Схема включения двухфазного синхронного двигателя

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД
К.т.н., доцент Чернышев Александр Юрьевич
Презентация лекций
Модуль 3. Регулирование координат двигателей переменного тока
Томск 2010
KM 1
M
Схема включения короткозамкнутого асинхронного
двигателя с использованием контактного пускателя
R1
U1 j
I1
E1
X1σ
Em
I 2'
I0
Xm
X 2' σ
E '2
Схема замещения асинхронного двигателя
R2'
s
X1σ  I1
U1 j
 I 2'
E1
2  I 2'
I1
1
 I 2'
I0
Векторная диаграмма асинхронного двигателя
о.е. s
1
о.е. s
1

0
sкд
1
M кг
а
sкг

0
1
 M
M п кд M

б
I 2' кз I 2'
Статические характеристики асинхронного двигателя:
а – механическая; б – электромеханическая
о. е. ω
1.2
0.8
2
1
0.4
0 .0
1
M
0
1
2
3
4
о. е.
Механические характеристики короткозамкнутого
асинхронного двигателя: 1 – динамическая; 2 – статическая
КМ
Rдоб1
Rдоб2


 КМ 1
КМ 2
Схема силовых цепей асинхронного электропривода
с добавочными активными сопротивлениями в цепи обмотки ротора
s 
1
0
0  Rдоб1  Rдоб2
Естественная
 у2
sке
Rдоб1
sк1
Rдоб2
1 0
Mc
M пе
M п1 M к М
Семейство реостатных механических характеристик
асинхронного электродвигателя с фазным ротором
 U1
VS 2
VS1
VS 3
VS 4
VS 5
VS 6
СИФУ
Uу
M
Схема силовых цепей нереверсивной системы
тиристорный регулятор напряжения – асинхронный двигатель
 U1
VS1
VS 7
VS 3
VS 9
VS 5
СИФУ
VS 2
VS 8
VS 4
VS10
Uу
VS 6
M
Схема силовых цепей реверсивной системы
тиристорный регулятор напряжения – асинхронный двигатель
s ω
0 1
sн
sр
а
б
U1н  U12  U11
в
sке
U11
U12
U1н
1
Мс
М
Механические характеристики асинхронного двигателя
c короткозамкнутым ротором при регулировании напряжения на статоре
s
sн0
sр2
ω
M c  f (ω)
д а
б
в
sк
sр1
U11
U1н
U12
1
Mн
M
Механические характеристики асинхронного двигателя
при регулировании напряжения статора и вентиляторном моменте нагрузки
ω 0 (1  s k )
рад с ω
k β ( ω)
kβc (ω)
100
ω р1 kβ (ω)  kβc (ω)
50
β
0
 1,0
 0,5
0
0,5
о. е.
Зависимости жесткости асинхронного двигателя k β
и вентилятора k βc от скорости
 U1
M
Uз
ЗИ
Uу
ТПУ
Функциональная схема асинхронного электропривода
с тиристорным пусковым устройством
о. е. U у
0,8
0,6
0,4
0,2
0
50
100
150
Выходное напряжение задатчика интенсивности
τ
о. е.
о. е. ω
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0
M
 0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0 о. е.
Динамическая механическая характеристика пуска
асинхронного двигателя через тиристорное пусковое устройство
 U1
В
ПЧ
Uу


ПНЧ

M
Функциональная схема скалярного частотного
управления скоростью асинхронного двигателя
ω
M c  const
fн
0,5  f н
0,25  f н
M
ω
Pc  const
fн
0,5  f н
0,25  f н
M
ω
M c  k  ω2
fн
0,5  f н
0,25  f н
M
Механические характеристики производственных механизмов и
электроприводов системы преобразователь частоты –
асинхронный двигатель
ω
U1 j f1 j  const
ω
U12j f1 j  const
ω
U1 j
fн
fн
0,5  f н
0,25  f н
I 2'
f12j  const
fн
0,5  f н
0,5  f н
0,25  f н
I 2'
Электромеханические характеристики
для трех законов регулирования класса
0,25  f н
I 2'
I 2'  f ()
U1 j f1 j
Синхронный двигатель
U1 j , f1 j
а
U1 j , f1 j

б

Uв
U1 j , f1 j


в
Uв
Условное графическое обозначение синхронных трехфазных двигателей:
а – возбуждение от постоянных магнитов; б – ротор с неявнополюсной
обмоткой; в – ротор с явнополюсной обмоткой
ω
ω0
M
Пусковая механическая характеристика
синхронного двигателя
ω
ω0
Генераторный Двигательный
режим
режим
M н M max M
Статическая механическая характеристика
синхронного двигателя
j  I1  X1 C
U1 j

0
θ
θ
U1 j  sin θ
E1 j  B
A
  θ I1
Упрощенная векторная диаграмма неявнополюсного
синхронного двигателя
M
M max
Mн
θн
π
2
π
θ
Угловая характеристика неявнополюсного синхронного двигателя
b i1b

u1b
q
d

u
 в

a
u1a
iв
i1a
 эл
Схема включения двухфазного синхронного двигателя
с явнополюсным ротором
M
M1 max sin θ
M max
π

2
0
π
2
 M max
π
θ
M 2 max sin 2  θ
Угловая характеристика
явнополюсного синхронного двигателя
380В
6кВ
A
B
С 



KM 1 KM 1 KM 1
L
L

TV 1

KM 2 KM 2 KM 2


L



VS 3...VS 8
VD 6
VD1 VD 2



R


 
M
VS 2
VS1
 
VD3 VD 4
VD5
Схема силовых цепей синхронного двигателя

Кривые переходных процессов моментаM и скорости
при пуске синхронного двигателя
ω
ω
M с  const
fн
0,5  f н
0,25  f н
M
ω
Pс  const
fн
ω
M c  M 0  k  ω2
fн
0,5  f н
0,5  f н
0,25  f н
M
0,25  f н
M0
M
Механические характеристики производственных механизмов
и электроприводов преобразователь частоты – синхронный двигатель