7 Расчет частоты и напряжения двигателя в системе пч-ад при работе в заданной точке

При питании АД от ПЧ в процессе преобразования напряжения промышленной частоты в напряжение регулируемой частоты возникают потери напряжения и мощности преобразователе.

Синхронная скорость двигателя зависит от частоты питающей сети и числа пар полюсов р:

рад/с,

_,

рад/с,

где -отклонение скорости от синхронной на естественной характеристике при заданном моменте

рад/с

рад/с,

-синхронная частота вращения, -частота вращения в заданной точке с учетом отклонения скорости от синхронной

,

Гц.

Напряжение на статоре можно определить из формулы:

, (7.1)

принимая для обеспечения перегрузочной способности двигателя

При законе амплитуды напряжения пропорционально частоте , относительное значение напряжения на статоре равно относительному значению частоты напряжения на статоре . Следовательно требуемое напряжение на статое можно определить так:

, (7.2)

подставляя значения в формулы 7.1 и 7.2 получим:

для первого случая (формула 5.11) В

для второга случая (формула 5.12) В

8 Расчет механической характеристики пч-ад

Приближенно рассчитаем механическую характеристику в системе ПЧ-АД, учитывая изменения частоты .

Построим рабочую характеристику при изменении S от 0 до 1

Рисунок 8.1- Механическая характеристика ПЧ-АД

9 Экспериментальные расчет характеристик двигателя

Для экспериментально расчета механических характеристик АД была использована виртуальная лабораторная установка, разработанная в пакете MATLAB&Simulink. Вид модели виртуальной установки для исследования АД с короткозамкнутым ротором показана на рисунке 9.1.

Рисунок 9.1-Модель для исследования АД с короткозамкнутым ротором

Далее с помощью построенной модели снимем механические характеристики АД, изменяя нагрузочный момент в пределе от 0 до m_max от номинального. При проведении исследования результаты будут заноситься в таблицу 9.1.

Номинальный нагрузочный момент Mн=210, максимальный критический момент m_max.

Таблица 9.1 Результаты снятия механической характеристики

m	M, Н м	ω, рад/с
0	0	104,7
0,2	42	104,7
0,4	84	103,5
0,6	126	102,8
0,8	168	102,1
1	210	101,4
1,2	252	100,6
1,4	294	99,81
1,6	336	98,83
1,8	378	97,74
2	420	96,39
2,2	462	94,54
2,3	483	93,19
2,4	504	90,87
2,42	508	89,92
2,5	514	900

Как видно по таблице 9.1, АД ввыдерживает нагрузке на 5% больше максимально допустимой, но при больших нагрузках двигатель проявляет неустойчивость. Так же это можно увидеть на показаниях Scope на рисунке 9.7.

Рисунок 9.2-показания Scope при отсутствии нагрузки

Рисунок 9.3-показания Scope при нагрузке равной половине от номинальной

Рисунок 9.4-показания Scope при номинальной нагрузке

Рисунок 9.6-показания Scope при максимальной нагрузке увеличенной на 5%

Рисунок 9.7-показания Scope при максимальной нагрузке увеличенной на 10%

Также с помощью разработанной модели снимем рабочие характеристики АД при изменении нагрузочного момента от 0 до m_max от номинального и занесем их в таблицу 9.2

Таблица 9.2 результаты снятия рабочих характеристик Ад

m	M,Н м	Измерения						Вычисления
		P1	Q	U1	I1	ω, рад/с	φ		сos φ	P2	η	S
0	0	-156	13450	224	19,66	104,7	-0,012		0,99993	0	0	0
0,2	42	4317	13630	228,4	20,37	104,7	0,3067		0,95333	855,54	0,1982	0
0,4	84	8967	14200	213,9	25,6	103,5	0,5632		0,84553	2150,4	0,2398	0,0115
0,6	126	13250	14320	210,4	30,87	102,8	0,7466		0,734	3889,62	0,2936	0,0181
0,8	168	17730	15710	223	35,73	102,1	0,8457		0,66318	6002,64	0,3386	0,0248
1	210	22650	17040	221	46,53	101,4	0,9258		0,60118	9771,3	0,4314	0,0315
1,2	252	27600	18820	210,8	53,78	100,6	0,9723		0,56337	13552,6	0,491	0,0392
1,4	294	32500	219004	216,9	59,43	99,81	0,1473		0,98917	17472,4	0,5376	0,0467
1,6	336	37020	24730	220,4	68,36	98,83	0,9819		0,55548	22969	0,6204	0,0561
1,8	378	42100	28960	216,6	81,31	97,74	0,9682		0,56674	30735,2	0,7301	0,0665
2	420	47260	34280	205	87,88	96,39	0,9433		0,58715	36909,6	0,781	0,0794
2,2	462	52740	4175	216,5	109	94,54	1,4918		0,07892	50358	0,9548	0,097
2,3	483	55710	47190	221	113,6	93,19	0,868		0,64635	54868,8	0,9849	0,1099
2,4	504	59150	55970	213,4	123,9	90,87	0,813		0,68731	62445,6	1,0557	0,1321
2,4	508	60080	59410	213,5	135,3	89,92	0,791		0,70313	68732,4	1,144	0,1412
2,5	525	20250	130600	219	200,3	900	0,1538		0,98819	105158	5,193	-7,596