15273

Исследование механических характеристик АД с фазным ротором и исследование переходных процессов при его пуске

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3 Тема: Исследование механических характеристик АД с фазным ротором и исследование переходных процессов при его пуске Цель работы: с помощью приложений ActiveASMA и DynAMA исследовать механические характеристики АД с фазным рото...

Русский

2013-06-11

632.32 KB

32 чел.

8

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3

Тема: «Исследование механических характеристик АД с фазным ротором и исследование переходных процессов при его пуске»

Цель работы: с помощью приложений ActiveASMA и DynAMA исследовать механические характеристики АД с фазным ротором: получить естественную механическую характеристику и семейство реостатных характеристик путём введения сопротивления в одну из фаз статора; снять пусковые характеристики при разных характерах и значениях нагрузок.

Основные теоретические сведения

Параметры АД являются переменными и изменяющимися в зависимости от скольжения ротора, что определяется насыщением зубцового слоя и вытеснением тока ротора. Изменение параметров АД значительно затрудняет расчёт их механических характеристик. Механической характеристикой называется зависимость частоты вращения ротора двигателя или скольжения от момента, развиваемого двигателем при установившемся режиме работы:  или .

На рисунке 1 представлен примерный вид естественной механической характеристики АД с короткозамкнутым ротором.

Рисунок 1. Естественная механическая характеристика АД

Механическая характеристика асинхронного двигателя представляется обычно в виде зависимости вращающего момента от скольжения , т.е.

              (1)

где m - число фаз; p1 - число пар полюсов; f1 - частота питающей сети, Гц; U1 - первичное фазное напряжение статора, В; R1 и X1 - активное и индуктивное сопротивления статора, Ом;  и  - активное и индуктивное сопротивления ротора, Ом; S - скольжение ротора двигателя, %.

Из формулы (1) видно, что момент асинхронного двигателя при данном скольжении пропорционален квадрату напряжения, приложенного к статору. Следовательно, изменение подводимого напряжения оказывает значительное влияние на величину момента, развиваемого асинхронным двигателем. Понижение напряжения приводит к ухудшению пусковых и перегрузочных свойств асинхронных двигателей. Это, в свою очередь, сказывается на долговечности двигателя в связи с перегревом обмоток ротора.

Скольжение Sкр, при котором двигатель развивает максимальный момент, определяется по формуле:

            (2)

Выражение для максимального момента можно определить как:

            (3)

Момент i-й (на оси o-x) определяем по упрощённой формуле Клосса:

 

            (4)

Задание к лабораторной работе

  1.  Собрать схему лабораторных испытаний согласно схеме, показанной на рисунке 2;
  2.  Построить аналитически естественную механическую характеристику АД;
  3.  Экспериментальным методом с помощью приложения ActiveASMA определить естественную механическую характеристику, а также искусственные механические характеристики асинхронного двигателя, полученные путём введения сопротивления в одну из фаз статора;
  4.  С помощью приложения DynAMA построить пусковые характеристики при разных характерах и значениях нагрузок.

Рисунок 2. Схема электрическая соединений лабораторной установки по определению характеристик АДф.р

Ход работы

Построим аналитически естественную механическую характеристику АД.

Характеристики двигателя:

, кВ

, А

, кВ

, об/мин

𝜆

0,4

0,87

0,27

1500/1420

1,75

3,15

Угловая скорость номинальная:

           Угловая скорость идеального холостого хода:

Номинальный момент двигателя:

Номинальное и критическое скольжение двигателя:

 Момент i-й (на оси o-x) определяем по упрощённой формуле Клосса:

Задаваясь значениями S в приложении Mathcad14, с помощью формулы Клосса построим естественную механическую характеристику АД (рисунок 3).

Рисунок 3. Естественная механическая характеристика АД, полученная теоретическим методом

Используя приложение ActiveASMA, построим естественную и искусственные механические характеристики АД, добавляя сопротивление в одну из фаз статора (рисунок 4).

n, об/мин

1

 М, Нм

Рисунок 4. Естественная и искусственные механические характеристики АД (1 – естественная механическая характеристика)

С помощью приложения DynAMA построим пусковые характеристики при разных характерах и значениях нагрузок (рисунки 5 - 8).

I, А    М, Н·м  n, об/мин    

t, с

Рисунок 5. Пусковые характеристики АД при вентиляторной нагрузке

I, А    М, Н·м  n, об/мин    

t, с

Рисунок 6. Пусковые характеристики АД при нагрузке с большим инерционным моментом (инерционное колесо)

t, с

I, А    М, Н·м  n, об/мин    

Рисунок 7.1. Пусковые характеристики АД при компрессорной нагрузке

I, А    М, Н·м  n, об/мин    

t, с

Рисунок 7.2. Пусковые характеристики АД при компрессорной нагрузке

I, А    М, Н·м  n, об/мин    

t, с

Рисунок 7.3. Пусковые характеристики АД при компрессорной нагрузке

I, А    М, Н·м  n, об/мин    

t, с

Рисунок 8. Пусковые характеристики АД при крановой нагрузке

Вывод

В ходе лабораторной работы были построены искусственные механические характеристики АД, полученные путём введения сопротивления в одну из фаз статора. По мере уеличения сопротивления двигатель работал менее устойчиво, появилась вибрация и биения ротора, снизилась мощность двигателя. Это объясняется появлением несимметрии в картине электромагнитного поля статора и, как следствие, смещением центра тяжести поля относительно геометрического центра тяжести ротора машины.

Пусковые характеристики позволяют более точно описать характер нагрузки каждого типа рабочей машины, определить предельные значения пускового тока и момента, а так же время переходного процесса.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20104. Установочно-зажимные устройства 112 KB
  они обеспечивают установку детали в требуемом положении и одновременно ее закрепление. Очевидно для закрепления детали установочнозажимные устройства должны быть обязательно подвижными в направлении зажатия. Поэтому установочнозажимные устройства применяются в тех случаях когда конфигурация и масса деталей таковы что обычно применяемые прижимы типа плоских пружин для досыла детали к установочным базам не обеспечивает точного ее положения. В качестве основной детали таких устройств наибольшее применение находят призмы.
20105. Фундаментальные принципы построения САУ. Принцип разомкнутого управления, принцип компенсации. Принцип управления с обратной связью 122.5 KB
  Принцип разомкнутого управления принцип компенсации. Принцип управления с обратной связью. Принцип разомкнутого управления – принцип жесткого управления. Функциональная схема включает три элемента: ЗУ задающее устройство; УУ – устройство управления; ОУ – объект управления.
20106. Типовая функциональная схема САР. Классификация САР. Стабилизирующие САР. Программные САР. Следящие САР 106.5 KB
  СУ2 – дополнительное сравнивающее устройство – предназначено для образования местной обратной связи в любом месте системы. КУ – корректирующее устройство – предназначено для улучшения качества показателей системы; они могут быть в виде местных обратных связей КУ1 параллельных подключений КУ2 последовательных включений КУ3. Классификация САР Все системы в автоматике делятся на адаптивные и неадаптивные. по принципу регулирования: на системы работающие по возмущению; на системы работающие по отклонению; системы использующие...
20107. Статические и астатические САУ 31 KB
  Статические системы состоят из статических звеньев которые имеют зависимость Xвых = f Хвх Рассмотрим простейшую астатическую САР Степень открытия заслонки зависит от Q но поплавок при заданном значении уровня занимает одно и то же положение равного заданному. Особенности равновесие системы со астатическим регулированием имеет место при единственном значении РВ равной заданному. Различают системы статические и астатические по отношению к управляющему и возмущающему воздействиям.
20108. Математические модели САУ. Основные формы записи линеаризированных уравнений в автоматики 56.5 KB
  Для систем с распределёнными параметрами уравнение имеет вид уравнения в частных производных. Уравнение статики описывает поведение системы в установившемся режиме. Урие связи между вх и вых велми искомое урие то есть дифуравнение. В общем случае на динамическое звено кроме входной велны на выходную велну могут оказывать влияние возмущающие воздействия Пусть динамическое звено имеет статическую характеристику вида1 и описывается дифференциальным уравнением первого порядка.
20109. Временные характеристики линейных звеньев 49 KB
  Переходная функция и функция веса. Динамические свва звеньев можно определить по их переходным функциям и функциям веса. Переходная функция ht – такой переходной процесс который возникает на выходе динамического звена при подаче на вход звена единичного ступенчатого скачка. Весовая функция Rt представляет собой реакцию звена на единичную импульсную функцию поданную на вход.
20110. Передаточные функции динамических звеньев. Частотные передаточные функции и частотные характеристики 33 KB
  Их получают при рассмотрении вынужденного движения системы или звена когда на вход подаётся гармоническое воздействие вида : x1 = Aвхsin wt 1 Рассмотрим динамическое звено : При подаче на его вход сигнала 1 если звено линейное на выходе получается сигнал вида : y = Авыхsinwt j 2 j cдвиг фазы Для удобства принимают символическую форму записи sin or cos через ряд : sin wt = ejwt поэтому: sinwt j = еjwt ...
20111. Позиционные, интегрирующие и дифференцирующие типовые динамические звенья их частотные характеристики 45.5 KB
  Типовое динамическое звено описываемое уравнением не выше второго порядка так как реальные звенья составляются на основании законов выражаемых уравнениями не выше второго порядка.1 Безинерционное идеальное звено звено которое в установившемся режиме и в переходном режиме описывается уравнением y = kx На практике идеальным звеном принимают то звено у которого постоянная времени значительно меньше постоянной времени последующих звеньев 1.2 Апериодическое звено первого порядка звено которое...
20112. Структурные схемы систем автоматического управления 903 KB
  Структурной схемой называется схема отражающая взаимодействие динамических звеньев в процессе работы системы. Может содержать: 1 элемент с 1 входом и 1 выходом 1 элемент 2 входа и 1 выход узел сумматор сравнивающее устройство Последовательное соединение динамических звеньев Общая передаточная функция равна произведению составляющих функций динамических звеньев Параллельное соединение Встречнопараллельное соединение – общая передаточная функция если обратная связь отрицательна если обратная связь положительна Если в...