Расчет параметров асинхронных двигателей и моделирования естественной и искусственных механических характеристик

Цель работы:

• изучить методики расчета параметров асинхронных двигателей и моделирования естественной и искусственных механических характеристик.

 Задачи работы:

• рассчитать и построить модель асинхронного двигателя с фазным (АДФР) и короткозамкнутым ротором (АДКЗ);
• осуществить реостатный пуск асинхронного двигателя с фазным ротором; осуществить прямой пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором;
• научится строить искусственную и механическую характеристики;
• осуществить регулирование скорости асинхронного двигателя величиной подаваемого напряжения;
• пронаблюдать реакцию асинхронного двигателя при приложении номинальной и выше номинальной нагрузки.

Исходными  данными  для  расчета  параметров  асинхронной машины являются следующие параметры:

Рн – номинальная мощность [Вт];

Uн – номинальное линейное напряжение [В];

nн – номинальная скорость вращения вала [об/мин];

p – число пар полюсов;

η - коэффициент полезного действия [о.е.];

Iн – номинальный ток статора [A];

λп – кратность пускового момента [о.е.];

λ - кратность максимального момента [о.е.].

Параметры асинхронной машины рассчитаем по следующим выражениям.

Номинальное фазное напряжение рассчитывается по формуле:

[pic 1]

Скорость вращения магнитного поля рассчитывается по формулам:

[pic 2]

Номинальное скольжение находится исходя из формулы:

[pic 3]

Критическое скольжение рассчитывается по формуле:

[pic 4]

Номинальная угловая скорость вращения вала находится согласно формулы:

[pic 5]

Номинальный момент рассчитывается по формуле:

[pic 6]

Максимальный момент находится по формуле:

[pic 7]

Пусковой момент рассчитывается по формуле:

[pic 8]

Механические потери рассчитываются по формуле:

[pic 9]

Приведенное активное сопротивление ротора рассчитывается по формуле:

[pic 10]

где [pic 11]

Активное сопротивление статора рассчитывается по формуле:

[pic 12]

где  -  коэффициент  приведения (меньшее  значение для машин большей мощности), принимаем значение С[pic 13]

Приведенная индуктивность рассеяния статора и ротора находятся по формуле:

[pic 14]

Индуктивность статора рассчитывается по формуле:

[pic 15]

Индуктивность цепи намагничивания рассчитывается по формуле:

[pic 16]

По окончании расчета необходимо определить коэффициент приведения:

[pic 17]

1. Математическое регулирование искусственных характеристик при трехступенчатом реостатном пуске асинхронного двигателя с фазным ротором.

Реостатный пуск является основным, если к электроприводу не предъявляется жестких требований. Используется для разомкнутых систем управления электроприводами.

На рисунке 1 представлена схема модели, обеспечивающая реостатный пуск АДФР в 3 резистивные ступени. Отключение добавочных сопротивлений производится с помощью блока Three-phase Breaker, моделирующий трехфазный ключ. Питание двигателя производится однофазных источников переменного напряжения, соединенных в звезду, фазы сдвинуты относительно друг друга на 120о. [pic 18]