ПРАКТИЧНА РОБОТА № 8.
Моделювання асинхронного двигуна як об’єкта керування
Мета: навчитись розробляти та досліджувати спрощені математичні
моделі асинхронних електродвигунів для задач автоматичного керування.
ЗАВДАННЯ
Розробити спрощені математичні та імітаційні моделі
асинхронного двигуна (АД) для заданих параметрів. Побудувати перехідні та
статичні характеристики АД. Проаналізувати отримані результати.
Хід роботи:
Завдання 1: Побудувати структурну схему спрощеної лінеаризованої математичної моделі асинхронного двигуна (рис. 1).
Розрахувати основні параметри математичної моделі на основі паспортних даних для обраного варіанту згідно наступних залежностей.
;
;
;
;
Xк = 1.55 + 2.7 = 4.25 Ом;
де Mкр – критичний момент двигуна; sкр – критичне ковзання; JΣ – сумарний момент інерції двигуна; R1, R’2, XК, X1, X’2 – опори статора та ротора двигуна. Підставити розраховані значення для обраного варіанту в структурну схему та провести моделювання. Отримати характеристику перехідного процесу асинхронного двигуна.
Структурна схема спрощеного лінеаризованого асинхронного двигуна
Вікно осцилографа спрощеного лінеаризованого асинхронного двигуна
Завдання 2: Побудувати структурну схему спрощеної нелінійної математичної моделі асинхронного двигуна (рис. 2) на основі формули Клосса.
;
;
;Провести моделювання та отримати характеристику перехідного процесу
асинхронного двигуна.
Структурна схема спрощеного нелінійного асинхронного двигуна
Вікно осцилографа спрощеного нелінійного асинхронного двигуна
3. Порівняти характеристики перехідних процесів асинхронного двигуна,
отриманих на основі лінеаризованої та нелінійної математичних моделей.
Вікно осцилографа спрощеного лінеаризованого та нелінійного асинхронного двигуна
Висновок: з подальшим наростанням частоти обертання момент М починає спадати, поки не досягне сталого значення. Різниця між схемами в швидкості наростання моменту М.
4. Побудувати механічну характеристику ω = f(M) асинхронного двигуна за допомогою рівнянь.
Частоту обертання висловимо з формули для визначення ковзання
точка холостого ходу s = 0
| s | 0 | sн | sкр/2 | sкр | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1 |
| M | 0 | 14.61 | 25.94 | 32.43 | 32,39 | 30.47 | 26.69 | 23.16 | 20.22 | 17.85 | 15.93 | 14.35 | 13.05 |
| n | 3000 | 2750 | 2500 | 2250 | 2000 | 1750 | 1500 | 1250 | 1000 | 750 | 500 | 250 | 0 |
5. Провести аналіз отриманих результатів.
Залежність частоти обертання ротора від навантаження (обертового моменту на валу) називається механічною характеристикою асинхронного двигуна. При номінальному навантаженні частота обертання для різних двигунів зазвичай становить 98-92,5% частоти обертання n1 (ковзання sном = 2 - 7,5%). Чим більше навантаження, т. Е. Крутний момент, який повинен розвивати двигун, тим менше частота обертання ротора.
Як показує крива, частота обертання асинхронного двигуна лише незначно знижується при збільшенні навантаження в діапазоні від нуля до найбільшого її значення. Тому кажуть, що такий двигун має тверду механічною характеристикою. Максимальний крутний момент Mmax двигун розвиває при деякому ковзанні Skp, що становить 10-20%. Ставлення Mmax / Mном визначає перевантажувальну здатність двигуна, а відношення Мп / Мном - його пускові властивості.