6.2. Асинхронный вентильно-машинный электромеханический каскад.

Номинальный ток фазы статора АД:

Базовое сопротивление:

Величины сопротивлений рассчитываются в соответствии со схемой замещения (а):

Сопротивления ирассчитываются по формулам:

При переходе к традиционной схеме замещения (б) значения сопротивлений равны:

Полученные сопротивления приведены к обмотке статора. Для приведения сопротивлений к обмотке ротора определяется коэффициент трансформации асинхронного двигателя:

Для приведения сопротивлений к обмотке статора нужно сопротивления, приведенные к обмотке статора, разделить на :

Постоянные активные потери:

где – постоянные потери в АД.

Переменные активные потери:

где

где – приведенное к ротору индуктивное сопротивление фазы двигателя;

– относительное значение потока возбуждения;

– суммарное падение напряжения в вентилях роторной группы.

Полные затраты активной энергии:

где – мощность на валу насоса (задана).

Соотношения для Q, M, ω и возьмем из таблицы 5.

Результаты расчетов сведем в таблицу:

Таблица 8.

	200	400	600	800	1000
	308,96	460,84	570,24	617,2	579,47
	132,7	101,99	91,19	85,87	82,83
	41000	47000	52000	53000	48000
	0,07	0,265	0,34	0,45	0,41
	157,33	192,56	224,79	219,82	213,12
	8723,47	9950,12	11553,61	11334,87	10650,38
	51969,97	59187,62	65791,11	66572,37	60887,88
	259,8	147,97	109,65	83,22	60,89

Затраты реактивной энергии в АД:

где – активная мощность, потребляемая со стороны статора двигателя;

– ток намагничивания;

– потери в стали статора.

Q, M, ивозьмем из таблицы 8.

Результаты расчета сведены в таблицу:

Таблица 9.

	200	400	600	800	1000
	308,96	460,84	570,24	617,2	579,47
	157,33	192,56	224,79	219,82	213,12
	81,88	98,60	114,09	111,69	108,46
	1045,80	1516,72	2030,43	1946,11	1835,22
	50642,9	74971,27	92668,29	99960,62	93923,58
	0,902	0,907	0,907	0,907	0,907
	0,479	0,463	0,466	0,465	0,463
	24262,615	34714,728	43157,84	46440,28	43525,871
	121,313	86,787	71,93	58,03	43,526

500 0 200 1000 400 600 800

Рис. 8. Расход электрической энергии на единицу производительности.

7. Расчет механических характеристик.

7.1. Асинхронно-вентильный каскад.

Механическая характеристика:

где – эквивалентное сопротивление обмотки статора;

– эквивалентное сопротивление роторного контура;

– скольжение холостого хода;

где

Тогда:

Результаты расчета сведены в таблицу:

Таблица 10.

S		0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
	M	0	144	628	1017	1222	1332	1389	1415	1424	1422	1413
	M	0	68	137	277	362	754	1001	1161	1264	1332	1375

0

500

1000

1400

50

100

150

M, Н·м

ω, с^-1

ест. АД

β=84,5°

β=72°

Рис. 9. Механические характеристики.

7.2. Асинхронный вентильно-машинный электромеханический каскад.

Механическая характеристика:

где ;

где – эквивалентное сопротивление обмотки статора;

– эквивалентное сопротивление роторного контура;

;

– скольжение холостого хода.

Тогда:

Результаты расчета сведены в таблицу:

Таблица 11.

S		0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
	M	0	58	486	717	847	921	962	984	994	996	997
	M	0	46	89	147	246	815	1188	1437	1605	1719	1795

0

500

1000

1500

50

100

150

M, Н·м

ω, с^-1

ест. АД

D=0,07

D=0,41

Рис. 10. Механические характеристики.

8. Расчет переходных процессов.

Рис. 11. Структурная схема.

8.1. Асинхронно-вентильный каскад.

Рис. 13. График .

8.2. Асинхронный вентильно-машинный электромеханический каскад.

Рис. 14. График .

Рис. 14. График .

9. Выводы.

Среди рассматриваемых способов регулирования схема с асинхронным вентильно-машинным электромеханическим каскадом более экономична, т.к. мощность скольжения не передается в сеть, как в схеме с асинхронно-вентильным каскадом, а используется на полезную работу. Это позволяет существенно (примерно в 2 раза) снизить установленную и габаритную мощности асинхронного двигателя. Мощность же ДПТ примерно соответствует мощности трансформатора. Использование ДПТ приводит к несколько большему потреблению активной энергии, но, в то же время, к существенно меньшему потреблению реактивной энергии. Схема с асинхронным вентильно-машинным электромеханическим каскадом более проста в исполнении (всего один неуправляемый вентильный блок против двух в схеме с асинхронно-вентильным каскадом, один из которых управляемый). Поэтому более выгодно использовать схему с асинхронным вентильно-машинным электромеханическим каскадом.