Автоматизированный электропривод центрифуги (стр. 4 из 10)

Проверка выбранного двигателя по пусковым условиям производится в соответствии со следующим условием:

, (6.4)

где М_{С. МАХ} - максимальное значение статического момента на валу двигателя при пуске;

λ_П - кратность пускового момента двигателя;

МНОМ - номинальный момент двигателя.

С учетом характеристик выбранного двигателя получаем:

(6.5)

То есть двигатель приемлем по критерию пусковой способности:

Делаем вывод о правильном выборе электродвигателя.

6. Расчет недостающих параметров электродвигателя

Найдем теперь параметры необходимые для построения структурной схемы, а также те параметры, которые понадобятся для ее анализа. [3]

Рассчитаем номинальный ток двигателя: Номинальный фазный ток статора, А:

, (6.1)

Полное сопротивление короткого замыкания, Ом:

, (6.2)

где λI - кратность пускового тока.

Приведенное активное сопротивление фазы ротора, Ом:

, (6.3)

, (6.4)

, (6.5)

, (6.6)

, (6.7)

, (6.8)

nо - скорость идеального холостого хода, об/мин.

Активное сопротивление фазы статора:

, (6.9)

где cosφпуск - коэффициент мощности при пуске

где γ1 - отношение мощности потерь мощности в обмотке статора при номинальной нагрузке к полным номинальным потерям,

, принимаем 0.3

Индуктивное сопротивление короткого замыкания, Ом:

, (6.10)

Тогда активное сопротивление фазы статора:

, (6.11)

Индуктивные сопротивления рассеяния статора и ротора примерно равны, Ом:

, (6.12)

, (6.13)

Ток холостого хода асинхронного короткозамкнутого двигателя, А:

, (6.14)

где sк - критическое скольжение, которое можно определить по формуле

, (6.15)

, (6.16)

λm,λп - кратность максимального и пускового моментов.

где sк - критическое скольжение.

Построим механическую характеристику двигателя. Расчет производился в Приложение I

Рисунок 6.1 Механическая характеристика двигателя с короткозамкнутым ротором.

Приведенный ток ротора:

, (6.17)

.

Потери мощности при холостом ходе, Вт:

, (6.18)

Коэффициент мощности при холостом ходе двигателя:

, (6.19)

Индуктивное сопротивление намагничивающего контура, Ом:

, (6.20)

Активное сопротивление намагничивающего контура

, (6.21)

или

,

где ∆Рсm - потери в стали статора, Вт

, ,

Электромеханическая постоянная времени асинхронного электропривода для линейной части механической характеристики определяется по формуле:

, (6.22)

, (6.23)

где w0 - скорость идеального холостого хода, 1/с;

J - суммарный момент инерции ЭП, кг*м2 (J=2.44);

Мном - номинальный момент, H*m

Тогда для линейной части механической характеристики постоянная времени будет следующая:

, (6.23)

Электромагнитная постоянная времени АД, с:

, (6.24)

Имея параметры электропривода, приступаем к расчету и построению статических электромеханических и механических характеристик, которые обеспечивают требуемые режимы работы на каждом интервале нагрузочной и скоростной диаграмм.

7. Регулирование скорости в системе преобразователь частоты-двигатель переменного тока

Этот способ регулирования скорости перспективен как для отдельных регулируемых АД и СД, так и при одновременном изменении скорости нескольких АД, приводящих в движение группы механизмов. Когда требуется получить высокие скорости, например, центрифуг, шлифовальных станков, регулирование скорости АД изменением частоты питающего напряжения предпочтительно, а в некоторых случаях это и единственно возможный способ [6]. Возможность регулирования скорости АД при изменении частоты следует непосредственно из выражения:

, (7.1)

При регулировании частоты необходимо изменять и значение питающего двигатель напряжения. Это объясняется тем, что при неизменном напряжении источника питания

и регулировании его частоты изменяется магнитный поток АД, поскольку ~ . Магнитный поток при неизменной нагрузке на валу определяет значение тока ротора, поскольку

При выборе соотношения между частотой и напряжением, подводимым к статору АД, исходят из условия сохранения перегрузочной способности:

, (7.2)

Закон изменения напряжения при частотном изменении скорости АД, удовлетворяющий данному требованию, имеет следующий вид:

, (7.3)

где

- фазное напряжение источника питания АД при частоте ;

- момент статической нагрузки на валу двигателя при скорости ;

- фазное напряжение источника питания АД при частоте ;

- момент статической нагрузки на валу двигателя при скорости .

В относительных единицах закон изменения напряжения при частотном регулировании выражается:

, (7.4)

(7.5)

, (7.6)

, (7.7)

Механические характеристики АД при частотном регулировании скорости различны для различных зависимостей статической нагрузки от скорости. В нашем случае закон изменения напряжения при частотном управлении АД примет вид (в относительных единицах):