Construcția caracteristicilor mecanice ale motorului de inducție și aprobarea ei - probleme moderne

CONSTRUIREA caracteristici mecanice ale motoarelor asincrone si aprobare

1 FSEIHPE „Universitatea Tehnică Kamciatka de Stat“

La construirea modelelor de acționare electrice automate este necesar să se țină seama de complexitatea proceselor electromecanice care au loc în motor în timpul funcționării sale. Rezultatele obținute cu calculele matematice trebuie verificate empiric. Astfel, este necesar să se determine caracteristicile motoarelor electrice în timpul experimentului de teren. Informațiile obținute în cadrul unui astfel de experiment, să permită testarea modelului matematic construit. Articolul descrie o metodă de construire a caracteristicilor mecanice ale motorului de inducție cu rotor în colivie, efectuat încercări experimentale calculat caracteristicile mecanice ale unui exemplu, un sistem format dintr-un motor de inducție, arborele care ca o sarcină conectată la motor de curent continuu cu eroare separată calcul excitație estimată, concluzii privind posibilitatea utilizării aceste rezultate pentru cercetare viitoare. In experiment folosind laboratorul stativ SEC-13.00.000.

motor de curent continuu

saturarea sistemului magnetic.

4. Catalogul tehnic, ediția a doua, revăzută și adăugită / Vladimir electromotoare Plant. - 74.

Motor asincron (BP) - un motor electric, care și-a găsit o utilizare foarte largă în diferite ramuri ale industriei și agriculturii. AD cu rotor scurt-circuitat are caracteristici care determină sale pe scară largă: ușor de produs, ceea ce înseamnă un cost inițial scăzut și fiabilitate ridicată; De înaltă performanță cu costuri reduse de întreținere în cele din urmă duce la scăderea costurilor totale de exploatare; capacitatea de a lucra direct de la rețeaua de alimentare AC.

Moduri de funcționare a motorului de inducție

Motoare Cage - mașini asincrone, a căror viteză depinde de frecvența tensiunii de alimentare, numărul de perechi de poli și sarcina pe arbore. În general, menținând în același timp o tensiune constantă și frecvență, în cazul în care schimbarea de temperatură este ignorată, momentul pe arborele va depinde de alunecare.

tensiunii arteriale Cuplul poate fi determinat prin formula Kloss:

în cazul în care - un moment critic - alunecare critică.

În plus față de modul cu motor asincron are mai multe moduri de frânare trei: a) de frânare regenerativă pentru a reveni energie la rețea; b) inhibarea opoziției; c) frânarea dinamică.

În cazul în care o alunecare veveriță mașină pozitivă cușcă va funcționa ca un motor, cu un tobogan negativ - ca un generator. Din aceasta rezultă că curentul armatură al motorului cu rotor colivie va depinde de alunecare. La ieșirea din aparatul la viteza sincronă a curentului este minim.

puterea de frânare regenerativă BP pentru a reveni la rețea are loc atunci când frecvența de rotație a rotorului mai mare de sincron. În acest mod, motorul electric conferă rețelei de alimentare activă și de la rețea la puterea reactivă a motorului fluxurile necesare pentru a crea un câmp electromagnetic.

Caracteristici mecanice pentru modul generatorului este un mod extins al caracteristicilor motorului, în al doilea cadran axelor de coordonate.

Inhibarea corespunde curent inverse la direcția de rotație a câmpului magnetic al statorului opusă rotației rotorului. În acest mod, alunecarea este mai mare decât unitatea, deoarece viteza rotorului în raport cu statorul frecvența de rotație câmp - negativ. Curentul din rotor, și în consecință în stator atinge valori ridicate. Pentru a limita acest curent în rezistența incremental circuitului rotorului administrată.

Modul de frânare de opoziție apare atunci când schimbați direcția de rotație a câmpului magnetic al statorului, în timp ce rotorul motorului electric și conectat cu el mecanisme continua coasting. Acest mod este de asemenea posibilă în cazul în care câmpul statoric nu schimbă sensul de rotație și sub acțiunea rotorului cuplului extern inversează direcția de rotație.

În acest articol, considerăm construcția caracteristicilor mecanice ale unui motor cu inducție în modul de motor.

Construcția de caracteristici mecanice cu ajutorul unui model

Pașaport de date AD DMT 011-6u1 f: Uf = 220 - tensiune de fază nominală, V; p = 3 - numărul de perechi de poli ai înfășurărilor; n = 880 - viteza de rotatie nominal, rot / min; Pn = 1400 - puterea nominală, W; Ir = 5,3 - curentul nominal al rotorului, A; η = 0,615 - eficiență nominal,%; cosφ = 0,65 - cos (cp) nominale; J = 0,021 - moment de inerție, kg · m 2; Ki = 5,25 - multiplicitate vârfuri de curent; KP = 2.36 - cuplul de pornire multiplicitate; Km = 2,68 - multitudine de puncte critice.

Pentru a studia condițiile de funcționare ale motoarelor asincrone utilizate pentru caracteristicile de lucru și mecanice care sunt determinate experimental sau calculate pe circuitul echivalent (DS). Pentru a aplica NW (Figura 1), trebuie să cunoașteți parametrii săi:

• R1. R2“, RM - rezistența activă a fazelor statorului și o ramură de magnetizare rotor;
• X1. X2“, XM - scattering rezistență inductiv al rotorului și statorului ramură fază magnetizare.

Acești parametri sunt necesari pentru a determina curentul de pornire la selectarea startere magnetice și contactoare, atunci când protecția împotriva suprasarcinilor, pentru reglarea sistemului electric de comandă pentru modelarea tranzitorii. În plus, acestea sunt necesare pentru a calcula modul de pornire AD, determinarea unei caracteristici de generator asincron și proiectarea mașinilor de inducție, în scopul de a compara parametrii de proiectare inițiale și [3].

Fig. 1. Circuitul echivalent al motorului de inducție

Noi folosim metoda de calcul al parametrilor circuitului echivalent [3] pentru a determina rezistența și reactanța fazei stator și rotor. Valorile eficienței și factorul de putere la sarcini parțiale, necesare pentru calculul sunt date într-un catalog tehnic [4, p.10]: pf = 0,5 - factorul de încărcare parțială,%; PPF = Pn · PF - putere la o sarcină parțială, W; η _pf = 0,56 - eficiență la o sarcină parțială,%; cosφ_pf = 0,4 - cos (φ) la sarcină parțială.

Valorile rezistențelor în circuitul echivalent: X1 = 4,58 - stator reactanței, în ohmi; X2 „= 6.33 - Reactanța rotor în ohmi; R1 = 3,32 - rezistența stator activă, în ohmi; R2 „= 6,77 - rezistența rotorului activă în ohmi.

Construirea caracteristica mecanică a motorului de inducție Kloss cu formula (1).

Glide este determinat din expresia formei:

unde - viteza rotorului BP rad / sec,

Viteza de rotație sincronă:

Viteza critică a rotorului:

Punct un moment critic se determină din expresia

Cuplul de pornire de formula Kloss când s = 1:

Conform estimărilor construi caracteristica mecanică a AD (Fig. 4). Pentru a testa în practică un experiment.

Construcție de caracteristici mecanice experimentale

In experimentul folosind laboratorul reprezintă SEC-13.00.000 „putere“. Există un sistem format dintr-o tensiune arterială, arborele de care este conectat ca o sarcină a motorului de curent continuu (DPT) excitație independentă. Este necesar să se construiască o caracteristică mecanică a motorului de inducție, folosind datele de pașaport asincron și mașini sincrone și citirile senzorilor. Suntem capabili de a schimba câmpul de tensiune înfășurare DPT măsoară curenții ancora arborele motor de frecvență de rotație sincronă și asincronă. BP conectarea la o sursă de alimentare și se va încărca prin schimbarea de excitație lichidare curent DPT. Experimentele un tabel de valori ale senzorilor: citiri

Tabelul traductori 1Pokazaniya la încărcarea motorului de inducție

Ic în care - domeniul înfășurărilor motorului dc curent, I I - armatură motor de curent continuu curent, ω - inducție vitezei rotorului motorului, I 2 - curentul rotorului motorului asincron.

Date de pașaport sincron mașină de tip 2P H90L UHL4: PH = 0,55 - puterea nominală, kW; Unom = 220 - tensiune nominală, V; Uv.nom = 220 - Tensiunea nominală a câmpului electromagnetic, V; Iya.nom = 3,32 - curent nominal armatură, A; Iv.nom = 400 - curent nominal de excitație, mA; Rya = 16,4 - rezistența la armătură, în ohmi; nH = 1500 - viteza de rotatie nominal, rot / min; JDV = 0,005 - moment de inerție, kg · m 2; 2p = 4 - numărul de perechi de poli; 2a = 2 - numărul de ramuri paralele ale înfășurării armăturii; N = 120 - numărul de conductoare active de înfășurare a armăturii.

Curentul rotorului DPT curge printr-o singură perie, curge prin înfășurările rotorului bobinaj și în afară prin cealaltă perie. Punctul de contact al înfășurarea statorică la înfășurarea rotorului - prin placa colectorului sau segmente, care apasă peria la momentul (de obicei, perie este mai mare decât un segment). Deoarece fiecare spirală înfășurare separată a unui segment de rotor este interconectat cu colector, curentul curge de fapt prin toate înfășurări și prin placa de colector pe calea prin rotor.

