книги из ГПНТБ / Некоторые вопросы исследования режимов и параметров корабельных электроэнергетических систем

сравнительно простая схема управления.

Работа асинхронного двигателя от тиристорного ин­ вертора имеет ряд особенностей, связанных в основном с наличием высших гармоник в кривых напряжения и тока двигателя.

Ниже будут рассмотрены некоторые особенности ра­ боты ДД от тиристорного автономного инвертора напряже­ ния и способы расчета его характеристик.

Рис. 2-10

120

Гармонический состав выходного напряже­ ния инвертора.

Форма фазного напряжения на нагрузке зависит от схемы инвертора, способа включения нагрузки, способа управления тиристорами и от коэффициента мощности на­ грузки. Для исследуемого инвертора на тиристорах при использовании схемы управления, обеспечивающей угол открывания управляемых вентилей p =^-=const}в зависи­

мости от коэффициента мощности активно-индуктивной нагрузки ( c o s ^характерны два режима работы [ 2 8 ] .

В первом режиме, который определяется условием

0,528 *= cos0^i?выходное напряжение на нагрузке, соеди­ ненной в треугольники, имеет вид, показанный на рис.2-10,а.

Во втором режиме работы, который определяется ус­ ловием 0^cosQ*z 0,528, выходное напряжение имеет вид,

показанный на рис.2-10,б.

Амплитудные значения гармонических составляющих в первом режиме работы определяются выражением

/ 2- 22/

где п = 1,5,7,11,13,17,19 и т.д.;

или отдельно для гармоник прямой и обратной последо­ вательности:

121

где п = 5,11,17,23 и т.д.

Здесь Cfj - напряжение источника питания;

Амплитудные значения гармонических составляющих во втором режиме работы можно получить из выражения /2-22/, положив в нем ск= ~ 7 что соответствует

cos 0 = 0,528:

Коэффициент мощности нагрузки в первом и во вто­ ром режимах работы соответственно определяется вира­ жениями:__________________________________________

122

чение cos в = 0,552.

Кривые изменения амплитуд гармоник в зависимости от cosQ нагрузки, рассчитанные' по формуле /2.22/, приведены на рис.2-11. На этом же рисунке показаны кривые действующего значения выходного напряжения

и действующего значения напряжения первой гармоники

центное содержание высших гармонических может изменять­ ся значительно. Во втором режиме работы инвертора,при cos О 0,528, процентное содержание гармоник не зави­ сит от характера нагрузки и между амплитудами I- й и высших гармонических сохраняется постоянство отноше­ ний согласно выражению /2-24/.

Действущее значение выходного напряжения инвер­

123

во втором режиме

Рис. 2-II

124

При соединении нагрузки в звезду гармонический состав напрякения не изменяется, но мгновенное и дей­ ствующее значение тока нагрузки, мгновенное и среднее значение тока источника питания будут отличаться на множитель 1/3. Действующее значение фазного напряже­ ния в первом режиме будет равно

Расчет характеристики асинхронного двигателя

Рис. 2-12

а/ Синусоидальное напряжение.. Характеристики асинхронного двигателя при частотном управлении можно

125

рассчитать, используя J -образную схему замещения

£ 27_7, приведенную на рис.2-12. При этом принимаются следующие допущения:

I/ напряжение симметричное и синусоидальное;

2/ насыщение контура намагничивания отсутствует; 3/ эффекта вытеснения тока нет /в области сколь­ жений, не превышающих критического, эффектом вытесне­

ния тока можно пренебречь/; 4/ активное сопротивление цепи намагничивания при­

нимается равным нулю.

На основании приведенной схемы замещения можно получить следующие выражения для расчета величин, ха­ рактеризующих работу АД при переменных напряжении и частоте £21J г

- критическое скольжение

/2-30/

- критический /максимальный/ момент

к~f,(Sb+-2]pS)

/знак минус соответствует генераторному режиму/; - скорость вращения двигателя

126

- эквивалентные активная и индуктивная составляю­

щие проводимости двигателя

'I

,Гг, г2гё

Я*

и

c^s+Jb+ft/s

/2-34/

%<?e,+c,xg')f,s+^ '1*г£

-

cks+fb+ff/s

- коэффициент мощности двигателя

В выражениях /2-29/ - /2-35/ обозначено:

127

«#/7

Все величины выражены в относительных единицах. Пользуясь выражениями /2-29/, /2-33/, /2-35/

можно рассчитать значения момента, тока статора и коэффициента мощности двигателя при любых частотах и

128

напряжениях.

Для расчета характеристик и в дальнейшем для эк­ спериментальной их проверки был взят короткозамкнутый АД типа A-5I-4, имеющий следующие параметры:

ки, рассчитанные для данного двигателя при питании от синусоидального напряжения. Здесь был принят закон ре­

снижения частоты максимальный момент заметно умень­ шается и, как следствие зтого, уменьшается жесткость механических характеристик /при уменьшении частоты в диапазоне 10:1 максимальный момент уменьшается в 3,57 раза/. При одинаковом абсолютном скольжении sa момент двигателя, соответствующий этому скольжению, уменьшается по мере снижения частоты. Это приводит к

129