- •Федеральное агентство по образованию
- •Оглавление
- •1 Электропривод с асинхронным электродвигателем
- •1.1 Теоретические сведения
- •1.1.1 Механические характеристики асинхронного двигателя
- •1.1.2 Динамическое торможение
- •1.1.3 Режим противовключения
- •1.1.4 Рекуперативное торможение
- •1.1.5 Регулирование скорости вращения с помощью тиристорного преобразователя напряжения
- •1.1.6 Частотный способ регулирования скорости
- •1.2 Лабораторная работа №5 «Определение координат и параметров электропривода с асинхронным электродвигателем в двигательном режиме»
- •1.2.1 Определение зависимости момента от потерь
- •1.2.2 Определение естественной характеристики электродвигателя
- •1.2.3 Определение реостатной характеристики асинхронного электродвигателя
- •1.2.4 Определение статической характеристики электропривода с асинхронным электродвигателем при изменении питающего напряжения
- •1.2.5 Указания по оформлению отчёта
- •1.2.6 Контрольные вопросы
- •1.3 Лабораторная работа № 6 «Изучение способов регулирования скорости»
- •1.3.1 Регулирование скорости вращения двигателя изменением сопротивления реостата в цепи ротора
- •1.3.2 Регулирование скорости вращения двигателя изменением питающего напряжения
- •1.3.3 Контрольные вопросы
- •1.4 Лабораторная работа № 7 «Исследование электропривода с асинхронным двигателем в генераторном режиме»
- •1.4.1 Снять характеристики асинхронного электродвигателя в режиме рекуперативного торможения.
- •1.4.2 Снять характеристики электродвигателя в режиме торможения противовключением
- •1.4.3 Снять характеристики асинхронного электродвигателя в режиме динамического торможения
- •1.4.4 Контрольные вопросы:
- •1.5 Лабораторная работа № 8 «Определение координат и параметров электропривода с асинхронным двигателем в переходном режиме»
- •15.1 Изучение переходных процессов при пуске и торможении электродвигателя
- •1.5.2 Изучение переходных процессов при сбросе и набросе нагрузки.
- •1.5.3 Изучение переходных процессов при изменении добавочного сопротивления в роторной цепи
- •1.5.4 Контрольные вопросы:
- •1.6 Лабораторная работа № 9 «Исследование работы системы преобразователь частот с автономным инвертором напряжения - асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором»
- •1.6.1 Определение статической механической характеристики
- •1.6.2 Регулирование скорости вращения двигателя согласованным изменением частоты и величины напряжения статора
- •1.6.3 Контрольные вопросы:
- •1.7 Лабораторная работа № 10 Исследование асинхронного электродвигателя с тиристорным преобразователем напряжения
- •1.7.1 Контрольные вопросы:
- •2. Исследование электропривода с синхронным двигателем
- •2.1 Краткая теория
- •2.2 Определение статической механической характеристики
- •2.2.1 Указания по проведению эксперимента
- •2.3 Определение статической угловой характеристики двигателя
- •2.3.1 Указания по проведению эксперимента
- •2.4 Определение статической характеристики в режиме динамического торможения
- •2.4.1 Указания по проведению эксперимента
- •Список литературы
1.7.1 Контрольные вопросы:
Физические особенности регулирования координат электропривода с асинхронным двигателем с преобразователем напряжения.
Схемотехнические особенности тиристорного преобразователя напряжения.
Механические характеристики электропривода с тиристорным преобразователем напряжения.
Достоинства и недостатки электропривода с тиристорным преобразователем напряжения.
2. Исследование электропривода с синхронным двигателем
Цель работы: Изучение основных характеристик и режимов работы синхронных двигателей. Практическое ознакомление с двигательным режимом и режимом динамического торможения.
2.1 Краткая теория
Синхронные трёхфазные электродвигатели применяются в качестве электропривода исполнительных органов, с большим моментом сопротивления, на металлургических заводах, шахтах и нефтегазопроводах для привода насосов, вентиляторов и компрессоров, работающих с постоянной скоростью вращения. Специальные синхронные двигатели малой мощности находят применение в устройствах, где требуется строгое постоянство скорости: электрочасы, регулирующие измерительные приборы, гирокомпасы и др. В электроэнергетических системах синхронные электродвигатели используются для регулирования напряжения и увеличения пропускной способности дальних линий электропередач, связывающих районы потребления с генерирующими станциями. Такие машины носят название синхронных компенсаторов.
На статоре синхронного электродвигателя располагается трёхфазная обмотка, подключённая к сети переменного тока (рисунок 2.1). Ротор синхронного двигателя выполняется с двумя обмотками: обмоткой возбуждения постоянного тока и короткозамкнутой пусковой обмоткой в виде короткозамкнутой беличьей клетки. Пусковая обмотка обеспечивает разгон двигателя до подсинхронной скорости 0,85∙w0, гдеw0– скорость вращения магнитного поля электродвигателя. После вхождения синхронного двигателя в синхронизм его скорость при изменениях момента на валу остаётся постоянной до некоторого максимального значения Мmaxостаётся постоянной и равной угловой скорости магнитного поля (синхронной скорости):
, (2.1)
где число пар полюсов синхронного электродвигателя,частота питающей сети.
Поэтому механическая характеристика имеет вид горизонтальной прямой линии, показанной на рисунке 2.2. Если момент нагрузки превысит значение Мmax то синхронный электродвигатель может выйти из синхронизма.
Для определения максимального момента синхронного двигателя Мmax, до которого сохраняется синхронная работа синхронного двигателя с сетью, служит угловая характеристика. Она отражает зависимость момента М от внутреннего угла синхронного двигателя θ, представляющего собой угол сдвига между ЭДС статора Е и напряжением сетиUф.
Рис. 2.1. Схема включения синхронного электродигателя
Рис. 2.2. Механическая характеристика синхронного электродвигателя
Выражение угловой характеристики неявнополюсного генератора имеет следующий вид:
, (2.2)
где индуктивное сопротивление обмотки фазы статора,
. (2.3)
Угловая характеристика представлена на рисунке 2.3.
Рис. 2.3. Угловая характеристика синхронного электродвигателя
Угловая характеристика представляет собой синусоидальную функцию внутреннего угла машины. Максимального значения угловая характеристика достигает при . Эта величина характеризует перегрузочную способность синхронного двигателя. При больших значениях угла синхронного двигателя выпадает из синхронизма, а при меньших углах θ его работа устойчива.
Важной величиной является номинальный угол сдвига θном, его значение равно, которому соответствует номинальный момент Мном. При таком значении θномперегрузочная способность синхронного двигателя равна 2-2,5.
Синхронный двигатель может работать во всех основных энергетических режимах: двигательном и генераторном при параллельной и последовательной работе с сетью и независимо от сети. При этом режим генератора последовательно с сетью (торможение противовключением) используется редко из – за того, что перевод синхронного двигателя в этот режим сопровождается значительными бросками тока и требует применения сложных схем управления.
Для осуществления торможения синхронного двигателя наиболее энергетически выгоден режим торможения двигателя независимо от сети (динамическое торможение). Для реализации этого режима обмотка статора синхронного двигателя отключается от сети и замыкается на дополнительный резистор Rд(рисунок 2.4), а обмотка возбуждения продолжает работать от источника постоянного тока.
Рис. 2.4 Схема включения синхронного электродвигателя в режиме динамического торможения
Механические характеристики синхронного двигателя, работающего по данной схеме, подобны характеристикам асинхронного двигателя при динамическом торможении. При изменении Rди тока возбужденияIвполучаются различные искусственные характеристики синхронного двигателя.