Исследование динамической устойчивости асинхронной нагрузки: Методические указания к выполнению практической работы № 5

Практическая работа № 5

Исследование динамической устойчивости асинхронной нагрузки

1.  Цель работы – расчет процессов пуска и самозапуска одиночного асинхронного двигателя и группы асинхронных двигателей, работающих в той же схеме, для которой студенты выполняют курсовую работу [1] (рис.1), и сравнение полученных результатов.

Рис.1 Принципиальная схема электроснабжения цеха

Для выполнении практической работы необходимы данные, полученные в курсовой работе.

2.  Основные теоретические положения

К наиболее характерным процесса, влияющим на режимы узлов нагрузок электрических систем, относятся процессы, происходящие при пуске и самозапуске двигателей.

Пуск двигателей в ход или пусковой режим электропривода – это процесс перехода двигателей и соответственно рабочих механизмов из неподвижного состояния (ω=0) в состояние вращения с нормальной скоростью (ω₀).  Современные мощные двигатели, особенно асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, имеют большие пусковые токи,  поэтому их пусковой режим оказывает существенное влияние на режим электрической системы.

Пуск двигателей, являющийся существенной частью режима их работы, относится к числу нормальных переходных процессов.

При проектировании электропривода и выборе соответствующего двигателя устанавливают, сможет ли данный двигатель «развернуть» (от ω=0 до ω= ω₀) присоединённый механизм, для чего необходимо:

§  выяснить время пуска двигателя;

§  установить, насколько допустима данная продолжительность процесса пуска.

При самозапуске двигателей, когда в силу какой-либо причины происходит кратковременное отключение всей нагрузки, подключённой к данному узлу, а затем напряжение в этом узле восстанавливается. Так как электродвигатели и другие виды нагрузки одновременно подключаются к источнику напряжения, то в узле электрической системы появляется ток, значительно больший нормального. Это ведёт к понижению напряжения и в свою очередь вызывает уменьшение момента вращения двигателей как тех, которые переключались, так и других, работавших до этого в нормальных условиях. Если не провести соответствующих мероприятий на основе расчёта и не оценить возможное понижение напряжения на зажимах двигателей, то может получиться, что двигатели не смогут работать: устойчивость нагрузки нарушится.

3.  Порядок выполнения работы

·  включить компьютер;

·  найти на рабочем столе ярлык "DERIVE vor Windows"                                        и запустить программу двойным щелчком по левой клавише мыши;

·  командой "Открыть файл" найти на системном диске файл C:\EC_PRG\Лаб.5 и двойным щелчком левой клавиши мыши запустить его;

·  После загрузки программы на экране появится её текст в виде пронумерованных. (#i) выражений.

3.1 Проверка пуска асинхронного электродвигателя Э1

·  С помощью опций «Declare\Variable Value» в окне алгебры задать номинальное значение напряжения на зажимах электродвигателя U_dv = 1 и  определённую по выражению (14) Методических указаний [1] механическую постоянную времени T_e1.

·  Найти в теле программы выражения для построения статических характеристик двигателя в зависимости от скорости:

[n, m(n)]   - вращающий момент двигателя при заданном напряжении на шинах двигателя (#20);

[n, m_t(n)]  - тормозной момент (момент нагрузки #21);

·  Открыть окно графики, упорядочить окна вертикально.

·  Подсвечивая в окне алгебры необходимые выражения, построить в окне графики зависимости m(n), m_n(n) в диапазоне изменения скорости 0 ≤ n ≤ 1.

·  Пользуясь виртуальными клавишами изменения масштаба

отмасштабировать рисунок и распечатать его на принтере.

Рис.2 Зависимости вращающего и тормозного момента от скорости при номинальном напряжении на шинах двигателя

·  Необходимо определить значение n_ном при m(n)= m_n(n);

Для более точного определения требуемых значений при замерах по графикам необходимо помещать маркер (крестик) в нужной точке и с помощью виртуальных клавиш изменения масштаба добиваться требуемой точности.

·  С помощью опций «Declare\Variable Value» в окне алгебры задать номинальное значение скорости n_nom.

·  С помощью опций «Edit\Delete All Plots» в окне графики удалить все построенные зависимости.

·  Рассчитать процесс пуска двигателя при номинальном напряжении, аппроксимировав выражение # 23. Для этого необходимо кликнуть по виртуальной кнопке  в командной строке окна алгебры или последовательно выполнить команды «Simplify\Approximate\ Approximate». Расчёт может продолжаться до 200 с. Результатом расчёта будет матрица, левый столбец которой даёт значения скорости двигателя, правый – соответствующие им значения времени.

·  Построить матрицу полученных результатов пуска двигателя при номинальном напряжении в окне графики.