергии в питающей сети (U1, f1);
2) при формировании

пускового режима АД;
3) при регулировании скорости вращения АД.

(1)



(2)

1. Влияние параметров сети и двигателя на механическую характеристику АД

= const, тогда Ω0 = const, т.к.

.

Если допустить, что R1 мало, то из (1) , где
xк = x1 + x’2 ,
Mк ≡ U12 из (2).











Рисунок 1. Механические характеристики АД при изменении напряжения.

const, тогда

, а из (2).














Рисунок 2 - Механические характеристики АД при изменении
частоты.

для двигателя с фазным ротором.
R′2п = R′2 + R′п =

var.

Из (1) , а Mк из (2) не зависит от R′2 , следо-

вательно Mк = const.









Рисунок 3 Механические характеристики АД при изменении R′2

 

Rп = var. При этом из (1)

и из (2).














Рисунок 4 – Механические характеристики АД при изменении активного сопротивления статора.

, из (2) Mк ≡ p . 












Рисунок 5 – Механические характеристики АД при изменении числа пар полюсов

для ЭД постоянного тока:
1) генераторное торможение с отдачей энергии в

сеть;
2) торможение противовключением;
3) динамическое торможение.
 а) генераторное торможение с отдачей энергии в сеть
Генераторное торможение возможно при скорости вращения ротора выше синхронной, т.е. при Ω > Ω0.
Проводники обмотки статора пересекаются вращающимся магнитным полем в прежнем направлении, а проводники ротора – в обратном, в связи с чем направление ЭДС меняет знак

( ).

2. Механические характеристики АД в тормозных режимах

Т- образной схемы замещения АД

(3)



(4)


Изменение направления активной составляющей тока соответствует углу сдвига между U1 и I1 на угол φ1 > π / 2 , при таком угле φ1 причиной тока является уже не напряжение сети, а ЭДС E1, т.е. двигатель работает генератором, создавая тормозной момент (рисунок 6).

(5)


Отсюда ; (6)

Следовательно, при s < 0 Pэм < 0

Из Г- образной схемы замещения АД (7)
Отсюда



(8)

Механические характеристики АД при рекуперативном торможении
Генераторному торможению соответствуют участки механических

характеристик, расположенные в верхней части квадранта II. Точка установившегося режима спуска соответствует точке (a) с координатами (Ω, Mc).

при уменьшении скорости асинхронного двигателя переключением числа пар полюсов с

р на 2р.

При этом (рисунок 8).










Рисунок 8 – Механические характеристики АД при переключении полюсов

механизм вращает двигатель в сторону, обратную действию момента, развиваемого двигателем.

У АД ротор при этом будет вращаться в направлении, обратном направлению вращающегося поля.

вращающегося двигателя. При этом изменяется направление момента двигателя, т.к. меняется

направление вращения поля (рис. 10). При этом скольжение s > 1, а ток достигает значений
I1  ≥ (6 ÷ 8) I1Н.
 
  Для ограничения величины тока и увеличения тормозного момента в АД с фазным ротором при противовключении в цепь ротора включают добавочные активные сопротивления (рис.9).

  

– короткозамкнутый АД,

(2) – АД с фазным ротором с включенным Rд.
Короткозамкнутые АД с двойной клеткой и глубокопазные, у которых при больших скольжениях существенно повышается, имеют более благоприятные условия торможения.

большое сопротивление, то при Mc > M получим также режим

противовключения.
 


 
  
 



Рисунок10 – Механические
характеристики АД с
фазным ротором при
торможении
противовключением.

является сопротивление цепи обмотки ротора.
При этом может быть применено независимое

возбуждение или самовозбуждение.
Поскольку, при тормозном режиме работы отсутствует вращающееся магнитное поле Ω0 = 0 и – Ω / Ω0 = ν ,
где: ν – относительная скорость вращения ротора.

Величина момента определяется по аналогичной для АД формуле
(9)
Анализ работы АД в режиме динамического торможения целесообразно провести считая, что обмотка статора питается не постоянным, а эквивалентным трёхфазным током Iэкв. Такая замена предполагает равенство намагничивающих сил. Fэкв = Fпост

2-х фаз результирующий намагничивающий ток определим при помощи векторной диаграммы

намагничивающих сил 2-х фаз (рисунок 11).








Рисунок 11– Векторная диаграмма намагничивающих сил 2-х фаз АД при динамическом торможении.

выразить через величину эквивалентного тока Iэкв , воспользовавшись упрощённой векторной

диаграммой
(рис. 12), где Iэкв – эквивалентный ток обмотки статора,
I’2 – приведённый ток ротора,
E1 и E’2 – Э.Д.С. статора и приведённая Э.Д.С. ротора,
Iμ– намагничивающий ток двигателя.

Δ OAB Iμ = Iэкв + I’2, а также по

теореме косинусов
I2экв = I’22 + Iμ2 - 2 I’2 Iμ cos (90o + ψ2) = I’22 + Iμ2 + 2 I’2 Iμ sin ψ2 (10)

с Ω↓→E’2↓→I’2↓→ 0.

Для упрощения расчётов полагаем xμ и R’2 постоянными.

Из

Т- образной схемы замещения

(11)

Если исключить из последних 2-х уравнений (11) E’2: определить его из первого и подставить во второе, определить и подставить значение Iμ в выражении (10) для I2экв и разрешить последнее относительно I’2 , то получим:

(12)
 

(13)


Отсюда видно, что тормозной момент, если считать xμ = const и R’2= const определяется величиной тока Iэкв и относительной скоростью ν.
Значение νк , при котором момент Mэм имеет максимум:

; (14)


(15)