Снятие механических характеристик

Методика снятия механических характеристик одинакова – изменяя скорость вращения двигателя потенциометром Setpoint1, фиксируют показания на табло преобразователя частоты – ток нагрузочной машины и скорость вращения. Кроме того, необходимо отметить показания вольтметра UС - это напряжение используется для теоретического расчета механических характеристик работы двигателя в различных режимах работы. Дело в том, что напряжение питания фаз статора при использовании трансформатора Тр не равно 220 В. Поэтому построение теоретических характеристик двигателя следует делать при том же напряжении, что и при экспериментальных исследованиях.

На каждой характеристике необходимо снять 10-12 точек, ориентируясь по токам статора у испытуемой и нагрузочной машин. Эти токи не должны превышать по абсолютной величине 5 А.

4. Оформление отчёта и анализ полученных результатов.

В отчете должны быть приведены: принципиальная электрическая схема установки; паспортные данные машин; задание на работу; расчетные формулы с необходимой расшифровкой величин; примеры расчета, доведенные до числового результата одной точки характеристики; таблицы, в которых сведены результаты полного расчета характеристик; таблицы с экспериментальными данными; теоретические и экспериментальные характеристики, построенные на одном рисунке; оценка влияния параметров схемы на вид механических характеристик; обоснование причин расхождения теоретических и экспериментальных характеристик.

Сравнение и анализ механических характеристик с точки зрения влияния внешних факторов, а также расхождения теоретических и экспериментальных характеристик должны проводиться по координатам критической точки wК и МК.

РАБОТА №5.

Исследование механических характеристик системы

Преобразователь частоты - асинхронный двигатель

Программа работы.

Подготовка к работе.

Рассчитать и построить:

1.1.1. Механические характеристики асинхронного двигателя w = j(М) при f1 = f1Н

и две в диапазоне частот f1 > f1Н при выполнении условия U1 = U1Н = const.

1.1.2. Две механические характеристики асинхронного двигателя w = j(М) в диапазоне частот f1 < f1H при выполнении условия U1/f1 = const.

1.2. Работа в лаборатории.

1.2.1. Осуществить пуск двигателя.

1.2.2. Снять механические характеристики, перечисленные в п. 1.1.1 ¸ 1.1.2.

1.3. Составление отчёта.

Отчёт должен включать:

1.3.1. Принципиальную электрическую схему установки.



1.3.2. Паспортные данные машин и задание.

1.3.3. Таблицы с результатами расчётов теоретических характеристик и экспериментальных исследований.

1.3.4. Графики теоретических и экспериментальных характеристик.

1.3.5. Анализ полученных результатов и выводы.

2. Механические характеристики при частотном регулировании скорости.

Регулирование скорости асинхронных двигателей изменением частоты питающего напряжения, называемое частотным регулированием, является основным и самым экономичным способом регулирования скорости для двигателей с короткозамкнутым ротором (рис. 5.1).

Для изменения частоты питающего напряжения используются преобразователи частоты (ПЧ), которые преобразуют напряжение сети с частотой 50 Гц в трехфазное синусоидальное напряжение с частотой, регулируемой в широких пределах. Этот принцип основан на зависимости синхронной скорости двигателя от частоты:

,

где: f1 - частота питающего напряжения; рП - число пар полюсов двигателя.

Регулирование частоты питающего напряжения f1 требует согласованного с ним изменения величины напряжения U1, подаваемого на обмотку статора. Это обусловлено зависимостью индуктивного сопротивления обмоток от частоты питающего напряжения. При уменьшении частоты (f1

У всех ПЧ изменение выходного напряжения возможно только до номинального напряжения двигателя U1Н. Поэтому во второй зоне регулирования при частотах выше базовой напряжение остается постоянным (U1 = U1Н = const) и закон U1/f1 = const не выполняется. При этом из-за увеличения индуктивных сопротивлений обмоток уменьшаются ток статора, магнитный поток и момент двигателя. Причем электромагнитный момент М уменьшается обратно пропорционально частоте f1, а критический момент МК – квадрату частоты (линии 1 и 2 на рис. 5.1).

Механические характеристики для обеих зон рассчитываются согласно (4.1) – (4.5) из работы № 4. Эти соотношения обычно используются для расчета характеристик при постоянной частоте f1 = f1Н, но с некоторыми изменениями они пригодны и для f1 = var. Отличие состоит в том, что w0 , ХК, e, МК и sК, входящие в эти формулы, зависят от частоты f1, а МК – еще и от напряжения U1. Для этого указанные величины подменяются с использованием следующих обозначений:

a = f1 / f1Н, f1 - заданная частота, f1Н = 50 Гц - номинальная частота двигателя;

w0* = 2pf1Н / рП - синхронная скорость при номинальной частоте f1Н;

w0 = w0* × a - синхронная скорость при частоте f1 ¹ f1Н;

ХК*- индуктивное сопротивление двигателя при 50 Гц, паспортное значение;

ХК = ХК* × a - индуктивное сопротивление двигателя при f1 ¹ f1Н;

U1 = U1Н × a - напряжение для первой зоны регулирования (f1 < f1Н);

U1 = U1Н - напряжение для второй зоны регулирования (f1 > f1Н).

В первой зоне регулирования изменение напряжения в соответствии с законом управления U1/f1 = const обеспечивает примерное постоянство МК только при соблюдении условия R1 << ХК = ХК*×a, т.е. при частотах, близких к номинальной. При уменьшении частоты ХК становится сначала соизмеримым, а затем даже меньше, чем R1. Из-за этого полное сопротивление обмоток уменьшается медленнее, чем напряжение питания и, как следствие, происходит уменьшение тока статора и МК.

Во второй зоне регулирования (при f1 > fБ) U1 = U1Н = const. Поэтому числитель (4.2) при увеличении частоты остается постоянным, а знаменатель увеличивается. В результате при увеличении частоты МК уменьшается обратно пропорционально квадрату частоты f1 (штриховая линия на рис. 5.1).

Ниже приводятся паспортные данные двигателей.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором – DT 80 K4

Номинальная механическая мощность, кВт – 0.55

Линейное напряжение питания при соединении обмоток звездой, В – 380

Частота напряжения питания, Гц – 50

Номинальный ток фазы статора, А – 1.75

Номинальная скорость вращения, об/мин – 1360

Номинальный cos φ – 0.72

Число пар полюсов – 2

Активное сопротивление фазы статора при 75 град. С, Ом – 19.2

Индуктивное сопротивление рассеяния фазы статора, Ом – 20.3

Приведенное активное сопротивление фазы ротора при 75 град. С, Ом – 12.24

Приведенное индуктивное сопротивление рассеяния фазы ротора, Ом – 12.4

Приведенное индуктивное сопротивление контура намагничивания, Ом – 198

Вентильный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов – CFM 71S

Номинальный момент, Нм – 5

Номинальный фазный ток, А – 2.2

Номинальное напряжение питания при соединении обмоток звездой, В - 380

Номинальная скорость вращения, об/мин – 2000

Расчет механических характеристик двигателя при частотном управлении ведут аналогично п. 2 в работе № 4. Результаты расчета сводят в таблицу 5.1. Отметим, что при расчете следует ограничиться областью работы с s > 0.

Таблица 5.1. Расчет механических характеристик асинхронного двигателя при частотном управлении.

f1 < f1Н f1 < f1Н f1 = f1Н f1 > f1Н f1 > f1Н
s МК ω ε М МК ω ε М МК ω ε М МК ω ε М МК ω ε М
Нм рад/с Нм Нм рад/с Нм Нм рад/с Нм Нм рад/с Нм Нм рад/с Нм


soblyudenie-obyazatelstv-trebuet-energii.html
soblyudenie-prav-grazhdan-v-sfere-ohrani-zdorovya-i-obespechenie-svyazannih-s-etimi-pravami-gosudarstvennih-garantij.html
    PR.RU™