Исследование механических характеристик двигателя постоянного тока независимого возбуждения при питании от сети.

РАБОТА № 1.

Исследование механических характеристик двигателя постоянного тока независимого возбуждения при питании от сети.

1. Программа работы.

Подготовка к работе.

Рассчитать и построить механические характеристики:

1.1.1. Естественную.

1.1.2. Искусственную при заданном ослабленном магнитном потоке Ф¢.

1.1.3. Искусственную при заданном добавочном сопротивлении в цепи якоря R_п.

1.1.4. Динамического торможения при заданном сопротивлении R_ш.

1.1.5. Искусственную для схемы шунтирования якоря сопротивлением R_ш и последовательном сопротивлении R_п тех же, что и в п. 1.1.3 и 1.1.4.

Общие положения.

Стенд №2 содержит неуправляемый стабилизированный выпрямитель В (рис. 1.4) с выходным напряжением 220В, который имитирует сеть постоянного тока. При снятии механических характеристик момент на валу двигателя создается с помощью вентильного двигателя, который вместе с преобразователем частоты MOVIDRIVE работает в режиме регулирования момента и, следовательно, имеет абсолютно мягкую механическую характеристику. Величина момента, развиваемого испытуемой машиной, определяется выражением

М = К_мI ± М_С

где I – фазный ток вентильного двигателя, К_м = М_н/I_н = 5/2.2 = 2.27 Нм/А, М_С – момент сопротивления в агрегате (см. рис. 1.2). Знак плюс относится к двигательному режиму, а минус – к генераторному.

3.2. Подготовка к работе

Включить автоматические выключатели АВ1, АВ2 и АВ3 в силовом шкафу лаборатории.

РАБОТА № 2.

Исследование механических характеристик двигателя постоянного тока последовательного возбуждения при питании от сети

Программа работы.

1.1. Подготовка к работе.

Пользуясь электромеханической характеристикой испытуемой машины, рассчитать и построить следующие характеристики двигателя:

1.1.1. Переходную характеристику.

1.1.2. Естественную механическую характеристику.

1.1.3. Искусственную механическую характеристику при заданном добавочном сопротивлении в цепи якоря R_П.

1.1.4. Механическую характеристику динамического торможения с самовозбуждением с добавочным сопротивлением в цепи якоря R_Т.

1.1.5. Искусственную механическую характеристику для сложной схемы включения при шунтировании якоря ИМ сопротивлением R_Ш = R_Т и последовательном сопротивлении R_П, имеющих те же значения, что и в п.п. 1.1.3 и 1.1.4.

1.2. Экспериментальные исследования.

1.2.1. Осуществить пуск двигателя.

1.2.2. Снять механические характеристики, перечисленные в п. 1.1.2 ¸ 1.1.5.

1.3. Составление отчёта.

Отчёт должен включать:

1.3.1. Принципиальную электрическую схему установки.

1.3.2. Паспортные данные машин.

1.3.3. Расчёты теоретических характеристик и таблицы с результатами экспериментальных исследований.

1.3.4. Графики теоретических и экспериментальных характеристик.

1.3.5. Анализ полученных результатов и выводы, которые должны включать оценку свойств двигателя по следующим показателям:

- вид механической характеристики в зависимости от схемы включения двигателя и ее параметров;

- жёсткости естественной и искусственных механических характеристик;

- обоснование причин расхождения теоретических и экспериментальных характеристик.

Расчет характеристик.

В электрических машинах с последовательным соединением обмоток якоря и возбуждения ток якоря I_Я является одновременно и током возбуждения I_В. Так как магнитный поток Ф нелинейно зависит от I_В, то уравнение механической характеристики (1.1) представляет собой сложную нелинейную зависимость w от M.

