Исследование трехфазной асинхронной машины с короткозамкнутым ротором

Главная » Каталог статей » Статьи на русском » Автоматика » Исследование трехфазной асинхронной машины с короткозамкнутым ротором

1. Цель работы

Исследование трехфазной асинхронной машины с короткозамкну­тым ротором.

2. Указания к выполнению работы

К выполнению лабораторной работы следует приступить после изучения главы 3. В качестве дополнительной литературы рекоменду­ется воспользоваться [4, 5, 6, 13].

3. Содержание работы

3.1. Снятие механической характеристики машины в двигательном и генераторном режимах.

3.2. Снятие рабочих характеристик машины в двигательном режиме.

4. Описание виртуальной лабораторной установки

Виртуальная лабораторная установка представлена на рис. 6.3.1.

clip_image002

Рис. 6.3.1. Модель для исследования асинхронной машины

Она содержит:

Ø источник переменного трехфазного напряжения Source из биб­лиотеки Power System Blockset /Extras/Electrical Sources;

Ø измеритель трехфазного напряжения и тока Three-Phase V-I Measurement из библиотеки Power System Blockset/Extras/ Measurement;

Ø исследуемую трехфазную асинхронную машину Asynhronous Machine из библиотеки Power System Blockset/Machines;

Ø измеритель активной и реактивной мощности Р1, Q1 из библио­теки Power System Blockset/Extras/Measurement;

Ø блок Display для количественного представления измеренных мощностей и блок Scope для наблюдения тока ротора и статора, а также скорости и момента асинхронной машины из главной библиотеки Simulink/Sinks;

Ø блок Moment для задания механического момента на валу маши­ны из главной библиотеки Simulink/Source;

Ø блок Machines Measurement из библиотеки Power System Blockset/Machines;

Ø блок Display1 для количественного представления измеренных электромагнитного момента (Нм) и скорости (рад/с) машины из главной библиотеки Simulink/Sinks;

Ø блок Мих, объединяющий три сигнала в один векторный из главной библиотеки Simulink/Sygnal & System.

Окно настройки параметров асинхронной машины показано на рис. 6.3.2.

clip_image004

Рис. 6.3.2. Окно настройки параметров асинхронной машины

В полях окна последовательно задаются:

Ø тип ротора (Rotor Type), в выпадающем меню этого поля можно задать либо короткозамкнутый, либо фазный ротор;

Ø система отсчета при анализе (Reference frame);

Ø мощность, номинальное действующее линейное напряжение и частота;

Ø параметры схемы замещения статора;

Ø параметры схемы замещения ротора;

Ø параметры ветви намагничивания;

Ø момент инерции, коэффициент вязкого трения, число пар полюсов;

Ø начальные условия для моделирования (скольжение, положение ротора, токи статора и их начальные фазы).

Параметры машины частично берутся из паспортных данных, а частично рассчитываются по уравнениям 3.32-3.41 (гл.З), либо ис­пользуя программу (листинг 1, файл as.m).

Таблица 6.3.1.

Тип двигателя

Рн

[кВт]

n

[об/мин]

clip_image006

[%]

cosclip_image008

Iн

[А]

clip_image010

clip_image012

clip_image014

J

[кГм2]

RA71B2

0,55

2850

74

0,84

1,8

6,5

2,3

2,4

0,0005

RA80A2

0,75

2820

74

0,83

2

5,3

2,5

2,7

0,0008

RA80B2

1,1

2800

77

0,86

2

5,2

2,6

2,8

0,0012

RA80A4

0,55

1400

71

0,8

1

5

2,3

2,8

0,0018

RA80B4

0,75

1400

74

0,80

2

5

2,5

2,8

0,0023

RA90S2

1,5

2835

79

0,87

3

6,5

2,8

3

0,0010

RA90L2

2,2

2820

82

0,87

4

6,5

2,9

3,4

0,0015

RA100LA4

2,2

1420

79

0,82

5

6

2,2

2,6

0,0048

RA100LB4

3

1420

81

0,81

7

6,2

2,2

2,6

0,0058

RA112M2

4

2895

84

0,87

9

6,8

2,2

3,3

0,0082

RA112M4

4

1430

85,5

0,84

9

6,5

2,2

2,9

0,0103

RA132SA2

5,5

2880

89

0,89

11

6,5

2,4

3

0,0155

RA132SA2

7,5

2890

89

0,89

15

7

2,5

3,2

0,0185

*Линейное номинанальное напряжение для всех машин 380 В.

