5. Індивідуальне завдання

Умова: побудувати і проаналізувати перехідні процеси при прямому пуску двигуна і збільшеному в п’ять разів моменті інерції.

З метою порівняння і аналізу динамічних процесів, що виникають в асинхронному двигуні під час прямого пуску виконано дослідження динамічних характеристик двигуна АД 4А80В4У3 (рисунок 5.1, 5.2) при різних моментах інерції. При збільшенні моменту інерції в 5 разів при прямому пуску двигуна зміна відбулася на усіх графіках, що показують динамічні властивості двигуна. З них видно, що після збільшення суттєво зменшилися коливання (в деяких випадках практично до нуля). При збільшенні моменту інерції час перехідних процесів збільшився, тобто двигун здійснює розгін до усталеної швидкості за більший проміжок часу, також затухання перехідного процесу відбувається повільніше.

Отже, збільшення моменту інерції впливає на час перехідного процесу та на коливання в системі (затухають).

Рисунок 5.1 – Графіки перехідних процесів прямого пуску АД 4А80В4У3

Рисунок 5.2 – Графіки перехідних процесів прямого пуску АД 4А80В4У3 при збільшеному в 5 разів моменті інерції

6. Висновки

Під час виконання даної розрахункової роботи було досліджено поведінку та характеристики АД 4А80В4У3 при живленні від мереж та від потокозчеплення в різних режимах роботи та в значному діапазоні регулювання швидкості.

При живленні АД від мережі з аналізу графіків механічних характеристик та перехідних процесів встановлюємо, що в точці номінального режиму значення кутової швидкості двигуна, механічної потужності та коефіцієнту потужності, з високою точністю співпадають з розрахунковими значеннями. Разом з тим значення струму статора та коефіцієнту корисної дії, які дані в каталозі та отримані за допомогою динамічної моделі, відрізняються між собою приблизно на 2.5 – 10.5 %. Це пов’язано з тим, що ідеалізовані динамічні моделі враховують лише втрати на активних опорах статора і ротора, в той час як втрати в магнітопроводах, механічні втрати, та додаткові втрати активної потужності не враховуються [2]. Як видно з механічних характеристик АД на рисунку 3.1.1 не врахування цих втрат більш значно проявляються ближче до та . Частотне керування, хоч і не дозволяє регулювати координати електропривода з заданими динамічними та статичними характеристиками, а процеси регулювання кутової швидкості і моменту містять некеровані складові, має декілька принципових переваг: простота реалізації та запуску в роботу, відсутність у необхідності вимірювання кутової швидкості та струмів статора, можливість використання тих параметрів АД, що легко визначаються або користуватися для налаштування лише номінальними даними. В класичному формулюванні частотне керування ґрунтується на залежностях, які отримуються з розгляду усталених режимів роботи АД. З аналізу графіків механічних (рисунок 4.1.1 - 4.1.2) характеристик видно, що значення критичного моменту двигуна в рушійному режимі зменшується, коли задана швидкість є більшою або меншою від номінального значення. При роботі двигуна на характеристиках в зоні швидкостей нижче номінальної, зменшення критичного моменту зумовлене тим, що при MC ≠ 0 з’являється моментна складова статорного струму двигуна, яка призводить до зменшення магнітного потоку, і, як наслідок, до зменшення перевантажувальної здатності двигуна. При роботі в зоні швидкостей вище номінальної, за рахунок обмеження напруги статора, забезпечується ослаблення магнітного потоку, і двигун працює в зоні регулювання кутової швидкості з постійною потужністю (в статичному режимі). Вже на швидкості і вище двигун не здатний підтримувати номінальний момент, його потік і швидкість різко подають а струм статора стрімко росте. Після скидання моменту двигун починає виходити на задану швидкість поступово намагнічуючись. З проведених дослідів видно, що застосування частотного керування забезпечує «м’який» запуск двигуна без значних електричних та механічних ударів, в той час як при виконанні прямого пуску наявні значні перевантаження по струму та моменту. При роботі двигуна з номінальною напругою і частотою в режимі частотного керування, відпрацювання постійного моменту навантаження відбувається однаково в обох випадках.

З метою порівняння і аналізу динамічних процесів, що виникають в асинхронному двигуні під час прямого пуску виконано дослідження динамічних характеристик двигуна (рисунок 5.1, 5.2) при різних моментах інерції. При збільшенні моменту інерції в 5 разів при прямому пуску двигуна зміна відбулася на усіх графіках, що показують динамічні властивості двигуна. З них видно, що після збільшення суттєво зменшилися коливання (в деяких випадках практично до нуля). При збільшенні моменту інерції час перехідних процесів збільшився, тобто двигун здійснює розгін до усталеної швидкості за більший проміжок часу, також затухання перехідного процесу відбувається повільніше.