3. Снять переходные характеристики двигателя в системе без обратной связи и с обратной связью.
4. Определить Тм и Тэ при различных параметрах регулятора.
5. Написать выражение для передаточной функции.
13. САУ асинхронного трехфазного двигателя
Общие положения
Трехфазные асинхронные машины применяются в качестве двигателей в двух исполнениях: с короткозамкнутым ротором; с фазным ротором. Преимуществами таких двигателей по сравнению с машинами постоянного тока являются: простота, высокая надежность, низкая стоимость и высокий КПД. Недостатками асинхронных двигателей являются: потребление намагничивающего индуктивного тока, снижающего коэффициент мощности сети, неудовлетворительные регулировочные характеристики, плохие пусковые характеристики (у двигателей с короткозамкнутым ротором).
Если к статору трехфазной машины подвести трехфазный ток, то в машине возникает магнитное поле с частотой вращения n1 = 60×f/p, где p – число пар полюсов, f – частота питающей сети. Если n = n1 (n – частота вращения ротора) и направлены они в одну сторону, то электромагнитного взаимодействия между статором и ротором не произойдет, т.к. ЭДС в роторе равна 0. Отношение (n1 ‑ n) / n1 = S называют скольжением асинхронной машины.
Наиболее часто применяют амплитудно-частотное управление АТД, при котором одновременно изменяются амплитуда питающего напряжения и частота коммутации фаз с сохранением величины U/F. Схема включения двигателя показана на рис. 13.1.
Рис. 13.1. Схема частотного управления АД.
Автономный инвертор АИ преобразует постоянное напряжение UПИТ в трехфазное напряжение переменного тока изменяемой частоты f = var. Регулировка напряжения на выходе осуществляется дополнительными коммутациями вентилей. На входы ключей U1 ‑ U6 осуществляется подача управляющих импульсов. Выходное напряжение инвертора должно определяться однозначно, согласно закону управления ключами схем. Для создания переменного трехфазного напряжения весь период питания Т делится на шесть тактов (фаз) путем коммутации ключей К1 ‑ К6 таким образом, что в каждый такт включены три ключа: один "верхний" (К1 ‑ К3) и два "нижних" (К4 ‑ К6), либо один "нижний" и два "верхних", т.е. один из двух ключевых элементов фазы оказывается всегда замкнут. Тогда при любом законе управления время замкнутого ключа в условных единицах выходной частоты будет равно p. Из выражения для угловой скорости вращающегося магнитного поля статора: n1 = 60×f/p следует, что n1 прямо пропорциональна частоте f напряжения, подводимого к обмоткам статора. Отсюда следует, что, изменяя частоту напряжения можно регулировать угловую скорость АТД.
Передаточная функция асинхронного двигателя имеет вид: W(p) = 1/(Tмр + 1), где Тм = JRp / K2 – электромеханическая постоянная времени двигателя, J – момент инерции вращающихся частей, Rp – эквивалентное активное сопротивление обмоток ротора. Механические характеристики системы частотного управления асинхронным трехфазным двигателем показаны на рис. 13.2.
Рис. 13.2. Механические характеристики АД при частотном управлении.
Описание лабораторной установки
На рис. 13.3 приведена функциональная схема системы управления частотой вращения асинхронного трехфазного двигателя. В качестве датчика обратной связи по скорости используется тахогенератор.
Установка позволяет снимать механическую нагрузочную характеристику АТД в разомкнутой системе и в системе с обратной связью.
Механическая характеристика двигателя в замкнутой системе становится более жесткой (менее зависящей от момента).
Увеличение жесткости механической характеристики объясняется тем, что при повышении нагрузки двигателя и снижении его частоты вращения система регулирования автоматически повышает напряжение на обмотке управления двигателя, что частично компенсирует снижение частоты вращения от нагрузки.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.