Моделирование пуска асинхронного двигателя

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Моделирование пуска асинхронного двигателя

Моделирование пуска асинхронного двигателя

1. Введение

Из числа различных видов современных электрических машин самой распространённой в наши дни является асинхронная бесколлекторная машина, применяемая обычно в качестве двигателя.

Асинхронная машина - это машина, в которой при работе возбуждается вращающееся магнитное поле, но ротор вращается асинхронно, т.е. с угловой скоростью, отличной от угловой скорости поля. Она была изобретена М. О. Доливо - Добровольским в 1888 г., но до настоящего времени сохранила ту простую форму, которую ей придал русский изобретатель.

Причины исключительно широкого распространения асинхронного двигателя - его простота и дешевизна. Можно сказать, что в основном асинхронная машина состоит из трёх неподвижных катушек (точнее, обмоток), размещённых на общем сердечнике, и помещенной между ними четвёртой, вращающейся катушки. В машине отсутствуют какие-либо легко повреждающиеся или быстро изнашивающиеся части (например, коллектор).

Асинхронные машины малой мощности часто выполняются однофазными для устройств, питающихся от двухпроводной сети. Такие машины находят широкое применение в бытовой технике.

Общий недостаток асинхронных машин - это относительная сложность и неэкономичность регулирования их режимов работы.

Представление механической части электропривода 2-массовой системой даёт наиболее полное представление о динамических процессах, происходящих в реальном приводе, т. к. даже сложные механические системы, связанные с приводом, сводятся к 2-массовой или 3-массовой системам.

2. Исходные данные

Моделируемая машина - асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа 4А160S4У3

Справочные данные:

Мощность АД, Pn (кВт)18.5

Число пар полюсов 2

К.П.Д. з (%)89.5

сosц0.88

Номинальное скольжение Sn(%)2.2

Номинальная частота f1(Гц) 50, Unф (В)220

Момент инерции ротора Jд.р. .0,13

Параметры Т-образной схемы замещения двигателя (в относительных единицах):

Активное сопротивление обмотки статора Rs= 0.042

Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора Xs = 0.085

Приведённое активное сопротивление обмотки ротора Rr' = 0.024

Приведённое индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора Xr' = 0.13

Индуктивное сопротивление магнитной цепи Xµ = 4.3

3. Обработка исходных данных для моделирования

Угловая скорость вращения магнитного поля:

щ0 = 2рf1/p = 2р50/2 = 157 рад/с

Номинальная угловая скорость ротора определяется на основе выражения скольжения:

Sн = ( щ0- щн)/ щ0 , откуда

щн = щ0 (1- Sн) = 157 (1-0.022) =153.546 рад/с

Номинальный момент двигателя:

Мн = Рн / щн = 18500/153.546 = 120,485 Нм

Номинальный ток двигателя определяется из выражения потребляемой мощности:

Р1=3UнфIнфcos.

Потребляемая мощность, в свою очередь равна:

Р1=Рн/ = 3000/0.895 = 20670,39 Вт , тогда

Iнф = Р1/(3Uнфcos.) = 20670,39 /(32200.88) = 35,589 A

Номинальное сопротивление двигателя, на которое необходимо умножить активные и индуктивные сопротивления в относительных единицах, чтобы получить параметры двигателя в абсолютных единицах (Ом):

Zн = Uнф/ Iнф = 220/35,589 = 6,18 Ом

Пересчитаем параметры Т - образной схемы замещения двигателя из относительных единиц в абсолютные.

Активное сопротивление обмотки статора:

Rs= 0.0426,18 = 0,2596 Ом

Приведённое активное сопротивление обмотки ротора:

Rr' = 0.0246,18 = 0,148358 Ом

Собственная индуктивность статора:

Lуs = Xs/2рf1 = 0.0856,18 /2р50 = 0.00167 Гн

Собственная индуктивность ротора:

Lуr = Xr'/2рf1 = 0.136,18/2р50 = 0.0025573 Гн

Взаимная индуктивность:

Lm = Xµ/2рf1 = 4.36,18/2р50 = 0.084587 Гн

Индуктивность обмотки статора:

L1 = Lm + Lуs = 0.084587 + 0.00167 = 0.086257 Гн

Индуктивность обмотки ротора:

L2 = Lm + Lуr = 0.084587 + 0.0025573 = 0.0871443 Гн

3. Разработка модели