Работа №3. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ КОМПЕНСАЦИИ СИСТЕМЫ ПЧ-АД

 

Цель работы

 

Исследование рабочих свойств разомкнутой системы " Преобразователь частоты – асинхронный двигатель" (ПЧ-АД), и режимов компенсации скольжения и момента.

 

Программа работы

 

1. Изучить схему для снятия характеристик системы ПЧ-АД.

2. Снять семейство механических характеристик в режиме скалярного управления.

3. Снять семейство механических характеристик в режиме скалярного управления при компенсации скольжения.

4. Снять семейство механических характеристик в режиме скалярного управления при компенсации момента.

 

Пояснения к работе

 

В лабораторной работе используются следующие модули:

– модуль питания стенда (МПС);

– модуль питания (МП);

– модуль измерителя мощности (МИМ);

– силовой модуль (СМ);

– модуль преобразователя частоты (ПЧ);

– модуль тиристорного преобразователя (ТП);

Исследуемый асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором входит в состав электромашинного агрегата, включающего в себя собственно исследуемый двигатель M1, нагрузочную машину – двигатель постоянного тока независимого возбуждения – М2, импульсный датчик скорости М3.

Перед проведением работы при выключенном автомате QF1 МПС привести модули в исходное состояние:

– переключатель " Сеть" модуля ТП перевести в нижнее положение, тумблер SA3 – в положение «Руч», SA4, SA6 – в нижнее положение, SA5 – в среднее положение. Перевести ТП в режим регулирования момента (Приложение А);

– переключатель SA3 модуля ПЧ перевести в нижнее положение, потенциометр RP1 – в крайнее положение против часовой стрелки, установить перемычку между клеммами XS1 и XS2 модуля. Переключатель SA1 установить в среднее положение.

Схема для снятия характеристик системы ПЧ-АД приведена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Схема для снятия характеристик разомкнутой системы ПЧ-АД

 

Преобразователь частоты (ПЧ) запитывается трехфазным напряжением 3x380В от модуля питания (МП). Для контроля электрических величин последовательно в цепь включается измеритель мощности (МИМ). Статорная цепь асинхронного электродвигателя подключается к выходу ПЧ.

Двигатель постоянного тока, подключенный к модулю тиристорного преобразователя (ТП), выступает в качестве нагрузочного устройства при исследовании асинхронного электродвигателя (АД).

 

3.1 Программирование преобразователя частоты

 

Для программирования ПЧ необходимо:

– подать напряжение на ПЧ последовательным включением автоматов QF1, QF2 МПС и МП соответственно;

– зайти в параметр 0.00 нажатием кнопки «М»;

– сбросить настройки привода на заводские для 50 Гц установкой в параметре значения 1233;

– подтвердить установку нажатием кнопки «М»;

– нажать кнопку «Стоп/сброс».

После сброса настроек необходимо установить в преобразователе номинальные данные электродвигателя и произвести автонастройку привода:

– в параметре 0.42 установить число полюсов;

– в параметре 0.43 установить номинальный коэффициент мощности;

– в параметре 0.44 установить номинальное линейное напряжение двигателя;

– в параметре 0.45 установить номинальную скорость двигателя;

– в параметре 0.46 установить номинальный ток двигателя;

– в параметре 0.47 установить номинальную частоту двигателя;

– для разрешения автонастройки установить в параметре 0.40 значение 2;

– разрешить работу привода переключением тумблера SA3 в положение «1». Преобразователь совершит автонастройку и при успешном окончании сбросит параметр 0.40 в 0;

– после окончания процедуры снять разрешение на работу ПЧ (SA3).

 

3.2 Механические характеристики системы ПЧ-АД

 

Скалярное управление в системе ПЧ-АД сводится к управлению по закону U/f=const, при котором критический момент асинхронного двигателя при регулировании частоты вращения держится постоянным.

Для установки данного режима работы ПЧ необходимо выполнить следующие действия:

– выключить режим компенсации скольжения (параметр 5.27=OFF);

– установить режим быстрой рампы (параметр 2.04=FAST).

