Лабораторна робота №5 Дослідження електропривода з асинхронним двигуном при прямому підключенні до мережі живлення

Мета роботи: ознайомитися з електроприводами змінного струму для верстатів-автоматів і виконати дослідження асинхронного двигуна при прямому підключенні до мережі живлення.

Основні теоретичні відомості

Структурна схема асинхронного двигуна зображена на рис. 27.

Пуск асинхронного двигуна відбувається на ідеальному холостому ході від нуля до швидкості холостого ходу при східчастому завданні частоти .

Кутовасинхронна швидкість

де – синхронна швидкість.

Сумарний момент інерції двигуна і виконавчого органа складає

де – момент інерції двигуна;

= 0,0234– момент інерції виконавчого органа.

У розрахунку використані параметри схеми заміщення (див. лаб. роб. №4).

Фазний струм визначається за формулою (57).

Для переходу до абсолютних одиниць (58 – 62) значення схеми заміщення потрібно помножити на базовий опір (56).

Індуктивні опори розраховані при номінальній частоті. Тому для визначення індуктивностей (65 – 67) потрібно значення індуктивних опорів поділити на значення номінальної кутової частоти(55).

Індуктивність статора

Рис. 27. Структурна схема асинхронного двигуна

Індуктивність ротора

Постійна часу фази обмотки статора

Постійна часу фази обмотки ротора

Коефіцієнт розсіювання машини

На рис. 28 зображена модель.

Рис. 28. Модель асинхронного двигуна

Приклад дослідження

Розглянемо пуск асинхронного двигуна на ідеальному холостому ході від нуля до швидкості холостого ходу при східчастому завданні частоти

.

Для розрахунку обраний асинхронний двигун із короткозамкнутим ротором, параметри якого задані в таблиці 11.

Таблиця 11

Параметри асинхронного двигуна

Потужність	Фазна напруга	Фазний струм якоря	Синхронна швидкість	Номінальна частота напруги живлення	Момент інерції двигуна	Кількість пар полюсів
1,1	220	2,73	1500	50	0,0026	2

Кутову синхронна швидкість визначаємо за виразом (69)

Сумарний момент інерції двигуна і виконавчого органа (70) складає

Параметри схеми заміщення у відносних одиницях подані у таблиці 12.

Таблиця 12

Параметри схеми заміщення

Активний опір фази статора	Активний опір фази ротора	Індуктивний опір контуру намагнічування	Індуктивний опір розсіювання статора	Індуктивний опір розсіювання ротора
0,188	0,07	1,74	0,144	0,113

Для переходу до абсолютних одиниць використаємо формули (56 – 67):

Індуктивність статора за виразом (71)

Індуктивність ротора за рівнянням (72)

Постійна часу фази обмотки статора за формулою (73)

Постійна часу фази обмотки ротора за виразом (74)

Коефіцієнт розсіювання машини за формулами (75 – 77):

Складаємо модель АД за допомогою математичного моделювання в середовищі SIMULINK програмного пакета MATLAB(рис.28).На рис. 29 представлені два перехідних процеси, перший–це пуск привода при прямому включенні двигуна. До початку цього процесу всі змінні були рівними нулю, тобто існували нульові початкові умови. У момент часумиттєво був прикладений момент навантаження, що приводить до появи другого перехідного процесу. До цього моменту швидкість двигуна, струми і потокозчеплення вже досягли своїх сталих значень, що визначили ненульові початкові умови для другого процесу. У цьому випадку їхнє окреме визначення не потрібне, тому що обидва процеси розраховувалися в рамках однієї задачі та початкові умови для другого процесу були визначені автоматично.

Рис. 29. Графіки ω=f(t) іM_н=f(t) асинхронного двигуна