Механические характеристики рассчитывают при помощи кривой намагничивания, которая для двигателей последовательного возбуждения называется переходной характеристикой и определяется выражением:

C_МФ = f (I_B). (2.1)

Для двигателей последовательного возбуждения в паспортных данных приводится номинальная электромеханическая характеристика w = f (I), устанавливающая связь между скоростью и током. Используя ее, можно выполнить расчет переходной характеристики (рис. 2.1) по формуле:

, (2.2)

где U_н – номинальное напряжение питания двигателя, R_Д = R_Я + R_ПОВ. Расчёт следует вести, задаваясь рядом значений тока I_В=I в пределах, заданных электромеханической характеристикой. Результаты расчёта представляются в табличной форме (см. табл. 2.1).

C помощью переходной характеристики находят все механические характеристики двигателя (рис. 2.2), используя выражение для скорости и момента соответственно

w = E / С_МФ , (2.3)

М = С_МФ I_Я , (2.4)

где Е = U_Я - I_ЯR_Я – ЭДС вращения двигателя, U_Я – напряжение на якоре двигателя. Напряжение U_Я в общем случае не равно напряжению питания двигателя U и зависит от его схемы включения. Основанием для поиска U_Я является уравнение равновесия электрических напряжений в цепи двигателя (первый закон Кирхгофа).

Как следует из (2.3) и (2.4), механическая характеристика двигателя оказывается заданной в параметрической форме – и скорость, и момент в каждой точке вычисляются исходя из значения тока возбуждения I_В. При этом для расчета момента требуется еще и ток якоря I_Я. При отсутствии шунтирующих сопротивлений эти токи равны друг другу, но в сложных схемах включения двигателя это не так.

Результаты расчетов представить в виде таблиц 2.3 и 2.4.

Ниже приводятся паспортные данные двигателей.

Двигатель постоянного тока независимого возбуждения – ДП100LУХЛ4

Номинальная механическая мощность, кВт – 0.55

Номинальная скорость вращения, об/мин – 1000

Номинальное напряжение питания, В – 220

Номинальный ток, А – 3.7

Сопротивление якоря при 75 град. С, Ом – 12

Сопротивление последовательной обмотки возбуждения при 75 град. С, Ом – 4.8

Вентильный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов – CFM71S

Номинальный момент, Нм - 5

Номинальный фазный ток, А - 2.2

Номинальное напряжение питания при соединении обмоток звездой, В - 380

Номинальная скорость вращения, об/мин – 2000

Расчёт естественной механической характеристики (кривая 1 на рис.2.2) сводится к определению момента М по (2.4) для принятых исходных значений I_Я и w, которые берутся из электромеханической характеристики.

Расчёт искусственной механической характеристики с добавочным сопротивлением в цепи якоря R_П (кривая 2 на рис.2.2) связан с определением (см. табл. 2.1)
ЭДС вращения Е = U_Н - I_ЯR, где R = R_Д + R_ПОВ, для ряда значений I_Я и нахождением скоростей двигателя по формуле (2.3). Расчет момента двигателя по (2.4) в данном случае дает совпадающий с естественной характеристикой результат и повторно не производится. Это – следствие параметрического задания механической характеристики.

Расчёт механической характеристики динамического торможения с самовозбуждением (кривая 4 на рис.2.2) ведут путем вычисления скорости w согласно (2.3), учитывая, что U = 0, т.е. Е = - I_ЯR, где R = R_Д + R_Т - полное сопротивление замкнутой цепи якоря двигателя. Токам задают те же значения, что и в предыдущих расчётах. Как и в предыдущем случае, расчет момента двигателя по (2.4) дает совпадающий с естественной характеристикой результат и повторно не производится.

Расчёт характеристик двигателя последовательного возбуждения в схеме с шунтированием якоря сопротивлением R_Ш и последовательным сопротивлением R_П связан с вычислением ЭДС вращения Е. Процедура расчёта представлена в табл. 2.2. Задаваясь значениями тока возбуждения I_В, определяются падения напряжений в последовательном и параллельном контурах, рассчитывются токи в указанных контурах и в цепи якоря, а затем рассчитывают Е. Далее по (2.3) и (2.4) определяют соответственно w и М и строят механическую характеристику (кривая 3 на рис. 2.2). Отметим, что в этой схеме I_В ¹ I_Я. Ток возбуждения равен сумме токов якоря и шунтирующей цепи. Благодаря этому, ток возбуждения всегда больше нуля, даже при I_Я = 0. Следовательно, могут быть получены не только скорость идеального холостого хода, но и режим рекуперативного торможения (I_Я < 0). В двигателях последовательного возбуждения это возможно только для данной схемы включения.