Fig. 2. Curenții care curge în rotorul unui motor de curent continuu cu doi poli

Figura 2 arată că toți conductorii care se află la polul N, au o sarcină pozitivă, în timp ce toți conductorii sub pol S transporta o sarcină negativă. De aceea, toți conductorii electrici sub N pol primi forță descendentă (care este proporțională cu radial inducției magnetice B și rotorul curent), în timp ce toți conductorii sub pol S primi forță îndreptată în sus egală. Ca rezultat al rotorului creează un cuplu a cărui mărime este proporțională cu produsul dintre densitatea fluxului magnetic și curent. În practică, densitatea fluxului magnetic nu este complet omogen sub pol, astfel încât puterea unora dintre conductorii rotorice vor fi mai mult decât altele. cuplu complet dezvoltat pe arborele va fi egal cu:

unde F - flux magnetic total, KT este constanta de viteză pentru un anumit motor [5].

În conformitate cu formula (8) reglare (restricție) cuplul se poate realiza prin modificarea curentul I și F. flux magnetic în practică, controlul cuplului este cel mai adesea realizată prin controlul curent. Controlul curentului motorului efectuat sistemul său de control (sau operatorului) prin modificarea tensiunii furnizate motorului prin intermediul convertorului de putere sau de comutare rezistori suplimentare în lanțul său [2].

Se calculează constant cu motor constructiv în ecuația (8):

Stabilirea unei conexiuni între fluxul motorului și curentul de excitație bobina. După cum se știe din teoria mașinilor electrice, datorită efectului de saturație al sistemului magnetic, relația neliniară, și are forma prezentată în figura 3. Pentru a utiliza mai bine aparatul de fier este proiectat astfel încât în ​​nominal punctul de funcționare modul a fost la cotul curbei de magnetizare. Să presupunem valoarea proporțională fluxului magnetic la curentul de excitație [1].

Ic în care - curentul de excitație.

F - valoarea reală a fluxului; F pr. - valoarea debitului necesar pentru calcule

Fig. 3. Raportul dintre valorile fluxului magnetic și real- primit

Deoarece BP și DPT în acest experiment un arbore comun, putem calcula cuplul produs de DPT și pe baza valorilor obținute și citirile senzorilor de viteză constructul caracteristică mecanică experimentală a AD (Figura 4).

Figura 4. Caracteristicile mecanice ale motorului de inducție: proiectarea și experimental

Caracteristica experimentală obținută în valorile cuplului scăzute se află sub caracteristica calculată teoretic și mai sus - în domeniul valorilor ridicate. Această abatere se datorează diferenței acceptate pentru valorile de calcul și reale ale fluxului magnetic (fig. 3). Ambele grafice se intersectează în IDF. = Ic. Nom.

Introducem o modificare a calculelor prin stabilirea unei relații neliniară (Figura 5.):

în cazul în care un - coeficient non-linearitate.

Fig. 5. Relația magnetic flux cu curentul de excitație

Caracteristicile experimentale obținute vor fi așa cum se arată în Fig. 6.

Figura 6. Caracteristicile mecanice ale motorului de inducție: proiectarea și experimental

Se calculează datele de eroare obținute experimental pentru cazul în care fluxul magnetic este liniar dependent de curentul de excitație (10) și un caz în care această relație neliniară (11). În primul caz, eroarea totală de 3,81%, 1,62% în al doilea.

Caracterizarea mecanică construită din datele experimentale, diferite de caracteristicile construite folosind formula Kloss (1) datorită LDF ipoteza acceptată. = Ic divergență de 3,81% la Ic = Iv.nom. = 0,4 (A) aceste caracteristici sunt aceleași. La atingerea valorii nominale Ic saturația magnetică are loc sistemul DPT, având ca rezultat o creștere suplimentară a curentului de excitație efect mai mic asupra valorii fluxului magnetic. Prin urmare, pentru a obține valori mai exacte ale timpului necesar pentru a introduce raportul de saturație, care îmbunătățește precizia de calcul de 2,3 ori. Caracteristici mecanice, un model construit de adecvat reflectă funcționarea efectivă a motorului, acesta poate fi luat ca bază pentru continuarea cercetărilor.

• Pyukke Georgiy Aleksandrovich, Ph.D. Profesor al Departamentului de Management al Sistemelor KamchatGTU, Petropavlovsk-Kamchatsky.
• Potapov Vadim Vadimovich, Ph.D. Profesor ramură Far Eastern Federal University, Petropavlovsk-Kamchatsky.

Vă aducem revistele publicate de editura „Academia de Științe Naturale“

(Factor de impact ridicat RISC, teme reviste care acoperă toate domeniile științifice)