WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 19 |

Повышение эффективности мобильных машин в апк на основе векторно-алгоритмического управления электродвигателем

-- [ Страница 5 ] --

1.3 Работа и запуск трехфазных электродвигателей от однофазной сети без возможности осуществления регулирования угловой скорости Для обеспечения запуска и работы трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети переменного тока и получения кругового или близкого к круговому эллиптического поля статора применяют различные фазосдвигающие устройства: резисторы, катушки индуктивности или конденсаторы [67-71]. Наибольшее применение в силу ряда достоинств находят схемы [72] включения трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя с фазосдвигающим конденсатором в качестве пусковой и рабочей емкостей (рисунок 1.10).

Рисунок 1.10 - Схемы включения асинхронного электродвигателя в однофазную Простой является схема включения в однофазную сеть с напряжением Uc, в которой в качестве пускового и рабочего элемента используется пусковой конденсатор Сп (рисунке 1.10, а), угловая скорость двигателя при этом не регулируется [62]. Схема соединения обмотки статора асинхронного двигателя в треугольник [73-75] и подключения рабочей и пусковой емкости представлена на рисунке 1.10 (б). При данном способе запуска для каждого значения нагрузки на валу необходим конденсатор соответствующей емкости, то есть необходим набор конденсаторов.

Схема пуска трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети с использованием индуктивно-емкостных фазосдвигающих цепей [71, 76], показана на рисунке 1.11.

Рисунок 1.11 – Принципиальная электрическая схема устройства запуска трехфазного двигателя от однофазной сети с использованием индуктивноемкостных фазосдвигающих цепей При данном способе запуска трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети с использованием индуктивно-емкостных фазосдвигающих цепей, возможен режим резонанса, вследствие чего появляется повышенный нагрев обмоток статора, а также увеличенное потребление энергии из сети.

Способы запуска и работы трехфазного двигателя от однофазной сети с использованием емкостных и индуктивно-емкостных фазосдвигающих цепей имеют ряд известных существенных недостатков:

1) небольшая развиваемая электродвигателем мощность (до 50% от номинального значения);

2) холостой ход конденсаторного двигателя с постоянной рабочей емкостью не только нежелателен, но и опасен, так как ток конденсаторной фазы, достигая в этом случае наибольшего значения, может вызвать недопустимый перегрев обмотки;

3) отсутствие возможности регулировки скорости электродвигателя;

4) низкая надежность, большие габариты и повышенная стоимость ввиду наличия в схеме бумажных конденсаторов.

Таким, образом, вследствие серьезности перечисленных недостатков возникает задача нахождения более простого, стабильного и малогабаритного способа включения трехфазного асинхронного короткозамкнутого двигателя в однофазную сеть.

1.4 Способы регулирования угловой скорости трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, питание которого осуществляется от В настоящее время наибольшее распространение получили следующие способы регулирования угловой скорости трехфазного асинхронного короткозамкнутого двигателя [77-81]:

1) реостатное регулирование в статорной цепи двигателя или изменением подводимого к статору напряжения;

2) переключением числа пар полюсов;

3) изменением частоты питающего напряжения.

Реостатное (в статорной цепи) регулирование угловой скорости асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, питание которого осуществляется от однофазной сети. При реостатном регулировании угловой скорости трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, значительно уменьшаются пусковой Мпуск и критический Мкр моменты (формулы 1.1 и 1.2), а также критическое скольжение sкр (формула 1.3), при незначительном изменении угловой скорости электродвигателя.

где: Uф – фазное напряжение;

r1 – активное сопротивление цепи статора;

r2 – приведенное активное сопротивление роторной цепи электродвигателя;

rдоб – добавочное сопротивление;

x 1 – индуктивное сопротивление цепи статора;

x2 – приведенное индуктивное сопротивление роторной цепи;

0 – угловая скорость идеального холостого хода электродвигателя.

где r2 – приведенное активное сопротивление роторной цепи электродвигателя.

Механические характеристики трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя при реостатном регулировании угловой скорости представлены на рисунке 1.12.

Рисунок 1.12 – Механические характеристики электродвигателя при реостатном Недостатками данного способа регулирования угловой скорости электродвигателя являются: незначительный диапазон регулирования скорости; уменьшение критического и пускового момента; уменьшение критического скольжения, что снижает диапазон регулирования скорости, так как механическая характеристика становится более жесткой; повышенные габариты, вследствие использования реостатов и коммутационной аппаратуры на рабочие токи, протекающие в статорной цепи; увеличенные затраты электрической энергии вследствие падения напряжения на дополнительных сопротивлениях в статорной цепи.



Регулирование угловой скорости трехфазного асинхронного короткозамкнутого двигателя, путем изменения подводимого к статору напряжения, имеет в основном те же недостатки, что и реостатное регулирование и поэтому эти два способа мало используется особенно при питании от однофазной сети.

Регулирование угловой скорости асинхронного электропривода переключением числа пар полюсов. Угловую скорость можно регулировать, изменяя число пар полюсов р [82]. Так как число пар полюсов может быть только целым числом, то регулирование угловой скорости оказывается ступенчатым (рисунок 1.13, в). На практике зачастую применяется схема [83] переключения обмоток статора асинхронного двигателя с треугольника (рисунок 1.13 (а) на двойную звезду (рисунок 1.13 (б)).

Рисунок 1.13 – Схема соединения обмоток статора асинхронного электродвигателя в треугольник (а) и в двойную звезду (б), в) – механические характеристи ки электродвигателя при изменении числа пар полюсов Достоинством данного способа регулирования частоты вращения асинхронного двигателя является отсутствие дополнительных потерь энергии в цепи статора и ротора при регулировании.

Однако недостатком данного способа является: во-первых, невозможность повышения скорости регулирования путем изменения числа пар полюсов, вовторых, малое изменение угловой скорости при числе пар полюсов более трех, но при этом значительное повышение габаритов и стоимости электропривода, в третьих, первое уменьшение скорости возможно сразу в два раза, а это не всегда необходимо. При однофазном включении обмоток асинхронного двигателя этот способ вообще малопригоден.

Регулирование угловой скорости асинхронного электродвигателя изменением частоты питающего напряжения. Изменяя частоту питающего напряжения на обмотках статора асинхронного электродвигателя, можно изменять частоту вращения магнитного поля статора как выше, так и ниже частоты питающей сети, а следовательно, и скорость вращения ротора [84-85]. Однако, при повышении частоты необходимо увеличивать питающее напряжение, что проблематично.

Регулирование частоты вращения электродвигателя при этом способе требует двойного преобразования энергии, вначале трехфазное напряжение выпрямляется, а затем преобразуется в трехфазную систему напряжений регулируемой частоты [86-89]. На рисунке 1.14 показана одна из возможных схем частотного управ ления скоростью электродвигателя, а именно система асинхронный двигатель – преобразователь частоты [90-95].

Рисунок 1.14 – Структурная схема преобразователя частоты (а) и механические характеристики привода АД-НПЧ (б): 1 – блок управления; 2 – силовой блок; 3 – сглаживающий фильтр; 4 – выпрямитель; 5 – повышающий трансформатор Несмотря на хорошие регулировочные свойства электроприводов с частотными преобразователями, питающимися от однофазной сети, у них имеются общие, весьма существенные недостатки, которые особенно сильно проявляются в электроприводах небольшой мощности при питании от однофазной сети: двойное преобразование энергии в выпрямителе, для получения постоянного напряжения, и в инверторе, для получения трехфазного напряжения;

необходимость использования фильтра на выходе выпрямителя (дополнительное увеличение габаритов); на низких частотах необходимо учесть уменьшение индуктивного сопротивления, увеличение тока в статорных обмотках и увеличение нагрева двигателя; помимо обеспечения регулирования частоты необходимо предусмотреть регулирование величины напряжения, то есть использовать дополнительно на высоких частотах повышающий трансформатор;

повышенные габариты и стоимость всей установки как за счет двойного преобразования энергии в выпрямителе и в преобразователе частоты, так и за счет дополнительного фильтра и повышающего трансформатора; нестабильность работы при непостоянной величине питающего напряжения; сложность системы управления преобразователя частоты; большие эксплуатационные расходы ввиду сложности, как системы автоматического управления, так и ремонта.

Для электроприводов небольшой мощности, используемых в фермерских хозяйствах, индивидуальных хозяйствах и сельскохозяйственных комплексах, где используются двигатели небольшой мощности, все перечисленные недостатки делают неприемлемым использование известных способов запуска, работы и регулирования угловой скорости. Поэтому, на основании изложенного, возникает задача о необходимости разработки схем запуска, работы и реверса трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, питающегося от однофазной сети, а также схем с возможностью осуществления дискретного регулирования угловой скорости как выше, так и ниже номинальной в небольшом диапазоне, обладающих низкой стоимостью, небольшими габаритами, возможностью осуществления регулирования угловой скорости электродвигателя в небольшом диапазоне и с простым частотным преобразователем.

При этом разрабатываемый специальный частотный преобразователь должен обладать следующими основными свойствами:

отсутствием звена постоянного тока для обеспечения получения повышенного значения коэффициента полезного действия;

отсутствием сглаживающего низкочастотного фильтра и повышающего трансформатора для уменьшения габаритов и стоимости;

обеспечение запуска и работы, с возможностью осуществления регулирования угловой скорости, трехфазного асинхронного электродвигателя, питающегося от однофазной сети переменного тока;

обеспечение значения развиваемого момента и мощности на валу электродвигателя более 50% от номинальных значений;

обеспечение надежной работы при возможных перепадах напряжения питающей сети;

уменьшенными габаритами, весом, стоимостью и эксплуатационными расходами.

1.5 Выводы по главе 1, цели и задачи исследований Проведенный обзор источников научно-технической литературы позволяет сделать следующие выводы:

1. Электроснабжение отдаленных районов и небольших фермерских хозяйств в основном осуществляется по однофазной системе.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 19 |
 


Похожие материалы:

« Хныкина Анна Георгиевна ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ НИЗКОВОЛЬТНОГО АКТИВАТОРА ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛУКА Специальность: 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель к.т.н., доцент кафедры физики Рубцова Елена Ивановна Ставрополь 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ стр. ВВЕДЕНИЕ 4 АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЙ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ 10 1 ПРЕДПОСЕВНОЙ ...»

« ВАЛЕЕВ РУСЛАН АЛЬФРЕДОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЛУЧЕНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕТОДИОДНЫХ УСТАНОВОК Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: 1 Доктор технических наук, профессор Кондратьева Н.П. Ижевск 2014 2 Оглавление ВВЕДЕНИЕ 1.АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ И ИСТОЧНИКОВ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ...»

« Нигматулин Ильдар Дагиевич ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАКТОРОВ, ОСНАЩЕННЫХ ГАЗОБАЛЛОННЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ Специальность 05.20.03 – Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Володин В.В. Саратов – 2014 2 Содержание СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1 1.1 Системы ...»

« Кожевников Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВКИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНОГО КОТЕЛЬНОГО БИОТОПЛИВА ИЗ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ И НЕФТЕХОЗЯЙСТВ 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства Диссертация на соискание степени кандидата технических наук научный руководитель: д.т.н., профессор, академик РАСХН, заслуженный деятель науки РФ Стребков Д.С. Москва – 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение ………………………………………………………………………………………. 6 Актуальность ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.