Таблица 2.1. Расчёт механических характеристик двигателя последовательного возбуждения

Исходные данные	Переходная характеристика	Момент	Искусственная характеристика с RП	Динамическое торможение с RТ
IВ = IЯ = I	w	IВRД	Е = UН - IВRД	СМФ	М = IЯ СМФ	IЯ R	Е = UН - IЯR	w = Е / СМФ	Е = - IЯR	w = Е / СМФ
А	рад/с	В	В	В×с	Нм	В	В	рад/с	В	рад/с

Таблица 2.2. Расчет механических характеристик двигателя последовательного возбуждения для схемы шунтирования якоря.

Исходные данные	Расчетные величины
IВ	СМФ	М	IВ (RПОВ + RП)	UШ = UН - IВ (RПОВ + RП)	IШ = UШ / RШ	IЯ = IВ - IШ	IЯRД	Е = UШ - IЯRД	w = Е / СМФ	М = СМФ IЯ
А	В×с	Нм	В	В	А	А	В	В	рад/с	Нм

Общие положения.

Стенд №2 содержит неуправляемый стабилизированный выпрямитель В (рис. 2.5) с выходным напряжением 220 В, который имитирует сеть постоянного тока. При снятии механических характеристик момент на валу двигателя создается с помощью вентильного двигателя, который вместе с преобразователем частоты MOVIDRIVE работает в режиме регулирования скорости и, следовательно, имеет абсолютно жесткую механическую характеристику. Величина момента, развиваемого испытуемой машиной, определяется выражением

М = К_мI ± М_С

где I – фазный ток вентильного двигателя, К_м = М_н/I_н = 5/2.2 = 2.27 Нм/А, М_С – момент сопротивления в агрегате (см. рис. 2.4). Знак плюс относится к двигательному режиму, а минус – к генераторному.

Рис. 2.5 Схема лабораторной установки.

Подготовка к работе.

1. Включить автоматические выключатели АВ1, АВ2, АВ3 и переключатели А1, А2 в силовом шкафу лаборатории.

2. Установить переключатели S1, S2 и S3 на стенде №4 в положение 1. Убедиться в том, что переключатель S1 на стенде №2 находится в положении ВКЛЮЧЕНО.

3. Установить тумблер DI00 в положение ВЫКЛЮЧЕНО. Тем самым блокируется работа силового преобразователя нагрузочной машины.

1. Включить автоматический выключатель АВ1 на стенде №2. В результате на неуправляемый стабилизированный выпрямитель В подается сетевое напряжение.
2. С помощью потенциометра RI_ВГ в цепи возбуждения генератора установить нулевое значение тока.

Все дальнейшие манипуляции с органами управления относятся к стенду №4.

1. Переключателями S2, S3выбрать схему включения испытуемой машины.

2. Величина последовательного сопротивления R_П в якорной цепи двигателя устанавливается переключателем S1. В положении 8 R_П = 0, т. е. снимается естественная механическая характеристика. ВНИМАНИЕ! Запрещается пуск двигателя при R_П = 0 (прямое включение в сеть), т.к. это приводит к большому пусковому току. С целью защиты двигателя и всей установки от несанкционированных действий в схему управления введена блокировка, запрещающая пуск двигателя при установке S1 в положение 8 (на рис. 2.5 эта блокировка не показана).

3. Величина шунтирующего сопротивления R_Ш в якорной цепи двигателя

устанавливается переключателем S2. В положении 1 R_Ш = ∞, т. е. отключается шунтирующее сопротивление.

