Динамический момент изменяется в пределах :

_{Рисунок 1.2.5—Область работы ЭП в динамике.}

1.3 Выбор принципиальной схемы главных цепей и структурной электрической схемы системы.

Выбор конкретного варианта реализации силовой схемы зависит от мощности двигателя и характера работы системы, а также числа пусков и торможений, которые обуславливают возможность уменьшения потерь в приводе и способность частичного возврата тормозной энергии в сеть (режим рекуперации энергии). Энергия, выделяемая при торможении мала и применение системы с рекуперацией экономически не выгодно. Часть энергии выделяемой при торможении привода затрачивается на потери в кинематической цепи, а оставшаяся часть рассеивается в виде тепла на тормозном резисторе.

Выбранная силовая схема представляет собой двухзвенный преобразователь, который состоит из неуправляемого выпрямителя (НВ) на стороне переменного тока и автономного инвертора (АИН). Оба звена – выпрямитель и инвертор отделены друг от друга звеном постоянного тока, в состав которого входят емкость, сглаживающий дроссель, а также включаемый отдельно специальный тормозной резистор. Данный тип схемы представляет собой наиболее простой и распространенный вариант реализации двухзвенных преобразователей средней мощности. Также существует необходимость в применении тормозного резистора, так как двигатель обладает значительной мощностью и рассеяннее ее в кинематической цепи при торможении не будет полным.

Рис. 1.3.1 Принципиальная схема главных цепей.

VD1-VD6 – неуправляемый выпрямитель;

С₀ L1– фильтр для сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя;

VT-R – блок торможения;

VD7-VD12, С₀ – обеспечивает пропуск реактивной энергии АД, в связи с отсутствием возможности обмена энергии между нагрузкой и сетью;

VT1-VT6 – автономный инвертор напряжения.

Оба звена – выпрямитель и инвертор отделены друг от друга звеном постоянного тока, в состав которого входят емкость, сглаживающий дроссель, а также включаемый отдельно специальный тормозной резистор. Данный тип схемы представляет собой наиболее простой и распространенный вариант реализации двухзвенных преобразователей средней и малой мощности. Также существует необходимость в применении тормозного резистора, так как двигатель обладает значительной мощностью и рассеяннее ее в кинематической цепи при торможении не будет полным.

2. Выбор системы электропривода.

2.1 Определение параметров главных цепей.

Предварительно произведем расчет параметров асинхронного двигателя на основании его Т-образной схемы замещения.

Для расчета параметров схемы замещения воспользуемся стандартной методикой изложенной в учебно-методическом пособии [1].

Номинальный ток обмотки статора:

(2.1.1)

Определяем номинальные потери мощности:

(2.1.2)

Принимаем:

(2.1.3)

(2.1.4)

Момент холостого хода:

(2.1.5)

Электромагнитный номинальный момент:

(2.1.6)

Переменные номинальные потери мощности в роторе:

(2.1.7)

Задаёмся коэффициентом загрузки , который соответствует максимальному коэффициенту полезного действия АД:

, принимаем:

Переменные номинальные потери мощности:

(2.1.8)

Постоянные потери мощности:

(2.1.9)

Переменные номинальные потери мощности в обмотках статора:

(2.1.10)

Активное сопротивление обмотки статора:

(2.1.11)

Максимальное значение электромагнитного момента:

(2.1.12)

Коэффициент:

(2.1.13)

Сопротивление:

(2.1.14)

Приведенное активное сопротивление фазы ротора:

(2.1.15)

Индуктивное сопротивление короткого замыкания:

(2.1.16)

Критическое скольжение:

(2.1.17)

Коэффициент:

(2.1.18)

Рассчитываем электромагнитный момент АД по формуле Клосса для найденных параметров и скольжения :

(2.1.19)

Сравниваем , рассчитанный по формуле (2.6) с , если погрешность превышает допустимую (обычно 5-10%), то корректируем и повторяем расчет.

(2.1.20)

Следовательно, дальнейший перерасчет выполнять не стоит.

Принимаем:

(2.1.21)

Рассчитываем потери в стали:

(2.1.22)

Рассчитываем ток холостого хода:

(2.1.23)

Эквивалентное сопротивление намагничивающего контура:

(2.1.24)

Синус холостого хода:

(2.1.25)

Индуктивное сопротивление намагничивающего контура:

(2.1.26)

Определив значения сопротивлений, рассчитываем значения индуктивностей.

(2.1.27)

(2.1.28)

(2.1.29)

Выполним построение механических и электромеханических характеристик двигателя. Механические и электромеханические характеристики асинхронного короткозамкнутого двигателя выражаются параметрическими уравнениями:

(2.1.30)

(2.1.31)

(2.1.32)

Угловая скорость при этом изменяется по уравнению:

(2.1.33)

Определяем номинальный ток ротора:

. (2.1.34)

Определяем пусковой ток ротора:

(2.1.35)

(2.1.36)

Определяем пусковой момент

(2.1.37)

Принимаем .

Определяем

(2.1.38)

Определяем и

(2.1.39)

. (2.1.40)

Определяем действующее значение номинальное ЭДС взаимоиндукции:

(2.1.41)

Определяем пусковой ток:

. (2.1.42)

Определяем действующее значение ЭДС взаимоиндукции при скольжении

(2.43)

Рассчитав все параметры уравнений (2.30) − (2.33), выполним построение характеристик .

В результате построения получаем следующие характеристики:

Рисунок 2.1.2 – Естественная механическая характеристика асинхронного короткозамкнутого двигателя 5А200L8

2.1.3 – Естественная электромеханическая характеристика асинхронного короткозамкнутого двигателя 5А200L8