Pakhomov_A_N_Krivenkov_M_V_Elektricheskiy_privod
.pdf
Тема 7. Механические характеристики АД при несимметричныхимметричных режимах
Несимметрия первичного напряжения
Схема включения |
Эллиптическое |
Прямое и обратное |
|
АД с авто- |
симметричные круговые |
||
несимметричное поле |
|||
трансформатором |
магнитные поля |
||
статора АД |
|||
|
|
Раздел 4. Электропривод с двигателями переменного тока |
141 |
|
|
Тема 7. Механические характеристики АД при несимметричныхимметричных режимах
Несимметрия первичного напряжения
Момент двигателя равен сумме:
|
|
|
|
|
m I |
2 |
R |
2 |
|
m I |
2 |
R |
2 |
|
M = M |
|
+ М |
|
= |
1 |
2пр |
|
+ |
1 |
2обр |
|
|
||
|
пр |
|
обр |
|
ω0 sпр |
|
|
ω0 sобр |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Ротор имеет скольжение по отношению к полю прямого следования
фаз: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ω |
p − ω |
|
ω |
|
− ω |
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
s |
|
= |
1пр |
|
|
= |
|
0 |
|
|
|
пр |
|
ω1пр p |
|
|
ω0 |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
а по отношению к полю обратного направления вращения:
|
|
|
ω |
|
p + ω |
|
ω |
|
+ ω |
|
|
|
|
|
s |
|
= |
1обр |
|
|
= |
|
0 |
|
s |
|
= 2 − s |
|
|
обр |
|
|
|
|
ω0 |
обр |
пр |
|||||||
|
|
|
ω1обр p |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Раздел 4. Электропривод с двигателями переменного тока |
142 |
|
|
Тема 7. Механические характеристики АД при несимметричныхимметричных режимах
Несимметрия первичного напряжения
Вычислим векторы прямого и обратного напряжения графическим методом:
|
|
|
|
|
U B1C = kатU BC |
|
|
|
|
|
kат = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
,где |
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
3Uɺ |
обр |
= Uɺ |
− k Uɺ |
= Uɺ |
1л |
(1 − k |
ат |
) |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
СА |
|
|
ат |
СА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
пр = UɺСА − kатUɺ |
АВ = Uɺ1л |
|
|
|
|
|
|
− j |
4π |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
3Uɺ |
1 − kатe |
|
|
3 |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Векторная диаграмма |
|
|
|
|
|
|
|
U обр = |
1 |
U1л |
(1 − kат ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
подводимых к статору |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
и |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
линейных напряжений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
4π |
|
|
1 |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
U пр = |
U1л |
1 − 2kат cos |
+ kат2 |
= |
U1л |
1 + kат + kат2 |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Раздел 4. Электропривод с двигателями переменного тока |
143 |
|
|
Тема 7. Механические характеристики АД при несимметричныхимметричных режимах
Несимметрия первичного напряжения
Значения соответствующих векторам прямого и обратного векторов напряжения критических моментов:
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
||
М |
|
= М |
|
|
пр |
|
и |
М |
|
= М |
|
U |
обр |
|
к.пр |
|
|
к.обр |
|
|
|||||||||
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
|||
|
|
|
U ф.н |
|
|
|
|
U ф.н |
||||||
Тогда формула для механической характеристики примет вид:
М = |
2Мк. пр (1 + ε) |
− |
|
2Мк. обр (1 + ε) |
|||||||||
|
s |
+ |
sк |
+ 2ε |
|
|
2 − s |
+ |
sк |
+ 2ε |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
sк s |
|
|
sк |
2 − s |
|||||||
Раздел 4. Электропривод с двигателями переменного тока |
144 |
|
|
Тема 7. Механические характеристики АД при несимметричныхимметричных режимах
Несимметрия первичного напряжения
Механические |
Механические |
характеристики АДК при |
характеристики АДФ при |
несимметричном питании |
несимметричном питании |
статора |
статора при введении в цепь |
|
ротора R’2доб |
Раздел 4. Электропривод с двигателями переменного тока |
145 |
|
|
Тема 7. Механические характеристики АД при несимметричныхимметричных режимах
Несимметрия в цепи ротора АД
Токи прямой последовательности создают магнитодвижущую силу (МДС), вращающуюся относительно ротора со скоростью:
ω2пр = ω0 s
а относительно статора:
ω1пр = ω+ ω2пр = ω0 (1− σ) + +ω0σ= ω
Токи ротора обратной последовательности создадут МДС, вращающуюся относительно вращения ротора в противоположную сторону со скоростью:
ω2обр = ω0 s
а относительно статора:
ω1обр = ω − ω2обр = ω0 (1 − s) − ω0 s = ω0 (1 − 2s)
Раздел 4. Электропривод с двигателями переменного тока |
146 |
|
|
Тема 7. Механические характеристики АД при несимметричныхимметричных режимах
Несимметрия в цепи ротора АД
Учитывая, что допустимая несимметрия цепей ротора получается небольшой несимметричные сопротивления рассчитывают по формуле:
Rэ1 = R2a + R2b + R2c
3
Однако при большой несимметрии роторной цепи АД эквивалентное сопротивление рассчитывается, исходя из равенства электрических потерь:
Rэ2 |
= |
R2a R2b + R2b R2c + R2a R2c |
|
||
R2a |
+ R2b + R2c |
||||
|
|
||||
Раздел 4. Электропривод с двигателями переменного тока |
147 |
|
|
Тема 7. Механические характеристики АД при несимметричныхимметричных режимах
Несимметрия в цепи ротора АД
ω |
|
|
ω0 |
|
|
M ∑ |
|
M и |
Mобр |
|
|
ω0 |
|
|
2 |
M пр |
Rэ2 |
|
|
Rэ1 |
|
|
M |
Общий момент АД представляет собой алгебраическую сумму прямого и обратного моментов:
М = Мпр + Мобр
Достоинство несимметричного включения сопротивлений в цепь ротора АД – большее число ступеней ускорения при пуске.
Механические |
Недостатки заключаются в трудности |
||||
регулирования скорости АД при |
|||||
характеристики АДК при |
|||||
|
|
|
|
||
несимметричном включении |
|
|
|
|
|
|
ω > ω0 |
/ 2 |
|
||
сопротивлений в цепи |
|
|
|||
|
|
|
|
||
ротора
Раздел 4. Электропривод с двигателями переменного тока |
148 |
|
|
Тема 8. Электропривод с синхронными двигателямителями
Общие положения
Синхронные двигатели (СД) широко применяются в ЭП самых разнообразных рабочих машин и механизмов благодаря наличию таких преимуществ, как:
1)высокий коэффициент мощности, равный 1 для ЭП малой мощности
2)высокий КПД
3)возможность регулирования перегрузочной способности и меньшая его зависимость от напряжения сети, по сравнению с АД
4)абсолютно жесткая механическая характеристика
5)больший воздушный зазор между статором (якорем) и ротором (индуктором), что повышает надежность СД и увеличивает мощность до нескольких десятков мегаватт.
Раздел 4. Электропривод с двигателями переменного тока |
149 |
|
|
Тема 8. Электропривод с синхронными двигателямителями
Общие положения
Схема включения СД
Ротор СД выполняется с двумя обмотками: обмоткой возбуждения, питающейся от сети постоянного тока, и пусковой обмоткой, выполненной в виде « беличьей клетки».
Раздел 4. Электропривод с двигателями переменного тока |
150 |
|
|