4. При исследовании механических характеристик двигателя в режиме динамического торможения переключатель S3 поставить в положение 1 и выключить АВ2. Величина сопротивления динамического торможения R_Ш устанавливается переключателем S2. Возбуждение двигателя в режиме динамического торможения происходит в том случае, если остаточный и наводимый потоки возбуждения будут иметь одинаковое направление. Последнее определяется выбором направления вращения якоря машины.

5. Включить пускатель К1, для чего нажать на зеленую кнопку на его корпусе. Загорится красный сигнал на корпусе пускателя и двигатель начнет вращаться.

Включение нагрузочной машины.

1. Установить потенциометр задания момента вентильного двигателя Setpoint1 в положение 5. В этом положении потенциометра заданное значение момента на валу двигателя приблизительно равно нулю.

2. Убедиться, что пускатель S4 находится в положении ВКЛЮЧЕНО.

3. Включить автоматический выключатель АВ1. На блоке управления преобразователя частоты MOVIDRIVE в информационном сегменте появятся сигналы в виде чередующихся цифр 8-0-1. Если ранее был установлен запрет работы (тумблер DI00), то в информационном сегменте останется цифра 1. Это значит, что самотестирование прошло успешно и привод готов к работе.

4. Установить тумблер DI00 в положение «Включено», на пульте загорится зеленый сигнал. В информационном сегменте преобразователя загорится цифра 5, указывающая на работу привода в режиме регулирования скорости.

5. Потенциометром Setpoint1 задается величина скорости вращения вентильного двигателя.

Отключение установки

1. Установить ручку потенциометра регулировки момента нагрузочной машины Setpoint1 в среднее положение (цифра 5).

2. Нажать красную кнопку на корпусе пускателя К1. Испытуемая машина будет отключена от источника питания.

3. Установить тумблер DI00 в положение ВЫКЛЮЧЕНО(зеленый сигнал на пульте погаснет), в информационном сегменте преобразователя появится цифра 1 (запрет работы).

4. Выключить автоматические выключатели АВ1 и АВ2.

5. Выключить автоматический выключатель АВ1 на стенде №2. Выпрямитель В будет выключен.

6. Выключить автоматические выключатели АВ1, АВ2, АВ3 и А1, А2 в силовом шкафу лаборатории.

РАБОТА № 4

Расчет характеристик.

Все расчеты механических характеристик асинхронных двигателей основаны на Г-образной схеме замещения. При этом считается, что обмотки статора и ротора двигателя соединены звездой.

Расчёты механических характеристик асинхронных двигателей выполняются по формуле Клосса:

(4.1)

Максимальный (критический) момент, соответствующий критическому скольжению s_К, определяется как

(4.2)

где m – число фаз обмоток статора; U₁ – напряжение питания фазы статора; R₁ – активное сопротивление фазы статора; Х_К = Х₁ + Х₂‘ - реактивное сопротивление двигателя в режиме короткого замыкания; Х₂‘ = К_е² Х₂ – приведенное реактивное сопротивление фазы ротора; К_е – коэффициент трансформации; w₀ = 2πf / р_П – синхронная скорость вращения; f = 50 Гц – частота напряжения питания. В (4.2) знак плюс относится к двигательному режиму работы, а минус – к генераторному.

Критическое скольжение определяется как

(4.3)

где R₂’ = К_е² (R₂ + R_П) – приведенное полное активное сопротивление фазы ротора двигателя.

Коэффициент, учитывающий активное сопротивление обмотки статора, равен

. (4.4)

Скольжение s характеризует скорость вращения ротора w и определяется как

(4.5)

Ниже приводятся паспортные данные двигателей.

