4.2.Дослідження динамічних характеристик при жив­ленні від пч

З метою порівняння і аналізу динамічних процесів, що виникають в асинхронному двигуні під час прямому пуску та при частотному керуванні виконано дослідження динамічних характеристик частотно-керованого двигуна АД 4А80В4У3.

Моделюючу програму створено на основі рівнянь динамічної моделі двигуна та алгоритму частотного керування з урахуванням обмеження складової вектора напруги по осі (q).

Стандартна послідовність операцій керування двигуном, яка використовується при дослідженні динамічних характеристик включає: -збудження двигуна з використанням заданої траєкторії магнітного потоку першого порядку -розгін двигуна до заданої швидкості без моменту навантаження; -при роботі двигуна з усталеною швидкістю до його валу прикладається і через певний час знімається ступінчастий момент навантаження.

При моделюванні припускається, що механічна частина, яка поєднує в собі ротор двигуна та робочий орган є одномасовою, а її сумарний момент інерції дорівнює подвійному моменту інерції двигуна. Час розгону двигуна до заданої швидкості встановлюється таким, щоб середнє значення динамічного моменту під час розгону дорівнювало номінальному значенню моменту двигуна.

Будуємо перехідні процеси частотного пуску АД 4А80В4У3 зі слідуючим накиданням і скиданням номінального навантаження для заданих швидкостей: .

Рисунок 4.2.1–Перехідні процеси частотного пуску АД 4А80В4У3 для номінальної швидкості

Рисунок 4.2.2 – Перехідні процеси частотного пуску АД 4А80В4У3 з форсуванням збудження для номінальної швидкості.

Рисунок 4.2.3 – Перехідні процеси частотного пуску АД 4А80В4У3 з форсуванням збудження для швидкості

Рисунок 4.2.4 – Перехідні процеси частотного пуску АД 4А80В4У3 з форсуванням збудження для швидкості

Рисунок 4.2.5 – Перехідні процеси частотного пуску АД 4А80В4У3 з форсуванням збудження для швидкості

Рисунок 4.2.6 – Перехідні процеси частотного пуску АД 4А80В4У3 з форсуванням збудження для швидкості

Рисунок 4.2.7 – Перехідні процеси частотного пуску АД 4А 80В4У3 з форсуванням збудження для швидкості

На рисунку 4.2.1 показані графіки перехідних процесів розгону двигуна до номінальної швидкості. З рисунку 4.2.1 видно, що застосування частотного керування забезпечує «м’який» запуск двигуна без значних електричних та механічних ударів, в той час як при виконанні прямого пуску наявні значні перевантаження по струму та моменту. При роботі двигуна з номінальною напругою і частотою в режимі частотного керування, відпрацювання постійного моменту навантаження відбувається однаково в обох випадках.

Тривалість процесу збудження асинхронного двигуна залежить від його параметрів і може складати від декількох десятих секунд для машин малої потужності до одиниць або навіть десятків секунд, для машин середньої та великої потужності. Завищений час збудження машини є небажаним у багатьох технологічних застосуваннях.

На рисунках 4.2.3 -4.2.5 показані графіки перехідних процесів при роботі АД 4А80В4У3 на швидкостях нижче номінальної. Як слідує з відповідних механічних характеристик на заданих швидкостях критичний момент АД дещо знижується.

З порівняння графіків перехідних процесів модуля вектора потокозчеплення статора, що показані на рисунках 4.2.3 -4.2.5 видно, що при роботі на швидкостях нижче номінальної, прикладання до валу двигуна моменту навантаження призводить до більш глибокого зниження магнітного потоку двигуна, що в свою чергу зумовлює зменшення його перевантажувальної здатності та збільшення статичної похибки кутової швидкості.

Графіки перехідних процесів розгону двигуна вище номінальної до подвійної (номінальної) швидкості показані на рисунках 4.2.6 -4.2.7. При роботі в зоні швидкостей вище номінальної, за рахунок обмеження напруги статора, забезпечується ослаблення магнітного потоку, і двигун працює в зоні регулювання кутової швидкості з постійною потужністю (в статичному режимі). Вже на швидкості і вище двигун не здатний підтримувати номінальний момент, його потік і швидкість різко падають а струм статора стрімко росте. Після скидання моменту двигун починає виходити на задану швидкість поступово намагнічуючись.