Учет активного сопротивления статорной обмотки в разомкнутой системе частотного управления

Целью является научиться рассчитывать зависимость питающего напряжения от частоты при сохранении неизменного критического момента.

Условие сохранения неизменного критического момента при изменении частоты записывают в виде:

,

где - критический момент двигателя как функция относительной частоты ( , - текущее и номинальное значения частоты тока статора, соответственно) и относительного питающего напряжения ( , - текущее и номинальное значения питающего напряжения, соответственно).

Используя уравнение критического момента:

,

где - абсолютное критическое скольжение ( - относительное критическое скольжение), вычисляемое в виде:

,

из отношения получим выражение для питающего напряжения:

.

Векторная модель асинхронного двигателя с кз ротором в осях

Целью является получение навыков использования модели обобщенной электрической машины (ОЭМ).

Для расчетов будем использовать координатные оси , закрепленные на статоре. Уравнения напряжений двухфазной модели с приведенными обмотками ротора имеют вид:

где - скорость вращения ротора.

Уравнения связи токов и потокосцеплений не зависят от выбора системы координат и выглядят:

где - полные индуктивности статора и ротора, - главная (взаимная) индуктивность фаз статора и ротора.

Из двух последних уравнений потокосцеплений выразим токи ротора:

найденные токи подставим в уравнения для потокосцеплений статора:

Обозначим , тогда

и уравнения напряжений обмоток записываются относительно проекций тока статора и потокосцепления ротора:

Приводя к форме Коши, получим:

Расчетная часть

Выполнить расчет полученной системы уравнений, учитывая, что питающие напряжения обмоток статора:

и уравнение момента: . Вычисляемый момент с помощью уравнения движения привода позволяет определять скорость:

.

Уравнения напряжений и уравнение движения привода образуют систему из пяти уравнений с искомыми функциями тока статора, потокосцепления ротора и скорости.

Для расчета применяем систему MathCAD и следующие исходные данные в относительных единицах (приведенных к номинальным (базисным) частоте, мощности и моменту):

Токи статора

Электромагнитный момент

Заключение

В данной курсовой работе был смоделирован процесс пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. В результате расчета были получены основные показатели для двигателя заданной мощности, которые удовлетворяют предельно допустимым значением ГОСТа для серии двигателей 4А. Был произведен расчет и построение рабочих характеристик асинхронной машины, механические характеристики АД при частотном управлении, был произведен учет активного сопротивления статорной обмотки в разомкнутой системе частотного управления и показана векторная модель.