Асинхронные двигатели в системах электропривода (стр. 3 из 4)
об/мин,номинальный момент, Н·м,
, (1.15)где Рн– номинальная мощность,
Н·м,критическое скольжение, соответствующее максимальному моменту,
, (1.16)где Sн– номинальное скольжение,
Км– кратность номинального момента.
,максимальный момент, Н·м,
, (1.17) 
Н·м.Задавшись величиной S от 0 до 1,2, можно рассчитать зависимость М=f(s), которую затем легко перевести в координаты n=f(M) по формуле:
. (1.18)Расчет механической характеристики производим по упрощенной формуле Клосса, Н·м,
(1.19)где Км– коэффициент перегрузочной способности,
S – текущее значение скольжения,
Sк– критическое скольжение,
Мн – номинальный момент на валу двигателя, Н·м.
При отсутствии резисторов в цепи ротора имеем естественные характеристики.
Результаты расчета приведены в таблице 1.3, характеристики показаны на рисунках 2, 3, 4.
Таблица 1.3 – Механические характеристики выбранного АД
| Исследуемыепараметры машины S | 0 | SН=0,035 | 0,1 | SK=0.168 | 0,2 | SР.К=0,376 | 0,4 | 0,8 | 0,1 | 0,12 |
| Частота вращенияротораn,об/мин | 1000 | 965 | 900 | 832 | 800 | 624 | 600 | 200 | 0 | 0 |
| Моменты М, Н·м: | ||||||||||
| естественная характеристика | 0 | 233,81 | 653,00 | 641.58 | 730,9 | 514,914 | 529,3 | 298,1 | 242,1 | 203,5 |
| реостатная характеристика | 0 | 121,35 | 368,93 | 485.94 | 615,7 | 645,247 | 740,78 | 571,2 | 488,8 | 423,3 |
Введение добавочного сопротивления в цепь ротора приводит к увеличению критического скольжения, величина максимального момента при этом не изменяется. Иными словами, механическая характеристика смещается вниз, а М=f(s) – вправо. Тем самым при постоянном моменте сопротивления Мс частота вращения несколько снижается.
При реостатной характеристике частота вращения ротора, при заданном Δn=4,5%, об/мин,
, (1.20) 
об/мин,скольжение, соответствующее данной частоте вращения,
, (1.21) 
. 
Сопротивление ротора выбранного двигателя, Ом, 
(1.22) 
Ом,тогда необходимое добавочное сопротивление, Ом,
, (1.23) 
Ом.Критическое скольжение на реостатной характеристике,
, (1.24) 
.1.7 Расчет резисторов пускового реостата
Пусковые диаграммы строим по моментам М1 и М2.
По заданию пуск двигателя производится при Мс=0. Выбираем пиковый момент, Н·м,
, (1.25) 
Н·м.По условию задания число пусковых ступеней z=2, тогда переключающий момент, Н·м,
, (1.26) 
Н·м,или М2=0,36Мн, что вполне допустимо при пуске в режиме х.х.
Рисунок 5- Пусковая диаграмма
По найденным моментам построена пусковая диаграмма (рисунок 5), из которой получаем соотношение отрезков: ab/cd и bc/cd.
Следовательно, сопротивление секций пускового реостата, Ом,
, 
, (1.27) 
Ом, 
Ом.1.8 Расчет электрических потерь при пуске двигателя
Электрические потери при пуске асинхронных двигателей состоят из потерь в роторной цепи, определяемых запасом кинетической энергии, которую приобретает привод к концу пуска, и потерь в статорной цепи, зависящих от соотношения активных сопротивлений статорной и роторной цепей.
Незначительными постоянными потерями в процессе пуска и влиянием намагничивающего тока можно пренебречь.
Для расчета электрических потерь необходимо предварительно определить скольжения при переходе с одной характеристики на другую. По пусковой диаграмме (рисунок 5) находим, что первое переключение должно быть при частоте вращения 958 об/мин, второе – 1304 об/мин, следовательно по уравнениям 1.28 скольжение соответствующее ей частоте-
, 
, (1.28) 
, 
.Угловая синхронная частота вращения, рад/с,
, (1.29) 
рад/с.В выражениях (1.30) – (1.32) присутствует соотношение сопротивлений
, и если принять 
, то оно остается тем же в результате замены этого равенства на R1 = rр. В дальнейшем расчеты ведутся по реальным значениям сопротивлений ротора.Потери электрической энергии, Дж, при реостатном пуске, принимая
R1 = rр,
на первой реостатной характеристике
(1.30) 
Дж,на второй реостатной характеристике
(1.31) 
Дж,на естественной характеристике
, (1.32) 
Дж.Суммарные электрические потери при реостатном пуске, Дж,
, (1.33) 
Дж,в практических единицах, кВт·ч,
кВт·ч.Для сравнения потери в случае прямого пуска, Дж,
, (1.34) 
Дж,в практических единицах, кВт·ч,
кВт·ч.Как видно, потери в случае прямого пуска больше, нежели при реостатном. Иначе говоря, при реостатном пуске экономится 775 кВт·ч.
2 Управление пуском асинхронных двигателей
2.1 Общие положения
Управление электроприводом заключается в осуществлении пуска, регулировании скорости, торможения, реверсирования, а так же поддержании режима работы привода в соответствии с требованиями технологического процесса.
Современные электроприводы для автоматических линий и механизмов обычно строятся с применением релейно–контакторной аппаратуры, на которую возлагаются функции включения питания (подсоединение к сети) силовых блоков и блоков управления, защиты и ввода первоначальных и конечных команд в систему управления приводом. Но наряду с электроприводами, выполняющими сложные функции, в ряде случаев содержащими микропроцессоры или программные устройства управления, существует большое количество электроприводов, на которые возлагаются относительно простые функции. Это обычно нерегулируемые или регулируемые ступенчато в небольшом диапазоне электроприводы с невысоким быстродействием. В задачу систем управления такими электроприводами чаще всего входит организация пуска, торможения, перехода с одной ступени на другую, реверса и осуществление этих операций в определенной последовательности во времени или по командам от рабочей машины, завершившей очередную технологическую операцию. Причем необязательно, чтобы система управления выполняла все эти функции: набор функций зависит от требований к приводу.