Курсовая работа: Электропривод по схеме преобразователь частоты - асинхронный двигатель

Видим, что приведенная нагрузочная характеристика системы ПЧ-АД соответствует нагрузочной характеристике механизма, так как для всех скоростей удовлетворяется неравенство Mad>M1mex.

2.1.2 Параметры и характеристики двигателя

С учетом необходимого запаса мощности выбираем четырехполюсный асинхронный двигатель 4A160S4 со следующими параметрами:

2.1.3 Параметры Г-образной схемы замещения

Параметры Т-образной схемы замещения.

Т – образная схема замещения трехфазной (m₁ =3) асинхронной машины строится для одной фазы, и, по существу, аналогична схеме замещения трансформатора (рис. 1).

Рис. 1 Схема замещения асинхронной машины

Здесь: U₁ - фазное напряжение, В;

R₁ и R₂ ’ – активные сопротивления первичной и вторичной обмоток;

X₁ = ω₁ ^. L_{1 σ} и X₂ ’ = ω₁ ^. L₂ ’_σ – индуктивные сопротивления рассеяния первичной и вторичной обмоток, где ω₁ = 2^. π^. f₁ – циклическая частота сети, а f₁ – частота сети;

X_m и R_m – индуктивное сопротивление намагничивающей ветви, обусловленное основным магнитным потоком, и активное сопротивление, искусственно вносимое в схему замещения для учета магнитных потерь в ферромагнитных частях магнитопровода;

I₁ , I₂ ’ – фазные токи в обмотках статора и ротора;

I_m - ток намагничивания, создающий основной магнитный поток Ф_m ;

Здесь индекс «штрих» (‘), относящийся ко вторичной обмотке, обозначает, что данная величина приведена к первичной обмотке.

2. 2 Выбор автоматического воздушного выключателя

Силовые выключатели служат для распределения электроэнергии в низковольтных установках в качестве аппаратов защиты питающих линий и потребителей. Они защищают от перегрузки и короткого замыкания установки, двигатели, генераторы и трансформаторы. Предназначены для коммутации и защиты установок, двигателей, трансформаторов и конденсаторов.

Выбор автоматического воздушного выключателя осуществляется по номинальному току двигателя.

Для этой цели могут быть использованы трехфазные силовые автоматические выключатели серии 3 VF фирмы SIMENS . Ток уставки теплового расцепителя устанавливается на 30% больше номинального тока двигателя I_u = 1.3 I_n

2.3 Выбор преобразователя частоты

Частотный способ регулирования является наиболее перспективным и широко используемым в настоящее время способом регулирования скорости АД. Принцип его заключается в том, что изменяя частоту питающего напряжения f1, можно, в соответствии с выражением ω0 = 2..f1/p, изменять угловую скорость вращения магнитного поля (синхронную скорость вращения ротора), получая тем самым различные искусственные характеристики.

Этот способ обеспечивает плавное регулирование в широком диапазоне, получаемые характеристики обладают высокой жесткостью. Электрические потери в роторе, связанные со скольжением, в этом случае невелики, поэтому частотный способ наиболее экономичен

3. Расчет механических характеристик

3.1 Параметры механических характеристик

Все механические характеристики двигателя строятся совместно с механической нагрузочной характеристикой механизма, приведенной к валу двигателя.

Вначале находим жесткость естественной механической характеристики двигателя

,

где M_o и _о – момент и скорость холостого хода, а M_n и _n – момент и скорость при номинальной нагрузке.

3.2 Естественная характеристика

Для построения естественной механической характеристики(рис.5) используем формулу для момента асинхронной машины М(), в которой явно показана зависимость момента от частоты (f) и напряжения (U):

Здесь: s (,₀ ) = 1 -  /₀ – скольжение;  - текущее значение угловой скорости; ₀ =2f/p– угловая скорость магнитного поля при данной частоте f; р – число пар полюсов; m – число фаз, для трехфазного двигателя m =3; U – текущее значение фазного напряжения; R1 и R2’ – активные сопротивления, а L1 и L2’ – индуктивности первичной и вторичной (приведенной к первичной) обмоток.

С помощью формулы для момента асинхронной машины строим естественную механическую характеристику привода для номинальных значений напряжения и частоты. На этом же графике строится нагрузочная характеристика механизма.