3.3 Розрахунок системи пч-ад

3.3.1 Розрахунок схеми заміщення

Аналіз характеристик АД при частотному управлінні можна зробити, використавши Т-подібну схему заміщення (рисунок 3.1).

Рисунок 3.9 - Схема заміщення асинхронного двигуна при частотному регулюванні.

Швидкість обертання на ХХ:

об/хв

де р=2 - кількість пар полюсів.

Частота обертання на ХХ:

с^-1

Номінальна частота обертання:

с^-1

Номінальне ковзання:

.

Рівняння для критичного ковзання:

,

де λ_м - кратність максимального моменту, λ_м=2,3.

.

Струм намагнічування I_µн:

А

Приведенный струм ротора :

;

=65,72 А

Опір статора:

;

=1,23 Ом

Приведенное опір ротора:

;

=1,379 Ом

Індуктивний опір контуру намагнічування:

=143 Ом

Індуктивное опір ротора:

З допомогою критичного ковзання знайдемо :

;

=23,62 Ом

Реактивне опір статора:

;

=11,35 Ом

Реактивное опір ротора;

;

=11,81 Ом

Номінальний момент АД:

Мн= 4065 Нм

Критичний момент:

Мкр=4810·10³ Нм

На підставі отриманих результатів проводимо розрахунок статичних і енергетичних характеристик.

3.3.2 Розрахунок статичних характеристик

Закон частотного керування, який визначає співвідношення між частотою і напругою в залежності від характеру технологічного навантаження:

.

- відносне напруга;

- відносна частота;

- відносний момент;

Для приводів з насосною навантаженням :, тоді закон частотного керування буде мати вигляд:

Прийнятими допущеннями обумовлюється сталість опорів схеми заміщення при даній частоті. Індуктивні опору відповідають частоті ХХ.

Параметр абсолютного ковзання, або відносна частота ротора - відношення абсолютного ковзання до синхронної швидкості при номі-нальної частоті.

Параметр використовується замість ковзання s і пов'язаний з ним співвідношенням:

Коефіцієнт розсіювання відповідно для статора і ротора:

Загальний коефіцієнт розсіювання

Крім того, введемо позначення:

;;;

Аналіз і розрахунки усталеного режиму проводяться в діючих значеннях величин.

Для подальших розрахунків приймемо позначення: ;

Для кожної з розрахованих величин задаються кілька значень і зміна

З розрахунку схеми заміщення отримуємо електрорушійну силу.

Потік у повітряному зазорі

Струм статора

Приведенний струм ротора

струм намагнічування

Графіки струмів показані на рисунках 3.10 - 3.12.

Рисунок 3.10 – Графік зміни струмів статора при частотному регулюванні.

Рисунок 3.11 - Графік зміни струмів ротора при частотному регулюванні.

Рисунок 3.11 – Графік зміни струмів намагнічування.

3.3.3 Розрахунок механічних характеристик і навантажувальні характеристики.

Момент двигуна :

Навантажувальна характеристика визначається з виразів статичного моменту і кутової швидкості:

При цьому S змінюється від 0 до 1.

Механічні характеристики і навантажувальна крива, при частотному регулюванні, зображені на малюнку 3.12.

Рисунок 3.12 – Механічні і навантажувальні характеристики

3.3.4 Розрахунок енергетичних характеристик

Коефіцієнт потужності cosзнаходимо за формулою :

График зміни показан на рисунке 3.13.

Рисунок 3.13 – Графік зміни .

К.П.Д визначимо з виразу:

где :

- повні втрати двигуна;

- додаткові втрати;

- механічні втрати.

График зміни КПД показан на рисунке 3.14.

Рисунок 3.14 – График зміни К.П.Д