Проектирование электрического двигателя для вентилятора
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
?еобразователь частоты РИТМ-Н-75/150-380-У3-IP20
7. Расчеты системы ПЧ-АД
(7.1.1) Расчет схемы замещения
Рисунок 3 - Схема замещения асинхронного двигателя при частотном регулировании
Анализ характеристик АД при частотном управлении можно произвести, использовав Т-образную схему замещения (рис3.1).
(7.1.2) Скорость вращения на ХХ:
об/мин
где р=2 - количество пар полюсов.
(7.1.3) Частота вращения на ХХ:
с-1
(7.1.4) Номинальная частота вращения:
с-1
(7.1.5) Номинальное скольжение:
.
(7.1.6) Уравнение для критического скольжения:
,
где ?м - кратность максимального момента, ?м=2,3.
.
(7.1.7) Ток намагничивания Iн:
, А
(7.1.8) Приведенный ток ротора:
;
=65,72 А
(7.1.9) Сопротивление статора:
;
=1,23 Ом
(7.1.10) Приведенное сопротивление ротора:
;
=1,379 Ом
(7.1.11) Индуктивное сопротивление контура намагничивания:
=143 Ом
Индуктивное сопротивление ротора:
(7.1.12) С помощью критического скольжения найдем :
;
=23,62 Ом
(7.1.13) Реактивное сопротивление статора:
;
=11,35 Ом
(7.1.14) Реактивное сопротивление ротора
;
=11,81 Ом
(7.1.14) Номинальный момент АД:
Мн= 4065 Нм
(7.1.15) Критический момент:
Мкр=4810103 Нм
На основании полученных результатов проводим расчет статических и энергетических характеристик.
(7.2.1) Расчет статических характеристик
Закон частотного управления который определяет соотношения между частотой и напряжением в зависимости от характера технологической нагрузки:
.
- относительное напряжение;
- относительная частота;
- относительный момент;
Для приводов с насосной нагрузкой : , тогда закон частотного управления будет иметь вид
Принятыми допущениями обусловливается постоянство сопротивлений схемы замещения при данной частоте. Индуктивные сопротивления соответствуют частоте ХХ.
Параметр абсолютного скольжения, или относительная частота ротора - отношение абсолютного скольжения к синхронной скорости при номинальной частоте (7.2.2):
Параметр используется вместо скольжения s и связан с ним соотношением (7.2.3):
Коэффициент рассеяния соответственно для статора и ротора (7.2.4):
Общий коэффициент рассеяния (7.2.5):
Кроме того, введём обозначения (7.2.6):
; ; ;
Анализ и расчёты установившегося режима проводятся в действующих значениях величин.
Для дальнейших расчетов примем обозначения (7.2.7):
;
Для каждой из рассчитываемых величин задаются несколько значений и изменение
Из расчёта схемы замещения получаем электродвижущую силу
Поток в воздушном зазоре (7.2.8):
Ток статора (7.2.9):
Приведенный ток ротора (7.2.10):
ток намагничивания (7.2.11):
Графики токов показаны на рисунках
Рисунок 4.1 - График изменения токов статора при частотном регулировании
Рисунок 4.2 - График изменения токов ротора при частотном регулировании
Рисунок 4.3 - График изменения токов намагничивания
8. Расчет механических характеристик. Нагрузочные характеристики
Момент двигателя (8.1):
Нагрузочная характеристика определяется из выражений момента статического и угловой скорости (8.2):
При этом изменяется от 0 до 1
Механические характеристики и нагрузочная кривая, при частотном регулировании, изображены на рисунке 5.1.
Рисунок 5.1 - Механические и нагрузочные характеристики при частотном регулировании
9. Компьютерное моделирование энергетических характеристик частотно-управляемых электроприводов в среде Matlab
В связи с широким внедрением в последние годы во всех отраслях промышленности частотно-регулируемых (ЧР) асинхронных электродвигателей и существующей проблемы энергосбережения, актуальной является задача оптимизации энергопотребления указанных приводов.
В первую очередь представляет интерес практическое решение задачи расчета энергетической эффективности электропривода по схеме преобразователь частоты - асинхронный двигатель (ПЧ-АД), что требует предварительного создания математических и программно-ориентированных моделей расчета потерь мощности и коэффициента полезного действия (к. п. д.) в данном приводе.
Целью работы является исследование энергетических характеристик системы ПЧ-АД путем виртуального моделирования, используя инструментальные средства наиболее удобной и популярной в настоящее время среды Matlab со своими пакетами расширения Simulink.
Разработанная модель (рис.1) представлена комплектным частотно-регулируемым асинхронным электроприводом переменного тока использованием оболочки Power system blockset программной среды Matlab.
Питание системы электропривода осуществляется от источника синусоидального напряжения (Source) через трехфазный силовой трансформатор (Transformer). Преобразователь частоты имеет дв