Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Асинхронно вентельный каскад - файл Лабораторная работа АВК.doc


Асинхронно вентельный каскад
скачать (59.6 kb.)

Доступные файлы (2):

AWK1.mdl
Лабораторная работа АВК.doc89kb.07.09.2006 23:24скачать

Загрузка...

Лабораторная работа АВК.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Лабораторная работа

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННО- ВЕНТИЛЬНОГО КАСКАДА

Цель работы: изучить принцип действия асинхронно- вентильных каскадов, освоить методы моделирования таких каскадов в программной среде MATLAB.

Основные понятия

Каскадные электроприводы в зависимости от того, как реализуется энергия скольжения, разделяются на электрические и электромеханические. В электрических каскадах энергия скольжения за вычетом потерь возвращается в питающую сеть.

В настоящее время электромеханический агрегат постоянной скорости в электрическом каскаде заменяется инвертором. Принципиальная схема такого каскада, называемого асинхронно-вентильным (АВК) приведена на рис. 1. Здесь асинхронный двигатель «М» подключен со стороны статора к сети переменного тока, его роторная цепь через выпрямитель «В», инвертор «И» и согласующий трансформатор «Т» присоединяется к той же питающей сети. Для сглаживания выпрямленного тока и нормальной работы инвертора включен реактор «L». Принцип действия этого каскада аналогичен действию вентильно-машинного каскада и состоит в том, что в цепь выпрямленного тока ротора вводится добавочная ЭДС, получаемая регулированием угла β опережения включения тиристоров инвертора.

Ток в роторной цепи

Id=(Edos-EdoИcosβ-ΣΔU)/Rэ , (1)

где Edo= 1,35Е; EdoИ -ЭДС холостого хода инвертора при β=0, EdoИ=2,34Е2ф,т; Е2ф,т — ЭДС фазы трансформатора; ΣΔU — суммарное падение напряжения в вентилях роторной и инверторной групп преобразователя; Rэ — эквивалентное сопротивление, приведенное к роторной цепи;

Rэ=ЗxДs/π+ЗxТ/π+2Rд+RL+2RТ ;

xТ ,RT — соответственно индуктивное и активное сопротивления фазы трансформатора, приведенные к цепи ротора; RL — активное сопротивление реактора.

Ток ротора равен:

Id =Edo(s-ε cosβ+λ)/Rэ , (2)

здесь ε=EdoИ /Edo; λ=ΣΔU/Edo .

Из (2) при Id = 0, пренебрегая ΔU, находим:

s0=EdoИcosβ/Edo , (3)

Мощность скольжения, проходящая через роторную цепь, воспринимается, за исключением потерь, инвертором и равна:

0s=EdosId-mxdsId2/2π , (4)

здесь m — число фаз выпрямителя (для мостовой схемы m=6);

xd — приведенное к цепи ротора индуктивное сопротивление фазы асинхронного двигателя.

Из (4) момент двигателя

. (5)

После соответствующих преобразований получим:

M=Edo2(s-s0)[Rэ-mxд(s-s0)/2π]/ ω0Rэ2 , (6)

Пренебрегая в (6) слагаемым mхд(s-s0)/2π по сравнению с Rэ (при значениях s, близких к s0), получаем:

М= Edo2(s-s0) /ω0Rэ . (7)

Формула не учитывает высших гармоник тока, искажений механических характеристик в области прерывистых токов, а также различных режимов работы выпрямителя, в которых внешняя характеристика выпрямителя резко падает.







Рис. 1 Принципиальная схема асинхронно-вентильного каскада.



Рис. 2 Примерные механические характеристики асинхронно-вентильного каскада.

Примерные механические характеристики АВК показаны на рис.2 (момент выражен в долях максимального момента двигателя в естественной схеме включения). Из них видно, что при некотором угле β перегрузочная способность АВК падает. Регулировочные свойства АВК при уменьшении угловой скорости ограничены минимальным углом β, допустимым по условиям устойчивой работы инвертора, и током инвертирования.

Максимальная угловая скорость АВК при номинальном моменте составляет примерно 0,9ω0; минимальная угловая скорость практически принимается равной 0,5ω0. Дальнейшее снижение угловой скорости приводит к увеличению установленной мощности всех силовых элементов, включенных в роторную цепь, точно так же, как и в электрическом вентильно-машинном каскаде. Регулирование угловой скорости в АВК однозонное (вниз от основной), плавное бесступенчатое, экономичное. КПД асинхронно-вентильного каскада достигает 0,82—0,9 при максимальной угловой скорости и тем выше, чем больше его мощность. При снижении угловой скорости КПД падает. Если КПД сравнительно высок, то коэффициент мощности АВК оказывается низким, что обусловливается значительным суммарным потреблением реактивной мощности двигателем и инвертором и искажением тока инвертором. Коэффициент мощности зависит не только от нагрузки, но и от угловой скорости асинхронного двигателя. Примерная зависимость cos φк от скольжения и момента М* = М/Мном для АВК небольшой мощности дана на рис. 3.





Рис. 3. Примерная зависимость коэффициента мощности от скольжения для асинхронно-вентильного каскада небольшой мощности.


Стабильность угловой скорости АВК хуже, чем у вентильно-машинного электрического каскада. Регулирование осуществляется при независимой вентиляции с постоянным (номинальным) моментом нагрузки.

Следует отметить, что в рассмотренных схемах каскадов двигатель может работать в двигательном режиме при скорости ниже синхронной, в режимах противовключения, динамического торможения и генераторном параллельно с сетью при скорости выше синхронной. При этом энергия скольжения рекуперируется в сеть. Двигатель не может работать в генераторном режиме при скорости ниже синхронной и двигательном режиме при сверхсинхронной скорости, когда энергия должна поступать из сети в ротор, что невозможно при нереверсивном неуправляемом выпрямителе в роторной цепи. Эти режимы могут быть реализованы в машине двойного питания.

Модель асинхронно- вентильного каскада показана на рис.4.



Рис.4

Модель содержит трехфазную сеть, асинхронный двигатель с фазным ротором АК51-4, трехфазный выпрямительный мост B, трехфазный управляемый инвертор И с задатчиком Uз угла открывания , трехфазный трансформатор Тр, соединенный с сетью; индуктивный реактор L, нагрузочное устройство, измерительные элементы и приборы.


Программа работы

  1. Изучить принцип действия и математическое описание асинхронно= вентильного каскада.

  2. По заданию преподавателя рассчитать параметры элементов модели (рис.4).

  3. Исследовать статические и динамические характеристики системы электропривода на модели при изменении управляющих и возмущающих воздействий. Проанализировать полученные результаты.



Скачать файл (59.6 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru