Управление асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором - Дипломная работа

Постоянный рост цен на электроэнергию и топливные ресурсы привели к обострению проблем энергосбережения во многих отраслях производства, особенно в энергоемких. В этих условиях электротехнические службы промышленных предприятий обратили серьезное внимание на комплекс электроприводов вспомогательных механизмов и в первую очередь на механизмы с вентиляторной нагрузкой (вентиляторы, насосы, компрессоры, воздуходувки, дымососы и др.) Механизмы этого типа являются наиболее массовыми и продолжают оставаться в своем большинстве нерегулируемыми. В целом нерегулируемый электропривод на базе асинхронного короткозамкнутого электродвигателя потребляет до 50 % электроэнергии в стране, а доля электропотребления вентиляторных приводов составляет 20-25 %. В этих электроприводах при работе с постоянной частотой вращения отсутствует возможность снижения потребления электрической энергии при снятии технологических нагрузок. Превышение потребляемой мощности можно устранить только в случае перехода к регулированию частоты вращения.М.П.Костенко сформулировал закон частотного управления : «Если сконструировать асинхронный двигатель для частоты , момента и напряжения на зажимах и изменять затем при частоте и моменте напряжение таким образом, чтобы всегда было удовлетворено соотношение то двигатель будет работать практически при неизменном коэффициенте устойчивости, неизменном cos ? и постоянном абсолютном скольжении и к.п.д., зависящем только от изменения частоты и независящим от изменения момента на валу, если насыщение магнитной системы не слишком велико». Электромагнитный момент асинхронного двигателя может быть выражен следующим образом: где - постоянный коэффициент; - ток ротора; - угол сдвига фаз между Э.Д.С. и током ротора так как ток ротора, частота ротора и главный поток двигателя связаны уравнением (1.4) в процессе управления системы «преобразователь частоты - асинхронный двигатель», нужно контролировать любые две величины, например ток ротора и частоту ротора, главный поток и частоту ротора, ток ротора и главный поток. Если предположить, что , где - электромагнитная мощность, передаваемая через воздушный зазор ротору от статора магнитным полем (при этом пренебрегают потерями в статоре асинхронного двигателя), то где - статический момент на валу АД; - угловая скорость вращения магнитного поля в воздушном зазоре двигателя, ; - угловая частота подводимого к статору АД напряжения; - число пар полюсов обмотки статора АД на фазу; - угловая скорость вращения ротора. Также пренебрегая в первом приближении падением напряжения на сопротивлениях обмотки статора, полагаем, что ЭДС (1.9) равна подводимому к статору АД напряжению : Как следует из выражения (1.10), при неизменном напряжении источника питания и регулировании его частоты изменяется магнитный поток в воздушном зазоре асинхронного двигателя. При этом, как известно, режим работы АД (момент, скорость, ток, потери, КПД, коэффициент мощности и.т.п.) однозначно определяется для конкретной частоты подводимого к статору АД напряжения, если при заданном скольжении задан также магнитный поток в воздушном зазоре двигателя или ток его статора, что и обусловливает при построении систем частотно-регулируемого электропривода с АД выбор управляющих работой двигателя воздействий.На вход каждого регулятора подается сигнал с предыдущего звена, соответствующей задаваемому уровню регулируемой величины и сигнал с выхода отвечающему обработанному уровню. В системах с жесткой отрицательной обратной связью (рис.12) одновременно создается воздействие на напряжение и частоту. Связь между регуляторами частоты и напряжения УВ происходит с помощью функционального преобразователя , обеспечивающего требуемое соотношение между напряжением и частотой на статоре двигателя. И уже постоянное (= U) (сглаженное) напряжение подается на вход управляемого импульсного инвертора тока (4). Подлежащий регулированию параметр технологической системы измеряется датчиком (7), управляющий сигнал от которого подается в систему управления частотно-регулируемого электропривода (8).В укрупненном виде себестоимость продукции включает стоимость израсходованного сырья, материалов, топлива, энергии, инструмента, заработную плату промышленно-производственного персонала, затраты на амортизацию и ремонт основных фондов и другие расходы, связанные с производством и реализацией продукции. Таким образом, в себестоимость входят затраты не только живого, но и прошлого труда, овеществленного в средствах и предметах труда. Эта задача в машиностроении решается путем внедрения передовой технологии, повышением уровня автоматизации и механизации производственных процессов, улучшением использования оборудования, применением новых видов материалов, топлива и энергии, совершенствованием организации производства и материально-технического обеспечения, укреплением производственной дисциплины, экономией всех видов материальных и топливно-энергетических ресурсов.