1.2 Построение графиков переходных процессов и электромеханической характеристики двигателя

Для построения графиков переходных процессов при прямом пуске двигателя в сеть создадим модель (см. рисунок 1) обеспечивающую снятие координат электропривода. Результаты моделирования выведем на графики и проанализируем полученные результаты.

Рисунок 1 – Модель прямого пуска асинхронного двигателя с приложением нагрузки после разгона

Исходными данными для модели двигателя являются параметры приведенные в таблице 2. После включения двигателя происходит резкий скачек тока и момента. После разгона двигателя происходит скачкообразное увеличение момента сопротивления с нулевого значения до номинального (см. рисунок 2 после 2 секунд).

Рисунок 2 – Момент на валу двигателя

Рисунок 3 – Скорость вала двигателя

На основе полученных результатов можно сделать вывод, что наиболее опасным режимом является пусковой режим, т.к. возникают нежелательные броски момента.

На рисунке 4 приведена механическая характеристика двигателя.

Рисунок 4 – Механическая характеристика двигателя

1.3 Расчет параметров модели двигателя и построение графиков переходных процессов при регулировании частоты вращения изменением напряжения на обмотке статора

Проанализируем работу двигателя при изменении напряжения питания обмотки статора. Для этого произведем пуск двигателя при номинальном напряжении питания с номинальным моментом и снижение номинального напряжения после переходного процесса.

Для получения графиков построим модель асинхронный двигатель - преобразователь напряжения (АД-ПН), модель приведена на рисунке 1.

Рисунок 5 – Модель асинхронный двигатель - преобразователь напряжения

Начальные условия:

• Напряжение питания Uс=220 В, пониженное напряжение питания меньше номинального на 30%, Uп=150 В;

• Момент сопротивления Мн=355 Нм.

• Приложение момента к валу двигателя при пуске;

• Переход на пониженное напряжение питания после протекания переходного процесса пуска.

Рисунок 6 – График переходного процесса для момента

Рисунок 7 – График переходного процесса для скорости

Анализируя полученные результаты (см. рисунки 6,7) полученные при моделировании делаем выводы:

• Регулирование скорости можно осуществить в небольшом диапазоне;

• Для регулирования данным методом необходим двигатель повышенной мощности, т.к. двигатель начинает работать в области повышенного скольжения.

1.4 Расчет параметров модели двигателя и построение графиков переходных процессов при регулировании частоты вращения изменением частоты питающего напряжения

Для моделирования будем использовать модель из предыдущего пункта 1.3. В уже имеющейся модели изменим блок задания частоты.

Рисунок 8 – Модель асинхронный двигатель – преобразователь частоты

Проанализируем работу двигателя при изменении частоты напряжения питания обмотки статора. Для этого произведем пуск при номинальной частоте и номинальном моменте и скачкообразное изменение частоты до 30 Гц, после протекания переходного процесса пуска.

Начальные условия:

• Напряжение питания Uс=220 В;

• Частота сети при пуске 50 Гц, через 2 секунды снижается до 30 Гц;

• Момент номинальный Мн=355 Нм.

Рисунок 9 – График переходного процесса для момента

Рисунок 10 – График переходного процесса для скорости

Анализируя полученные результаты (см. рисунки 9,10) полученные при моделировании делаем выводы:

• Переходный процесс при единичном скачкообразном изменении частоты сопровождается опасными колебаниями момента. Для уменьшения колебательности необходимо плавно снижать частоту.