Структурная схема асинхронного электродвигателя, управляемого по цепи обмоток статора изменением напряжения

Составим структурную схему асинхронного двигателя, управляемого по цепи обмоток статора изменением напряжения. Если в первом приближении пренебречь влиянием электромагнитной инерции в цепях статора и ротора асинхронного двигателя, то структурную схему асинхронного двигателя можно найти из упрощенной формулы Клосса, представив ее в следующем виде:

(6.46)

где – критический момент асинхронного двигателя при номинальном напряжении обмоток статора; – относительное напряжение.

Подставив в (6.46) значение скольжения, получим после преобразований

(6.47)

Раскладывая уравнение (6.47) в ряд Тейлора в окрестности точки , пренебрегая членами высшего порядка малости, можно получить

(6.48)

где – коэффициент чувствительности по моменту к изменению первой гармоники напряжения,; – жесткость механической характеристики асинхронного двигателя, Н•м• с/рад.

Как показали результаты расчетов в разделе 5.1.6 (см. рис. 5.18), при работе двигателя на участке механической характеристики от дожесткостьположительна, на участке от дожесткость отрицательна.

Подставим (6.48) в уравнение движения (2.1), получим, перейдя от приращений к абсолютным величинам:

(6.49)

Структурная схема асинхронного двигателя, составленная по (6.49), приведена на рис. 6.26.

Структурная схема асинхронного двигателя

Рис. 6.26. Структурная схема асинхронного двигателя

Аналитическое выражение для определения жесткости – (5.42). Для упрощения определенияаппроксимируем естественную механическую характеристику асинхронного двигателя двумя прямыми а и b, как показано на рис. 6.27. Прямая а соответствует работе двигателя на устойчивом учасгке механической характеристики и проходит через точки идеального холостого ходаи номинальной скорости. В этом случае приращение момента, скорости, тогда [14]

а в относительных единицах

(6.50)

где – номинальное скольжение двигателя.

Аппроксимация механической характеристики асинхронного двигателя

Рис. 6.27. Аппроксимация механической характеристики асинхронного двигателя

Прямая b соответствует работе асинхронного двигателя на неустойчивом участке механической характеристики и проходит через точки пусковогои критического момента. На этом участке характеристики, а,тогда

или в относительных единицах

(6.51)

где – кратность пускового момента; – кратность максимального момента.

Аналитическое выражение для можно найти из (6.46):

(6.52)

Рассчитанные по (6.52) значения коэффициента чувствительности по моментуот скорости приведены на рис. 6.28.

Анализ выражения (6.52) показывает, что коэффициентзависит от текущего значения скоростии напряжения обмоток статора двигателя. Когда скорость равна синхронной, тои изменение напряжения статора не приводит к изменению электромагнитного момента. При снижении скоростисначала увеличивается, достигая максимального значения при критическом скольжении, а затем вновь уменьшается.

Максимальное значение коэффициента чувствительности по моменту определяется из уравнения

(6.53)

Зависимость коэффициента чувствительности по моменту км от скорости асинхронного двигателя

Рис. 6.28. Зависимость коэффициента чувствительности по моменту км от скорости асинхронного двигателя

При изменении напряжения обмоток статора асинхронного двигателя его электромагнитный момент изменяется пропорционально квадрату фазного напряжения. Однако из-за значительной индуктивности обмоток двигателя изменение момента протекает во времени примерно по экспоненциальному закону с постоянной времени

(6.54)

где – индуктивность короткого замыкания.

Тогда электромагнитная часть двигателя описывается апериодическим звеном, а его структурная схема с учетом электромагнитных процессов представлена на рис. 6.29.

Упрощенная структурная схема асинхронного двигателя с учетом электромагнитной инерции

Рис. 6.29. Упрощенная структурная схема асинхронного двигателя с учетом электромагнитной инерции

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >