Тема 1.1 Электрический привод Практическое занятие № 13 Расчет и построение механических характеристик в тормозных режимах ад

Формируемая) компетенция:

ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования.

Цель работы:

1. Повторить теоретический материал.

2. Освоить методику построения механических характеристик АД в тормозных режимах .

3. Рассчитать координаты точек и построить искусственную механическую характеристику АД в тормозных режимах.

Выполнив работу, Вы будете:

уметь:

- определять электроэнергетические параметры электрических машин и аппаратов, электротехнических устройств и систем;

- организовывать и выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования;

Материальное обеспечение:

калькулятор, конспект лекций, справочник

Задание:

1. Определить внешнее активное сопротивление в цепи ротора, при котором критическое скольжение на искусственной характеристике будет равно S_кр.и = - 0,5

2. Определить критический момент для искусственной механической характеристики в рекуперативном режиме при S_кр.и = - 0,5

3. Определить скорость вращения двигателя на искусственной характеристике при S_кр.и = - 0,5

4. Построить механическую характеристику в рекуперативном режиме.

5. Определить дополнительное сопротивление в цепи ротора при тормозном спуске с установившейся скоростью n_у при моменте на валу двигателя М_ПР = 0,8 М_НОМ

6. Построить механические характеристики в режиме противовключения.

Краткие теоретические сведения:

Рекуперативное торможение с отдачей энергии в сеть возникает при вращении ротора двигателя в направлении вращения ВМП статора со скоростью, превышающей скорость вращения магнитного поля, т. е. при n > n₀. В генераторном режиме проводники обмотки ротора будут пересекать ВМП статора в противоположном направлении по сравнению с двигательным режимом, поэтому ЭДС ротора изменит знак на обратный.

Механическая характеристика режима рекуперативного торможения располагается во втором квадранте и является продолжением характеристики двигательного режима (рис. 17).

Крутизна механических характеристик в режиме рекуперативного торможения будет возрастать с увеличением активного сопротивления, включенного в цепь ротора.

Режим противовключения может быть получен двумя способами:

1) изменением направления вращения магнитного поля АД, путем переключения 2-х фаз обмотки статора;

2) изменением направления вращения ротора АД на противоположное по отношению к ВМП статора под действием активного момента от перетягивающего груза при включении в цепь ротора добавочного активного сопротивления, называемого ступенью противовключения.

Установившемуся режиму при тормозном спуске соответствует точка с координатами – n_у; М_ном (рис. 18)

Рисунок 17 - Механическая характеристика АД в режиме рекуперативного торможения

Рисунок 18- Механическая характеристика АД при торможении противовключением

Порядок выполнения работы:

1. Повторить теоретический материал.

2. По алгоритму рассчитать координаты точек искусственных механических характеристик АД в тормозных режимах и построить их. Исходные данные для расчетов приведены в таблице 22.

3. Ответить на вопросы.

Ход работы:

Приведенные к обмотке статора значения активного и реактивного сопротивлений ротора r'_р; x'_р Ом

r'_р = r_р  ²_е

x'_р = x_р  ²_е

Внешнее приведенное к обмотке статора активное сопротивление ротора R'_р Ом

где S_кр.е – критическое скольжение на естественной механической характеристике (из ПР №8)

Внешнее активное сопротивление в цепи ротора R_2Д, Ом

Произведение величины критического скольжения S_кр на отношение активного сопротивления статора r_с к приведенному сопротивлению ротора r'_р – а

Критический момент для искусственной механической характеристики в рекуперативном режиме М_КР.Г, Н  м

где М_КР.ДВ – критический момент естественной механической характеристики, Нм (из ПР №8).

Скорость вращения двигателя в режиме рекуперативного торможения при S_КР.И n_КР.И, об/мин

n_кр.и = n₁  (1 – S_КР.И)

где n₁ – синхронная скорость, об/мин (из ПР №8)

Механическая характеристика в рекуперативном режиме показана на рис.17

Торможение противовключением.

