Имитационное исследование работы асинхронного электродвигателя

Имитационное исследование работы асинхронного электродвигателя

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт - Энергетический

Направление подготовки - Электроэнергетика

Кафедра - Электропривода и электрооборудования

ОТЧЕТ

по индивидуальному заданию

ИМИТАЦИОННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

по дисциплине «Электрический привод»

Выполнил студент гр. 5А1Д  Стасов К.Э.

Томск 2015 г.

Имитационное исследование включает в себя режим пуска асинхронного электродвигателя на холостом ходу и наброс нагрузки при M_C = M_ДВ.Н. = 178 Н∙м, и проводится на имитационной модели, собранной в среде Matlab Simulink, представленной на рисунке 1.

Рисунок 1 - Имитационная модель асинхронного двигателя в среде Matlab Simulink

Паспортные данные электродвигателя 5а225s8k приведены в таблице 1:

Таблица 1 - Паспортные данные электродвигателя

Моделирование асинхронного двигателя будем производить в абсолютных единицах. Параметры, необходимые для расчета в среде Matlab, были рассчитаны ранее:

активное сопротивление статорной обмотки:

активное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке статора:

индуктивность обмотки статора:

индуктивность обмотки ротора, приведенная к обмотке статора:

На рисунке 2 приведен блок параметров имитационной модели АД:

Рисунок 2 - Параметры исследуемого АД в программе Matlab

На рисунке 3 приведены переходные характеристики момента М = f(t) и скорости щ = f(t):

Рисунок 3 - Диаграммы электромагнитного момента М_эм(t) и скорости вращения двигателя щ(t)

На рисунке 4 представлена динамическая механическая характеристика АД:

Рисунок 4 - Динамическая характеристика двигателя 4А132М4У3

асинхронный электродвигатель нагрузка динамический

Рисунок 5 - Статическая механическая характеристика для двигателя 5а225s8k

На рисунке 6 показано, как ведёт себя вектор потокосцепления, характеризующий магнитное поле машины.

Рисунок 6 - Динамическая переходная характеристика вектора потокосцепления Ш

На рисунках 7 приведены графики переходных процессов для тока статора I₁ = f(t) и тока холостого хода I₀ = f(t).

Рисунок 7 - Графики переходных процессов для тока статора I₁ = f(t) и тока холостого хода I₀ = f(t)

Из графика на рис. 7 определим ток холостого хода и ток статора двигателя:

где  - амплитудное значение тока статора холостого хода.

Рисунок 8 - Естественные электромеханические характеристики электродвигателя 6А160L6

Вывод: из полученных результатам видно, что при пуске двигателя присутствуют значительные колебания момента. Как можно увидеть из рисунков 4 и 5 динамическая характеристика явно отличается от статической характеристики электродвигателя - на рисунке 4 наблюдаются колебания момента, особенно при пуске и на выходе установившегося значения скорости, что также отображено на характеристиках переходных процессов. Таким образом, учет только статических механических характеристик может привести к искажению характера динамических нагрузок при пусках асинхронных двигателей, что впоследствии может негативно влиять на механические части электропривода.

После проверки двигателя можно утверждать, что параметры двигателя были рассчитаны верно и модель работает нормально.