Лаба 4 ЭП

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Озерский технологический институт –

филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего

образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

(ОТИ НИЯУ МИФИ)

Кафедра ЭПП

Лабораторная работа №4

«Исследование разомкнутой схемы "Преобразователь частоты-асинхронный двигатель"»

По дисциплине «Электропривод»

Принял				Р.М. Зубаиров
Выполнил студент группы	1ТМ-33Д			Д.А. Шишкин

Озёрск

2026

Цель работы: исследование рабочих свойств системы «Преобразователь частоты-асинхронный двигатель» (ПЧ-АД) и принципов частотного регулирования скорости вращения при скалярном управлении в разомкнутой системе.

Приборы: установка.

Машина переменного тока М1, входящая в состав агрегата лабораторного комплекса, рассматривается как исследуемая машина, а машина постоянного тока М2 – как нагрузочная машина.

В лабораторной работе используются следующие модули:

- модуль питания стенда (МПС);

- модуль питания (МП);

- силовой модуль (СМ);

- модуль измерителя мощности (МИМ);

- модуль преобразователя частоты (ГТЧ);

- модуль тиристорного преобразователя (ТП);

- модуль ввода/вывода (МВБ).

Ход работы:

1. Ознакомимся с принципами регулирования скорости электропривода с асинхронным двигателем в системе ПЧ-АД.

2. Изучим схему для снятия характеристик системы ПЧ-АД.

3. Снимем семейство характеристик системы ПЧ-АД в режиме скалярного управления при трёх разных частотах в двигательном и генераторном режимах и обработаем результаты измерений.

– полная выходная мощность преобразователя частоты;

– угловая скорость вала двигателя;

– электрические потери в статорной обмотке электродвигателя;

– электрические потери в цепи якоря ДПТ;

– выходная мощность ПТ;

– мощность на валу электродвигателя;

– активная выходная мощность;

– к.п.д. электродвигателя;

– к.п.д. системы;

;

;

– момент на валу а.д.

4. Пример расчета данных в таблицах

Таблица 2 -- 34 Гц
	Двигательный режим					Генераторный режим
Uс, В	272	283	295	301	307	271	266	266	267	266
Uсф, В	157	163	170	174	177	156	154	154	154	154
Iс, А	0,95	1,02	1,11	1,18	1,24	0,95	0,95	1,01	1,06	1,1
Uя, В	124	109	91	79	67	124	136	151	158	165
Iя, А	0	0,41	0,9	1,21	1,51	0	0,4	0,91	1,2	1,5
n, об/мин	1035	1018	1001	990	981	1035	1050	1070	1080	1091
Uвх, В	387	387	387	387	387	386	385	386	386	386
Iвх, А	0,5	0,663	0,87	1	1,126	0,4	0,354	0,199	0,095	0
Pвх, Вт	135	198	270	322	367	135	87	40	16	0
Sс, ВА	448	500	567	615	659	446	438	465	490	507
ω, с-1	108,38	106,60	104,82	103,67	102,73	108,38	109,96	112,05	113,10	114,25
ΔPэл, Вт	51,44	59,30	70,23	79,37	87,64	51,44	51,44	58,15	64,05	68,97
ΔPя, Вт	0,00	2,94	14,18	25,62	39,90	0,00	2,80	14,49	25,20	39,38
Pя, Вт	0	45	82	96	101	0	54	137	190	248
Pв, Вт	15	63	111	136	156	15	72	167	230	302
Pс, Вт	77	133	192	227	255	77	135	236	305	382
ηад	0,194	0,471	0,578	0,601	0,613	0,194	0,536	0,707	0,754	0,791
ηпч-ад	0,574	0,671	0,712	0,704	0,694	0,574	1,548	5,901	19,053	0,000
(cosφ)ад	0,173	0,266	0,339	0,368	0,386	0,174	0,308	0,507	0,622	0,753
(cosφ)пч-ад	0,233	0,257	0,267	0,277	0,281	0,291	0,213	0,174	0,145	0,000
Mв, Н*м	0,138	0,588	1,060	1,314	1,519	-0,138	-0,657	-1,490	-2,032	-2,642

5. Построим статические характеристики электропривода.

Рисунок 1- Зависимость частоты вращения от момента на валу

Рисунок 2 –Зависимость силы тока от момента на валу

Рисунок 3 – Зависимость кпд от момента на валу

Рисунок 4 – Зависимость угла от момента на валу

6. Исследуем способы торможения электродвигателя.

Остановка на выбеге;

Остановка с заданным темпом;

; .

Торможение с подпиткой постоянным током.

;

;

.

Торможение с подпиткой постоянным током.

;

;

.

Вывод:

В ходе лабораторной работе нами была выявлена жёсткая зависимость частоты вращения вала двигателя от частоты подводимого в двигательном и генераторном режимах.

Были исследованы способы торможения:

- остановка на выбеге. После отключения двигателя от сети он продолжает движение по инерции.

- остановка с заданным темпом. Увеличивая время торможения, характеристика снижения скорости становится более плавной. В отличие от предыдущего способа, характеристика снижается без резких изменений скорости.

- торможение с подпиткой постоянным током. В начальный момент торможение осуществляется плавно, затем спадает до нуля по линейной характеристике, что объясняется взаимодействием магнитных полей источника постоянного тока и поля АД

1. В двигательном режиме (момент положительный): при увеличении тока якоря Iя (нагрузка на валу растёт) момент Mв​ возрастает.. Это естественная механическая характеристика АД: при увеличении тормозного момента на валу ротор замедляется, скольжение растёт, ток в роторе и момент увеличиваются до тех пор, пока не наступит равновесие. В генераторном режиме (момент отрицательный, т.е. двигатель тормозит нагрузку): абсолютное значение момента также растёт с ростом нагрузки (ток Iя​увеличивается, но напряжение Uя​ меняет полярность). Отрицательный момент означает, что АД работает в режиме рекуперации — возвращает энергию в сеть.

2. Чтобы поддерживать постоянным магнитный поток статора Φ. В асинхронном двигателе ЭДС статора примерно равна E1≈U1​ и связана с потоком: E1≈С⋅f⋅Φ. Если при повышении частоты не увеличивать напряжение, поток упадёт, соответственно снизится максимальный момент двигателя.