15. Система подчиненного регулирования с регулятором эдс

16. Нарисовать и объяснить скоростные характеристики асинхронного электропривода

Рис. 5.5. Упрощённая схема замещения асинхронной машины Уравнение механической характеристики получим, приравняв потери в роторной цепи, выраженные через механические и электрические величины. Мощность, потребляемая двигателем из сети, если пренебречь потерями в стали статора и потерями в меди статора , примерно равна электромагнитной мощности , где M -электромагнитный момент, а мощность на валу при пренебрежении потерями , определится как. Тогда потери в роторной цепи . С другой стороны при выражении этих потерь через электрические величины, получим,откуда . Из следует, что для определения зависимости асинхронного двигателя необходимо знать зависимость .В соответствии со схемой замещения ток ротора найдётся по формуле

где - фазное значение напряжения обмотки статора - индуктивное фазное сопротивление короткого замыкания.Подстановка в даёт уравнение механической характеристики. Анализ этого уравнения показывает, что зависимость имеет максимум, так как при скольжении , . Максимальное значение момента называется критическим. Соответствующее ему скольжение () также называется критическим. Согласно общему правилу нахождения экстремума функции, необходимо определить производную уравнения (5.19), приравнять её к нулю и определить критическое скольжение. Подставляя , находим.Знаки () в означают, что максимум момента может иметь место при в двигательном режиме и при в генераторном режиме. Знак плюс в (5.21) соответствует , а минус . Из (5.21) также видно, что при работе в генераторном режиме с рекуперацией энергии критический момент больше, чем в двигательном режиме .Из уравнений с учётом может быть получена другая формула для механической характеристики, в которой параметрами являются величины ,, и . На практике иногда полагают, что . Это обычно не приводит к существенным погрешностям при 5кВт. В этом случае можно воспользоваться упрощёнными формулам ; . Основное преимущество записи механической характеристики в виде (5.23) по сравнению с (5.22) заключается в том, что для (5.23) достаточно знать лишь параметры, которые обычно указываются в каталогах. В каталогах на асинхронные двигатели, помимо номинальных данных ,, и др., приводится значение , которое называют также перегрузочной способностью. Другие параметры и величины можно определить по следующим формулам:

номинальный момент, номинальное скольжение, критическое значение скольжения для машин малой мощности с . , для крупных двигателей (=0. Для анализа формы механической характеристики и режимов работы асинхронного электропривода воспользуемся формулами (5.23) – (5.29). На рис. 5.7 представлена механическая характеристика асинхронного двигателя . Как и для двигателей постоянного тока, у асинхронного двигателя имеется естественная механическая и электромеханическая характеристики при ,, и отсутствии добавочных сопротивлений в статорной и роторной цепях. Все другие характеристики искусственные.Проанализируем форму механической и скоростной характеристик, представленной на рис. 5.7.

Рис. 5.7. Зависимости , (а), и , (б) асинхронного двигателя При изменении скольжения от 0 до 1 асинхронная машина работает в двигательном режиме. Скольжению S=0 соответствует идеальный холостой ход, ротор двигателя имеет синхронную скорость . Скольжение свидетельствует о номинальной скорости вращения ротора , двигатель при этом развивает номинальный момент и по обмоткам протекают номинальные токи ,. При скольжении двигатель развивает максимальный (критический) момент . Скольжению соответствует пусковой момен<,который при равен .При скольжении асинхронная машина работает в режиме противовключения. Скольжению соответствует генераторный режим параллельно сетью (рекуперативное торможение), в котором >. Зависимость можно получить из схемы замещения рис. 5.4, следовательно, при возрастании модуля скольжения монотонно убывает, стремясь при к нулю (рис. 5.7,а).Как следует из формулы (5.10) с изменением скольжения от нуля до ток ротора монотонно увеличивается до (рис. 5.7,б). При пусковой ток определяется по формуле и составляет на естественной характеристике . Для уменьшения пусковых токов, необходимо включать в роторную цепь (АД с фазным ротором) активные или индуктивные сопротивления, а также в статорную цепь двигателей.В генераторном режиме параллельно с сетью при изменении ток растёт до своего максимального значения при , , а затем монотонно снижается до (рис. 5.7,б). При вектор тока ротора перпендикулярен вектору и является чисто реактивным, и рекуперация энергии в сеть прекращается. Если принять магнитный поток Ф=const, то, как следует из формулы (5.4) момент двигателя достигает максимального значения при , где ; . Максимальное значение момента двигателя в двигательном режиме определяет его перегрузочную способность. При этом нужно иметь в виду, что пропорционален квадрату приложенного напряжения , вследствие чего асинхронный двигатель весьма чувствителен к колебаниям напряжения сети. В каталожных данных для асинхронных двигателей указывается перегрузочная способность двигателя при номинальном напряжении . При определении момента допустимой перегрузки следует учитывать возможное снижение напряжения сети на 10%.