Окно настройки параметров универсального блока измерения пере­менных машины показано на рис. 6.3.3. В выпадающем меню поля Machine type задается тип машины. Флажками выбираются перемен­ные для измерения.

Окно настройки параметров источника питания показано на рис. 6.3.4.

В полях окна задаются:

Ø амплитуда фазного напряжения источника (В);

Ø начальная фаза в градусах;

Ø частота (Гц);

Ø внутреннее сопротивление (Ом) и индуктивность источника (Гн).

Напряжение и частота источника должны соответствовать парамет­рам асинхронной машины.

Окно настройки параметров блока измерения активной и реактив­ной мощности показано на рис. 6.3.5.

Здесь задается только один параметр — частота, которая должна быть равно частоте источника питания.

clip_image016

Рис. 6.3.3. Окно настройки параметров блока измерения

Окно настройки дисплея показано на рис. 6.3.6. В полях окна на­стройки указывается формат представления числовых результатов, в поле Decimation (разбивка) задается число шагов вычисления, через которые значения выводятся на дисплей. Установка в поле Sample time значения -1 синхронизирует работу блока с шагом вычислений.

clip_image018

Рис. 6.3.4. Окно настройки параметров трехфазного источник питания

clip_image020

Рис. 6.3.5. Окно настройки блока измерения мощности

clip_image022

Рис. 6.3.6. Окно настройки параметров дисплея

clip_image024

Рис. 6.3.7. Окно настройки блока Mux

5. Порядок выполнения работы

Параметры асинхронной машины для выполнения работы задаются преподавателем. При самостоятельной работе эти данные выбираются таблицы 6.3.1 и рассчитываются, пользуясь паспортными данными (гл. 3) Окно настройки параметров моделирования показано на рис. 6.3.8.

clip_image026

Рис. 6.3.8. Окно настройки параметров моделирования

Снятие механической характеристики машины в двигательном и генераторном режимах в соответствии с п. 3.1 содержания работы производится на модели (рис. 6.3.1) при изменении нагрузочного мо­мента во всем диапазоне -1,5-1,5 от номинального. При этом для каж­дого значения момента нагрузки осуществляется моделирование. При проведении исследований заполняется таблица 6.3.2.

Таблица 6.3.2

М [Нм]

clip_image028 [рад/с]

   

Снятие рабочих характеристик двигателя в соответствии с п. 3.2 содержания работы проводится на модели (рис. 6.3.1) при изменении нагрузочного момента в пределах 0-1,2 от номинального. При этом для каждого значения момента нагрузки осуществляется моделирова­ние. При проведении исследований заполняется таблица 6.3.3.

Таблица 6.3.3

Измерение

Вычисления

М [Нм]

Р1

[Вт]

Q1

[ВАр]

U1

[В]

I1

[А]

clip_image028[1]

[рад/с]

clip_image008[1]

[град]

clip_image032

P2

[Вт]

clip_image006[1]

[%]

S

[%]

Вычисления производятся по выражениям:

clip_image035

По данным таблиц строится механическая характеристика машины и на отдельном графике — рабочие характеристики.

Временные зависимости переменных состояния машины можно наблюдать на экране осциллографа (рис. 6.3.9). Здесь видны и пере­ходной процесс при пуске машины, и установившиеся процессы.

6. Содержание отчета

6.1. Схема модели и описание виртуальных блоков.

6.2. Механическая характеристика машины в двигательном и гене­раторном режимах.

6.3. Рабочие характеристики машины в двигательном режиме.

clip_image037

Рис. 6.3.9. Временные зависимости переменных состояния машины при работе в двигательном режиме

Оставьте комментарий к статье