Скольжение при противовключении S_ПР

где n_у – установившаяся скорость двигателя при моменте равном 0,8 М_НОМ, об/мин определяется по естественной механической характеристике (из ПР №8) или пусковой диаграммы (из ПР №10).

Скольжение при номинальном моменте на тормозной характеристике S_ПР.НОМ

где М_ПР – момент противовключения, Н  м

М_ПР = 0,8 М_НОМ

Полное сопротивление в цепи ротора при противовключении R_Р ,Ом

где S_НОМ – номинальное скольжение на естественной механической характеристике (из ПР №8)

Дополнительное сопротивление R_2Д, Ом

R_2Д = R_p – r_p

Механические характеристики в режиме противовключения показаны на рис. 18.

Форма представления результата:

Решение в тетради, ответы на вопросы:

1. Какой знак имеет скольжение в режиме рекуперативного торможения?

2. Как изменяется величина тормозного момента в режиме рекуперативного торможения при увеличении частоты вращения?

3. Что произойдет с частотой вращения в режиме рекуперативного торможения, если ввести добавочное активное сопротивление?

4. Какая составляющая тока ротора изменяет свой знак в режиме рекуперативного торможения?

5. Зачем АД в режиме рекуперативного торможения потребляет из сети реактивную мощность?

6. Почему в режиме рекуперативного торможения при тех же значениях скольжения величины моментов АД больше, чем в двигательном режиме?

7. В каких пределах изменяется скольжение в режиме противовключения?

8. Зачем в режиме противовключения в цепь ротора вводят ступень противовключения?

9. Укажите условие торможения противовключения (тормозной спуск)?

Таблица 22- Исходные данные

Номер варианта	Активное сопротивление статора rс, Ом	Индуктивное сопротивление статора xс, Ом	Активное сопротивление ротора rр, Ом	Индуктивное сопротивление ротора xр, Ом	Коэффициент трансформации е
1	5,78	3,6	0,77	0,566	9,06
2	0,19	0,31	0,066	0,23	1,6
3	0,202	0,313	0,102	0,231	2,03
4	3,63	2,51	0,745	0,59	6,06
5	0,207	0,32	0,09	0,24	1,53
6	0,352	0,507	0,125	0,245	2,96
7	2,1	1,93	0,6	0,57	4,65
8	0,21	0,312	0,072	0,225	1,63
9	0,133	0,197	0,059	0,173	1,96
10	1,26	1,26	0,5	0,648	3,1
11	0,179	0,297	0,05	0,136	1,84
12	0,219	0,271	0,08	0,233	2,37
13	0,755	1,05	0,485	0,855	1,92
14	0,136	0,225	0,06	0,174	1,41
15	0,534	0,529	0,13	0,1825	4,54
16	0,48	0,645	0,111	0,241	4,2
17	0,123	0,245	0,082	0,28	1,28
18	0,98	0,843	0,498	0,643	2,07
19	0,124	0,197	0,055	0,173	1,96
20	0,141	0,214	0,102	0,252	1,26

Продолжение таблицы 22

Номер варианта	Активное сопротивление статора rс, Ом	Индуктивное сопротивление статора xс, Ом	Активное сопротивление ротора rр, Ом	Индуктивное сопротивление ротора xр, Ом	Коэффициент трансформации е
21	0,337	0,431	0,125	0,254	2,66
22	0,327	0,53	0,117	0,26	2,94
23	0,125	0,23	0,055	0,225	1,4
24	0,51	0,645	0,124	0,241	4,2
25	0,182	0,313	0,095	0,231	2,03
26	0,835	0,88	0,466	0,666	2,18
27	0,23	0,334	0,107	0,244	2,66
28	11,8	1,61	0,503	0,625	3,1
29	0,219	0,271	0,08	0,233	2,37
30	2,62	1,7	0,671	0,565	4,54