Механическая характеристика системы ПЧ-АД представляет собой зависимость частоты вращения от полезного момента на валу при постоянном значении частоты и напряжения:

Электромеханическая характеристика представляет собой зависимость частоты вращения от тока статора при постоянном значении частоты и напряжения:

Опыт проводится в следующей последовательности:

– включением автоматического выключателя QF1 МПС подать напряжение на стенд;

– включением автоматического выключателя QF2 МП подать напряжение на преобразователь частоты;

– включить кнопку " Сеть" модуля ТП;

– подать разрешение на работу ПЧ и, выбрав направление вращения асинхронного электродвигателя переключателем SA1 модуля ПЧ, задать потенциометром RP1 выходную частоту преобразователя 50Гц;

– подать разрешение на работу ТП (тумблер SA6);

– зафиксировав необходимые величины согласно таблице 2.1, задать момент нагрузки. Таким образом снять несколько точек в двигательном и генераторном режимах;

– после проведения опыта вывести момент нагрузки на ноль (RP1 модуля ТП), убрать разрешение на работу ТП, остановить асинхронный электродвигатель.

 

 

Таблица 3.1

 

Повторить опыт для двух других значений частоты на выходе преобразователя.

По полученным опытным и расчетным данным построить следующие зависимости:

– , при , ,

– , при , ,

– , при , ,

– , при , .

 

Расчетные данные.

Полная выходная мощность преобразователя частоты, ВА

,

где U_СФ – фазное напряжение на выходе ПЧ, В.

Частота вращения электродвигателя, 1/с

Электрические потери в статорной обмотке электродвигателя, Вт

где r_C – активное сопротивление фазы статора, Ом.

Электрические потери в цепи якоря ДПТ, Вт

где r_Я - активное сопротивление якорной обмотки ДПТ, Ом.

Выходная мощность ТП, Вт

Мощность на валу асинхронного электродвигателя, Вт:

,

где  – механические потери ДПТ (Приложение В).

Активная выходная мощность ПЧ, Вт

где  – механические потери АДКЗ (Приложение В).

Коэффициент полезного действия асинхронного электродвигателя:

 асинхронного двигателя:

Коэффициент полезного действия системы:

 системы:

Момент на валу асинхронного двигателя, Нм:

 

3.3 Механические характеристики системы ПЧ-АД при включенном режиме компенсации скольжения

 

Компенсация скольжения представляет собой способ поддержания частоты вращения двигателя при изменении нагрузки за счет повышения частоты питающего двигатель напряжения с применением внутренней положительной обратной связи по току статора.

Для включения режиме компенсации скольжения необходимо:

– установить в параметре 5.27 значение ON;

– установить в торможение на выбеге (6.01=COAST).

После включения режима компенсации скольжения необходимо снять механические характеристики системы, а данные опыта занести в таблицу, аналогичную таблице 3.1.

 

 

3.4 Механические характеристики системы ПЧ-АД при включенном режиме компенсации момента

 

Режим компенсации момента представляет собой режим регулирования напряжения статора в зависимости от нагрузки. Данный режим называется также режимом оптимизации потока или энергосберегающим режимом.

На холостом ходу напряжение статора снижается, благодаря чему падает жесткость и критический момент двигателя. Одновременно снижается ток статора и I²r потери.

Для включения данного режима необходимо:

– выключить режим компенсации скольжения (5.27=OFF);

– установить в параметре 5.13 значение ON.

После включения режима компенсации момента необходимо снять механические характеристики системы, а данные опыта занести в таблицу, аналогичную таблице 3.1.

По результатам опытов построить следующие характеристики:

–

–

–

–

Располагать соответствующие характеристики необходимо на одной и той же координатной сетке.

 

Контрольные вопросы

 

1. Нарисовать примерный вид механических характеристик при напряжении, меньшем номинального и объяснить, в чем заключается режим компенсации момента.

2. В чем достоинства и недостатки режима компенсации момента, скольжения?

3. Какой режим компенсации наиболее эффективен энергетически?

4. Почему не рекомендуется превышать номинальное напряжение двигателя при скорости, большей номинальной?

 

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: