Моделирование асинхронного электродвигателя

Министерство образования Республики Беларусь

Гомельский государственный технический университет

им. П.О. Сухого

Кафедра АЭП

Лабораторная работа № 3

«Моделирование асинхронного электродвигателя»

Исполнитель:          студент гр. ЭП-31

Кострицкий В.П.

                                                               Руководитель :          к.т.н., доцент

Захаренко В.С.

Гомель 2009

Цель работы

·  получить практические навыки моделирования асинхронных электродвигателей;

·  ознакомиться с особенностями динамики асинхронных электродвигателей.

Задание

В данной лабораторной работе необходимо, используя MathCAD рассчитать следующие переходные процессы для асинхронного электродвигателя:

1.  пуск под нагрузкой (0.5 · M_НОМ);

2.  наброс нагрузки (до M_НОМ).

По результатам расчетов необходимо построить диаграммы момента и скорости, динамическую характеристику (в одних осях со статической механической характеристикой).

Двигатель – 4A315S2. Координатная система – αβ.

Ход работы

          Выпишем данные электродвигателя  4A80A2  в таблицу:

P2ном, кВт	J, кг∙м2	η, %	cos φ	Сопротивления статора		Сопротивление ротора		sном	Xμ	U1ф	n, об/мин	f1н, Гц	Число пар полюсов, рдв
				R1´	X1´	R2´´	X2´´
1,5	0,0018	81	0,85	0,084	0,051	0,049	0,081	0,042	2,5	220	3000	50	1

Расчёт номинального момента ведется по формуле:

Расчёт номинального фазного тока статора ведется по формуле:

Синхронная угловая скорость вращения ротора в эл. рад/с :

Пересчет активных и реактивных сопротивлений обмоток статора и ротора ведется по формулам:

                

          Запишем модель асинхронного двигателя в осях αβ :

где     ψ_1α, ψ_1β, ψ_2α, ψ_2β – потокосцепления обмоток;

          u_1α, u_1β – напряжения на обмотках статора;

          m_дв, М_с – момент двигателя и момент сопротивления;

          ω_эл – угловая скорость вращения ротора;

          R₁, L₁ – активное сопротивление и индуктивность фазы обмотки статора;

          R₂, L₂ – активное сопротивление и индуктивность фазы обмотки ротора;

          L₁₂ – взаимоиндуктивность между обмоткой статора и обмоткой ротора;

          р_дв – число пар полюсов двигателя;

          J – момент инерции ротора двигателя.

          Индуктивности двигателя рассчитываются по паспортным данным следующим образом:

где     ω_0эл = 2 · π · f_1н – синхронная угловая скорость вращения ротора эл. рад/с;

          f_1н – номинальная частота напряжения статора;

X₁, X₂, X_μ – индуктивные сопротивления статора, ротора и цепи намагничивания Т-образной схемы замещения.

          При этом напряжение на обмотках статора определяется как:

где     U₁ – действующее значение напряжения;

          k_c – коэффициент согласования при переходе от трех- к двухфазной модели.

Строим диаграмму переходных процессов и механическую характеристику в MathCAD.

Вывод: в результате проделанной работы получили практические навыки моделирования асинхронных электродвигателей и ознакомились с особенностями динамики асинхронных электродвигателей; используя MathCAD, рассчитали переходные процессы для асинхронного электродвигателя; по результатам расчетов построили диаграммы момента и скорости, динамическую характеристику (в одних осях со статической механической характеристикой)