Электротехнический портал Элекаб - справочник электрика, энергетика.

О проекте
Авторам
Реклама на портале

 
Главная | Справочник | Схемотека | Нормативы | Форум | Статьи | Новости | Выставки | Пресс-релизы |




Главная >> Обзоры. Статьи. Информация. >> Электротехника. >> Оптимизация параметров трехфазных частотно-регулируемых асинхронных двигателей.

Оптимизация параметров трехфазных частотно-регулируемых асинхронных двигателей.

Трехфазные асинхронные двигатели (АД) с короткозамкнутым ротором и полупроводниковым преобразователем частоты (ППЧ), работающие в частотно-регулируемых (ЧР) электроприводах, все более широко используются в современном мировом электроприводе переменного тока и области их применения непрерывно расширяются, благодаря поставке на электротехнический рынок высокоэффективных ППЧ лучших зарубежных фирм; перспективно применение ЧР АД в крановых и лифтовых 2-х скоростных электроприводах, выполняемых с двухобмоточным статором.

Трехфазные ЧР АД RA-132-6 с однообмоточным статором, разработанные в серии RA на высоте оси вращения H = 132 мм при 2p = 6 полюсах, заменяют лифтовые двухскоростные АД (f1 = 50 Гц): 2p = 4/16 - полюсах с синхронными скоростями вращения nC = 60f1/p в отношении nC = 1500/375 и 2p = 6/18-полюсных при nC = 1000/333 об/мин, характеризуемые повышенными кратностями пускового и максимального моментов.

При сопротивлениях фаз обмоток (Ом) r1, x1, r2', x2' расчетные сопротивления преобразованной по Т.Г.Сорокеру схемы замещения пишутся в виде:

R1 = r1 (1)
X1 = x1(1 + s1)(1 + r1r1/x1)
R2 = r2'(1 + s1)2(1 + r21)
X2 = x2'(1 + s1)2(1 + r21)

при rК = R1 + R2, xК = X1 + X2 и , которым соответсвуют выражения пускового MП и максимального моментов MМ:

(2)

где s1 = x1/XМ и r1 = r1/(XМ + x1) - коэффициенты рассеяния и сопротивления обмотнки статора при сопротивлении XМ = E1/IМ, токе IМ намагничивающей ветви; U, f - номинальные фазное напряжение и частота.

Если при пуске снижать U1 и f1 по закону U1/f1 = const, то при U1 = U/k,    f1 = f/k,    zК2 = rК2 + (xК/k)2 для MП из (2) получаем:

(3)

где MП = MПM при условии .

Расчеты по (3) показывают, что условие U1/f1 = const не обеспечивает значений MН/MП = 2,6...3,3 лифтовых АД. Повышение MП и снижение тока I возможно при непропорциональном снижении U1 и f1. Если U1 = U/k,    f1 = f/ck и zК2 = rК2 + (xК/ck)2, то для MП подобно (3)

(4)

где момент MПМ достигается при значении k = xК/crК

Оптимальное значение (ck)ОПТ определим из условия минимизации реактивного тока статора

(5)

при I' = U1/zК,   IС.Р = IМ/(1 + r1'2),   r1' = r1ck и xК' = xК/ck:

(6)

откуда

(7)

где r1 = r1/(XМ + x1) и xК соответсвуют U, f и принято, что r12 = 0.

Из (2)-(4),(7) нагядно видно, что повышенные значения максимального KММ = MМ/MН = 2,8...3,6 и пускового KПМ = MП/MН = 2,6...3,3 моментов лифтовоых АД достижимы в ЧР АД при уменьшении сопротивлений R1, xК и некотором повышении R2. При этом большим значениям k в произведении (ck)ОПТ по (7) соответсвуют меньшие напряжение U1 = U/k и ток I пуска. Поэтому в разработанных ЧР RA-132-6 применена цепная обмотка шага уП = 5 вместо концентрического шага уП.СР = 6 серийного RA132S6, приняты больший воздушный зазор d и размеры пазов QП1, b1, b2, меньшие hШ1, hШ2, hСТ, QКЛ, что позволяет снижать сопротивления R1 и r1, X1 и X2 по сравнению с серийным RA132S6.

Задаваясь значением момента МП из (4) при

(8)

с учетом (7), определяем значение c2 в зависимости от rК, xК, R2:

(9)

Например, для ЧР АД RA-132-6 при f = 75 Гц (nC = 1500 об/мин) и P = 5,0 кВт, U = 220 В, MП = 105 Н·м, cМ = 2pfMП/3pU2 = 0,11359, R2 = 0,68, rК = 1,38, xК = 3,44 Ом, r1 = 0,0236, s1 = 0,0568 и (ck)ОПТ = 7,27 по (7), из (9): cОПТ = 1,607, kОПТ = 7,27/1,607 = 4,52. По значениям c = cОПТ и k = kОПТ определяются оптимальные параметры пуска ЧР АД при учете изменений сопротивлений, зависящих от коэффициетна r1' = ckr1: U1 = 220/k = 48,7 В; f1 = f/ck = 10,3 Гц; r1' = ckr1 = 0,1717; R2 = 0,7; rК = 1,4; xК = 3,6 Ом; MП = 104,6 Н·м; xК' = xК/ck = 0,494;  = 1,485; I' = U1/zК = 32,79 A;  = 33,24 при IС.а = 0,46; IП1Р = 5,79 при IМ = 7,4; IС.Р = 0,5cIМ/(1 + r1'2); I = 33,7; т. е. момент MП = 104,6 при MН = 9,55P/n = 9,55·5000/1380 = 34,6 Н·м и KПМ = MП/MН = 3,02 достигается при уменьшенном токе I, по которому выбирается ППЧ типа UNI3401 (Англия) с выходным током 34 А.


Бренд Legrand на ЭлектроПрофи

Ждём вас за покупками со скидкой -20% в "АВС-электро" вашего города.

Перейти на сайт