Структурная схема асинхронного двигателя

Пусковой момент:

522 Н∙м

Пусковой ток:

Данные для анализа САР электропривода приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1.

Параметры двигателя

Номинальный ток статора, Iн		А
Пусковой ток, Iп		А
Пусковой момент	0,522	кН∙м
Активное сопротивление короткого замыкания, Rк	0,051	Ом
Индуктивное сопротивление короткого замыкания, Хк	0,061	Ом
Частота вращения двигателя, ω		рад/с

Для вывода передаточных функций используем упрощенную Г-образную схему замещения асинхронного двигателя представлена на рисунке 33.

По II-му закону Кирхгофа:

Рис.33. Г-образная схема замещения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

При пуске двигателя:

где - сопротивления короткого замыкания двигателя

Отсюда:

где - постоянная времени АД

- коэффициент двигателя

Получаем,

Ток статора:

где – коэффициент, учитывающий влияние тока намагничивания и сопротивления обмоток на отношение I₁/I₂, при .Находим значение коэффициента из графика на рисунке 34.

Рис.34. Зависимость коэффициента от коэффициента мощности

Уравнение движения АД:

Т.к. максимальный момент развиваемый двигателем при работе равен

Следовательно, характеристика двигателя на этом участке близка к линейной.

Жесткость механической характеристики β равна:

Электромагнитный момент:

Т.к. электромагнитный момент пропорционален току :

то для момента пуска:

Запишем уравнение в операторной форме:

Таким образом, звено представлено интегрирующим звеном с передаточной функцией:

.

Составим структурную схему АД с короткозамкнутым ротором на рисунке 35.

Рис.35. Структурная схема АД с короткозамкнутым ротором

8.4.Регулятор тока

Контур регулирования тока обычно содержит ПИ-регулятор, настроенный по условиям технического оптимума.

Передаточная функция разомкнутого контура тока имеет вид:

При настройке контура необходимо подобрать такие настройки регулятора, чтобы передаточная функция разомкнутого контура имела вид:

.

Приравняв правые части уравнений , получим:

Откуда

Таким образом, получили ПИ-регулятор тока:

,

где

Регулятор скорости

Для расчётов параметров внешнего контура регулирования внутренний замкнутый контур (контур тока) можно заменить апериодическим звеном вида:

где

– эквивалентная постоянная времени контура тока,

Настройку внешнего контура будем производить в режиме холостого хода (Мс = 0).

Разомкнем контур регулирования скорости и приравняем полученное выражение к передаточной функции разомкнутого контура, настроенного на технический оптимум.

Передаточная функция разомкнутого контура тока имеет вид:

где

;

;

.

Приравняв правые части уравнений, получим:

.

Откуда

Таким образом, получили П-регулятор скорости:

где

Таким образом

где – коэффициент усиления регулятора

Введение П-регулятора скорости скомпенсировало электромеханическую постоянную времени механической части электропривода.