Искусственные механические характеристики асинхронного двигателя

Задача №4

Регулирование частоты вращения двигателя независимого возбуждения в
системе Г-Д (привести схему).

Система
«генератор — двигатель».

В этой
системе, схема которой показана на рисунке 1, а, якорь 4
двигателя непосредственно присоединяется к якорю 3 генератора,
образующего вместе с при­ водным двигателем 1 электромашинный
выпрямитель 2 трехфазного пере­менного тока в постоянный,
вращающийся со скоростью ω_г. Регулирование напряжения
на якоре двигателя проис­ходит за счет изменения тока возбуж­дения
генератора 1_вг с помощью потен­циометра
8, при этом изменяется ЭДС генератора Е и соответственно напряжение
на якоре двигателя U. Регулирование
напряжения в этой систе­ме может сочетаться с воздействием на
магнитный поток двигателя, что обеспечит двухзонное регулирование скорости.

Регулирование
магнитного потока двигателя осуществляется изменением I_вд за счет включения в цепь обмотки 5 возбуждения
двигателя резистора б. В замкнутых ЭП питание обмотки 7 возбуж­дения
генератора происходит от регулируемого источника посто­янного тока, например
полупроводникового УВ. Характеристики системы Г — Д соответствуют
приведенным на рисунке 1, б.

Основными
достоинствами системы Г — Д являются большой ди­апазон и плавность
регулирования скорости двигателя, высокая же­сткость и линейность характеристик,
возможность получения всех энергетических
режимов работы, в том числе и рекуперативного тор­можения. В то же время
для нее характерны такие недостатки, как утроенная
установленная мощность системы, низкий КПД, инерци­онность процесса
регулирования скорости, шум при работе.

Искусственная механическая характеристика — двигатель

Искусственная механическая характеристика двигателя показана на рис. 14.8 пунктирной линией.
 

Различают естественные и искусственные механические характеристики двигателя. Под естественной понимают характеристику, которую имеет двигатель, подключенный без дополнительных сопротивлений к сети с напряжением, равным номинальному напряжению двигателя. При переменном токе, кроме того, частота сети должна быть равна номинальной частоте двигателя. Все другие механические характеристики ( при включении в схему добавочных сопротивлений, при напряжении или частоте, отличающихся от номинальных) называют искусственными.
 

Жесткость искусственных механических характеристик двигателей постоянного и переменного токов отличается от жесткости естественных характеристик и зависит от способа регулирования скорости. Это существенно влияет на стабильность скорости при работе привода с переменной нагрузкой.
 

Естественная или искусственная механическая характеристика двигателя может быть построена по двум точкам.
 

Точный расчет искусственных механических характеристик двигателя в установившемся режиме является сложной и по существу невыполнимой задачей.
 

Эта зависимость дает возможность построить искусственные механические характеристики двигателя. По естественной характеристике строится пограничная ngf ( t), а по формуле ( 13) и пограничной характеристике — любая искусственная.
 

Полагаем, что естественная и искусственные механические характеристики двигателя прямолинейны.
 

Продолжая рассмотренный выше пример, построим искусственную механическую характеристику двигателя АК82 — 4 с магнитными усилителями УСО-20, проходящую через точку с координатами Мс.
 

Схема управления должна прежде всего обеспечивать требуемую жесткость искусственных механических характеристик двигателя на всем диапазоне регулирования скорости и ограничение тока якоря в переходных режимах.
 

По результатам расчета на рис. 10.37, а изображена искусственная механическая характеристика двигателя.
 

Хотя полной компенсации изменения скорости вращения двигателя 8Д, вызванного изменением нагрузки на валу, при таком способе стабилизации не происходит, все же жесткость искусственной механической характеристики двигателя 8Д существенно возрастает, а отклонения скорости относительно установившегося значения соответственно значительно снижается.
 

Тот же эффект может быть получен, если использовать две обмотки управления и, снимая напряжение с шунта в цепи якоря двигателя, создать дополнительную положительную обратную связь по току якоря, увеличивающую жесткость искусственных механических характеристик двигателя.