Асинхронный двигатель с фазным ротором – MTF 011-6Y1

Номинальная механическая мощность, кВт – 1.4

Линейное напряжение питания при соединении обмоток звездой, В – 380

Частота напряжения питания, Гц – 50

Номинальный ток фазы статора, А – 5.3

Номинальная скорость вращения, об/мин – 880

Номинальный cos φ – 0.65

Число пар полюсов – 3

Коэффициент трансформации – 3.05

Активное сопротивление фазы статора при 75 град. С, Ом – 6

Индуктивное сопротивление рассеяния фазы статора, Ом – 4

Активное сопротивление фазы ротора при 75 град. С, Ом – 0.7

Индуктивное сопротивление рассеяния фазы ротора, Ом – 0.57

Индуктивное сопротивление контура намагничивания, Ом – 34

Вентильный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов – DFY 90 MB/TH SM30

Номинальный момент, Нм – 12

Номинальный фазный ток, А – 7.9

Номинальное напряжение питания при соединении обмоток звездой, В - 380

Номинальная скорость вращения, об/мин – 3000

Расчет естественной механической характеристики двигателя производится с использованием (4.1) (линия 1 на рис. 4.2). Для этого в указанных в п. 1.1 пределах изменения скорости двигателя задаются рядом значений относительного скольжения s (не менее 15 точек). Затем, пользуясь (4.2) – (4.5), производят необходимые вычисления.

Расчет искусственных механических характеристик с добавочными сопротивлениями в цепи ротора ведут аналогичным образом. При этом необходимо принять во внимание (4.3) и пересчитать величину критического скольжения (линии 2 и 3 на рис. 4.2).

Результаты вычислений представляются в виде таблицы 4.1.

Таблица 4.1. Расчет механических характеристик асинхронного двигателя

Исходные данные	Естественная характеристика	Искусственная характеристика
RП1	RП2
s	МК	ε	w	SК	М	SК	М	SК	М
	Нм		рад/с		Нм		Нм		Нм

Расчет характеристик для режима динамического торможения (см. рис. 4.3) выполняется в соответствии с выражением

. (4.7)

При этом, считается, что

, (4.8)

, (4.9)

где Х_μ – индуктивное сопротивление контура намагничивания. Напомним, что R’₂ должно учитывать дополнительное сопротивление в цепи ротора двигателя.

Значение эквивалентного переменного тока I_ТЭ, зависит от схемы включения обмоток статора. При их соединении звездой и питании двух из них постоянным током I_Т эквивалентный ток равен I_ТЭ = 0,816 I_Т.

Порядок расчета характеристик динамического торможения следующий. Необходимо задаться рядом значений скорости вращения ротора (не менее 15 точек) и с помощью (4.7) – (4.9) выполнить требуемые вычисления. Результаты расчетов представляются в виде таблицы 4.2.

Таблица 4.2. Расчет характеристик динамического торможения асинхронного двигателя.

Исходные данные	Характеристики динамического торможения
IП1	IП2
ω	ωКТ	МКТ	М	МКТ	М
рад/с	рад/с	Нм	Нм	Нм	Нм

Общие положения.

Стенд №5 обеспечивает подключение асинхронного двигателя М2 (рис. 4.4) через разделительный трансформатор Тр к сети переменного тока. Набор резисторов R1…R3 при помощи переключателя S3 позволяет изменять приведенное сопротивление фаз ротора двигателя. Источник постоянного тока ИПТ используется для исследования режима динамического торможения. При снятии механических характеристик момент на валу двигателя создается с помощью вентильного двигателя М1, который вместе с преобразователем MOVIDRIVE работает в режиме регулирования скорости, и, следовательно, имеет абсолютно жесткую механическую характеристику. Величина момента, развиваемого испытуемой машиной, определяется выражением

М = К_мI ± М_С

где I – фазный ток вентильного двигателя, К_м = М_н/I_н = 12/7.9 = 1.52 Нм/А, М_С – момент сопротивления в агрегате (см. рис. 4.1). Знак плюс относится к двигательному режиму, а минус – к генераторному.

Подготовка к работе

РАБОТА №5.

Программа работы.

Подготовка к работе.

Рассчитать и построить:

1.1.1. Механические характеристики асинхронного двигателя w = j(М) при f₁ = f_1Н

и две в диапазоне частот f₁ > f_1Н при выполнении условия U₁ = U_1Н = const.

1.1.2. Две механические характеристики асинхронного двигателя w = j(М) в диапазоне частот f₁ < f_1H при выполнении условия U₁/f₁ = const.

1.2. Работа в лаборатории.

