Исследование трехфазной асинхронной машины с фазным ротором

Пульсационные потери в зубцах ротора.

Масса стали зубцов ротора.

Добавочные потери в стали.

Обшие потери в стали двигателя. Механические потери.Потери на трение щеток о коллекторные кольца.

Для щеток МГ при площадь щеток на одно кольцо[1]Принимается число щеток на одно кольцо[1]Площадь щеток на три кольца.

Диаметр колец линейная скорость кольца. Ток холостого хода двигателя, А, Активная составляющая тока холостого хода. Коэффициент мощности на холостом ходу2.

6 РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ;

Производится расчет рабочих характеристик двигателя с фазным ротором.

Расчет характеристик проводится по формулам, приведённым в таблице 4. Рабочие характеристики показаны на рис. 2. Таблица 4 — Расчёт характеристик двигателя.

Расчетная формула.

ЕдиницаСкольжение0,0050,010,020,030,0350,04Ом13,1176,5593,2792,1861,6401,874Ом0,0000,0000,0000,0000,0000,000Ом13,1736,6143,3352,2421,6951,929Ом0,7000,7000,7000,7000,7000,700Ом13,1916,6513,4082,3491,8342,053А28,80 757,133111,517 161,803207,188 185,137−0,9990,9940,9790,9550,9240,940−0,0530,1050,2050,2980,3820,341А29,87 457,924110,246 155,556192,612 175,146А36,18 440,66857,56 382,882113,73 197,795А46,92 370,775124,370 176,259223,683 200,599Продолжение таблицы 4 Расчетная формула.

ЕдиницаСкольжение0,0050,010,020,030,0350,04А30,29 660,087117,282 170,168217,900 194,709кВт0,0380,0200,0100,0070,0060,007кВт0,3900,8882,7425,5088,8717,135кВт0,1630,6422,4475,1518,4476,744кВт0,0570,1120,2190,3180,4070,363кВт0,0620,1410,4350,8741,4081,133кВт3,8404,9529,1 215,02022,30 118,543кВт178,96 177,848173,788 167,780160,499 164,257−0,9790,9730,9510,9180,8780,899−0,6370,8180,8860,8830,8610,873Номинальные данные машины:

Значение определяются по первым семи формулам, приведённым в таблице 4. Принимается:

Рисунок 2 — Рабочие характеристики двигателя2.

7Тепловой расчет и расчёт вентиляции.

Превышение температуры внутренней поверхности сердечника статора над температурой воздуха внутри двигателя при.

Перепад температуры в изоляции пазовой части обмотки статора для изоляции класса нагревостойкостиFдля обмоток из прямоугольного провода принимают =0.Перепад температуры по толщине изоляции лобовых частей Превышение температуры наружной поверхности лобовых частей над температурой воздуха машины Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой воздуха машины Превышение температуры воздуха внутри машины над температурой окружающей среды, для Среднее превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды [4]Требуемый для охлаждения расход воздуха [4]Расход воздуха, обеспечиваемый наружным вентилятором[4]2.8 ВЫБОР СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМВ работе рассмотрена система синхронизированного асинхронного электропривода на базе асинхронного двигателя с фазным ротором с преобразователем частоты в цепи статора и коммутатором тока роторных обмоток. Система управления электроприводом реализует минимизацию электрических потерь при условии поддержания главного магнитного потока, что позволяет поддерживать постоянный критический момент приводов со случайным графиком нагрузки [5]. Особое внимание следует отвести режиму пуска синхронизированного двигателя. Имеют место два основных способа запуска таких машин: асинхронный, с последующей синхронизацией и частотный. Первый способ в целях упрощения анализа считают состоящим из двух этапов. На первом этапе происходит разгон двигателя в асинхронном режиме до подсинхронной скорости, которая характеризуется рабочим скольжением асинхронного двигателя ps. Затем следует процесс втягивания двигателя в синхронизм, который носит сложный колебательный характер и в значительной степени зависит от двух параметров: подсинхронной скорости ПС ω и значения момента инерции на валу двигателя J.

В результате моделирования было установлено, что на надежность синхронизации большое влияние оказывает момент подачи возбуждения в цепь ротора и при правильном его подборе удается добиться оптимального переходного процесса. Второй способ — частотный, удобен тем, что он не требует дополнительных пусковых схем на стороне статора или ротора. Начальная частота f0 должна поддерживаться примерно 0,5…0,8 с, для того, чтобы результирующий вектор тока статора сделал минимум один оборот, «подхватывая» вектор магнитного потока ротора и, увлекая его за собой, втянул ротор в синхронизм, а также успокоились колебания ротора, после чего можно равномерно повышать частоту до необходимого значения. В дальнейшем по мере разгона синхронизированного асинхронного двигателя ток ротора можно плавно повышать путём увеличения постоянного напряжения, подаваемого в ротор. Наиболее простым законом управления является закон постоянства отношения напряжения к частоте U/f=const. Основной недостаток такого закона заключается в уменьшении потока с понижением частоты из-за падения напряжения в первичных активных сопротивлениях двигателя. Отсюда возникает необходимость регулирования напряжения по закону постоянства главного магнитного потока двигателя, который повышает перегрузочную способность.

При управлении электроприводом по данному закону возникает вопрос об оптимальном распределении намагничивающих токов электродвигателя. Возможны различные способы управления, например, создание главного магнитного потока только током ротора, однако, поскольку в статорной цепи применяется стандартный ПЧ с конденсатором в звене постоянного тока, и данный конденсатор может обеспечить требуемый реактивный ток, то имеет смысл рассмотреть закон управления с распределением составляющих намагничивающих токов между статором и ротором (рис. 3).Рисунок 3 — Структурная схема управления приводом с АД с фазным ротором в функции поддержания минимума электрических потерь.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения работы выполнены следующие виды расчётов электродвигателя с фазным ротором мощностью 160 кВт: — расчёт основных размеров;

— расчет зубцовой зоны и обмотки статора;

— расчет магнитной цепи;

— расчет параметров обмоток;

— расчет потерь мощности и режима холостого хода;

— расчет характеристик двигателя;

— тепловой расчет и расчёт вентиляции. Также выбрана схема управления указанным двигателем.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

Вольдек А. И. Электрические машины. Л., 1978.

— 832 с. Кацман М. М. Электрические машины.

М., 1990. — 463 с.

3.Кацман М. М. Расчет и конструирование электрических машин. М., 1984. 359 с.

4.Копылов И. П. Электрические машины. М., 1986. — 360 с.

5. В. Н. Мещеряков, А. М. Башлыков — Синхронизированный асинхронный электропривод. — Энергои ресурсосбережение средствами электропривода. — Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Вып. 3: в 5 ч. 2010.

Режим доступа:

https://cyberleninka.ru/article/n/sinhronizirovannyy-asinhronnyy-elektroprivod.