1.2.1. Осуществить пуск двигателя.

1.2.2. Снять механические характеристики, перечисленные в п. 1.1.1 ¸ 1.1.2.

1.3. Составление отчёта.

Отчёт должен включать:

1.3.1. Принципиальную электрическую схему установки.

1.3.2. Паспортные данные машин и задание.

1.3.3. Таблицы с результатами расчётов теоретических характеристик и экспериментальных исследований.

1.3.4. Графики теоретических и экспериментальных характеристик.

1.3.5. Анализ полученных результатов и выводы.

2. Механические характеристики при частотном регулировании скорости.

Регулирование скорости асинхронных двигателей изменением частоты питающего напряжения, называемое частотным регулированием, является основным и самым экономичным способом регулирования скорости для двигателей с короткозамкнутым ротором (рис. 5.1).

Для изменения частоты питающего напряжения используются преобразователи частоты (ПЧ), которые преобразуют напряжение сети с частотой 50 Гц в трехфазное синусоидальное напряжение с частотой, регулируемой в широких пределах. Этот принцип основан на зависимости синхронной скорости двигателя от частоты:

,

где: f₁ - частота питающего напряжения; р_П - число пар полюсов двигателя.

Регулирование частоты питающего напряжения f₁ требует согласованного с ним изменения величины напряжения U₁, подаваемого на обмотку статора. Это обусловлено зависимостью индуктивного сопротивления обмоток от частоты питающего напряжения. При уменьшении частоты (f₁<f_1Н) индуктивные сопротивления уменьшаются, что приводит, если не снижать напряжение, к значительному увеличению тока статора и, как следствие, насыщению магнитопровода и перегреву двигателя. Наиболее распространенный - пропорциональный закон регулирования U₁/f₁ = const, при котором U₁ изменяется пропорционально f₁, обеспечивает примерное постоянство критического момента во всей зоне регулирования от f_1Н = 50 Гц до f_1МИН (1 зона регулирования, линии 3 и 4 на рис. 5.1). Частота, при которой напряжение, подаваемое на статор, равно номинальному U_1Н, называется базовой (f_Б). Обычно f_Б = 50 Гц, но в ПЧ имеется возможность устанавливать при необходимости значения отличные от 50 Гц.

У всех ПЧ изменение выходного напряжения возможно только до номинального напряжения двигателя U_1Н. Поэтому во второй зоне регулирования при частотах выше базовой напряжение остается постоянным (U₁ = U_1Н = const) и закон U₁/f₁ = const не выполняется. При этом из-за увеличения индуктивных сопротивлений обмоток уменьшаются ток статора, магнитный поток и момент двигателя. Причем электромагнитный момент М уменьшается обратно пропорционально частоте f₁, а критический момент М_К – квадрату частоты (линии 1 и 2 на рис. 5.1).

Механические характеристики для обеих зон рассчитываются согласно (4.1) – (4.5) из работы № 4. Эти соотношения обычно используются для расчета характеристик при постоянной частоте f₁ = f_1Н, но с некоторыми изменениями они пригодны и для f₁ = var. Отличие состоит в том, что w₀ , Х_К, e, М_К и s_К, входящие в эти формулы, зависят от частоты f₁, а М_К – еще и от напряжения U₁. Для этого указанные величины подменяются с использованием следующих обозначений:

a = f₁ / f_1Н, f₁ - заданная частота, f_1Н = 50 Гц - номинальная частота двигателя;

w₀* = 2pf_1Н / р_П - синхронная скорость при номинальной частоте f_1Н;

w₀ = w₀* × a - синхронная скорость при частоте f₁ ¹ f_1Н;

Х_К*- индуктивное сопротивление двигателя при 50 Гц, паспортное значение;

Х_К = Х_К* × a - индуктивное сопротивление двигателя при f₁ ¹ f_1Н;

U₁ = U_1Н × a - напряжение для первой зоны регулирования (f₁ < f_1Н);

U₁ = U_1Н - напряжение для второй зоны регулирования (f₁ > f_1Н).

В первой зоне регулирования изменение напряжения в соответствии с законом управления U₁/f₁ = const обеспечивает примерное постоянство М_К только при соблюдении условия R₁ << Х_К = Х_К*×a, т.е. при частотах, близких к номинальной. При уменьшении частоты Х_К становится сначала соизмеримым, а затем даже меньше, чем R₁. Из-за этого полное сопротивление обмоток уменьшается медленнее, чем напряжение питания и, как следствие, происходит уменьшение тока статора и М_К.

Во второй зоне регулирования (при f₁ > f_Б) U₁ = U_1Н = const. Поэтому числитель (4.2) при увеличении частоты остается постоянным, а знаменатель увеличивается. В результате при увеличении частоты М_К уменьшается обратно пропорционально квадрату частоты f₁ (штриховая линия на рис. 5.1).

Ниже приводятся паспортные данные двигателей.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором – DT 80 K4

Номинальная механическая мощность, кВт – 0.55

Линейное напряжение питания при соединении обмоток звездой, В – 380

Частота напряжения питания, Гц – 50

Номинальный ток фазы статора, А – 1.75

Номинальная скорость вращения, об/мин – 1360

Номинальный cos φ – 0.72

Число пар полюсов – 2

Активное сопротивление фазы статора при 75 град. С, Ом – 19.2

Индуктивное сопротивление рассеяния фазы статора, Ом – 20.3

Приведенное активное сопротивление фазы ротора при 75 град. С, Ом – 12.24

Приведенное индуктивное сопротивление рассеяния фазы ротора, Ом – 12.4

Приведенное индуктивное сопротивление контура намагничивания, Ом – 198

Вентильный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов – CFM 71S

Номинальный момент, Нм – 5

Номинальный фазный ток, А – 2.2

Номинальное напряжение питания при соединении обмоток звездой, В - 380

Номинальная скорость вращения, об/мин – 2000

Расчет механических характеристик двигателя при частотном управлении ведут аналогично п. 2 в работе № 4. Результаты расчета сводят в таблицу 5.1. Отметим, что при расчете следует ограничиться областью работы с s > 0.

Таблица 5.1. Расчет механических характеристик асинхронного двигателя при частотном управлении.

f1 < f1Н

f1 < f1Н

f1 = f1Н

f1 > f1Н

f1 > f1Н

s

МК

ω

ε

М

МК

ω

ε

М

МК

ω

ε

М

МК

ω

ε

М

МК

ω

ε

М

Нм

рад/с

Нм

Нм

рад/с

Нм

Нм

рад/с

Нм

Нм

рад/с

Нм

Нм

рад/с

Нм

Общие положения.

На стенде №6 (рис. 5.3) асинхронный двигатель М2 управляется от преобразователя частоты MOVITRAC. При снятии механических характеристик момент на валу двигателя создается с помощью вентильного двигателя М1, который вместе с преобразователем MOVIDRIVE работает в режиме регулирования скорости, и, следовательно, имеет абсолютно жесткую механическую характеристику. Величина момента, развиваемого испытуемой машиной, определяется выражением

М = К_мI ± М_С

где I – фазный ток вентильного двигателя, К_м = М_н/I_н = 5/2.2 = 2.27 Нм/А, М_С – момент сопротивления в агрегате (см. рис. 5.2). Знак плюс относится к двигательному режиму, а минус – к генераторному.

Подготовка к работе

РАБОТА № 1.

Исследование механических характеристик двигателя постоянного тока независимого возбуждения при питании от сети.

1. Программа работы.

Подготовка к работе.

Рассчитать и построить механические характеристики:

1.1.1. Естественную.

1.1.2. Искусственную при заданном ослабленном магнитном потоке Ф¢.

1.1.3. Искусственную при заданном добавочном сопротивлении в цепи якоря R_п.

1.1.4. Динамического торможения при заданном сопротивлении R_ш.

1.1.5. Искусственную для схемы шунтирования якоря сопротивлением R_ш и последовательном сопротивлении R_п тех же, что и в п. 1.1.3 и 1.1.4.