Методика исследования устойчивости разомкнутой системы электропривода ТПН-АД
(3.19)
где r1, r2 - активные сопротивления статора и ротора АД, соответственно;
xs, xr, x0 – реактивные сопротивления, соответственно, статора, ротора и цепи намагничивания АД, определяемые по схеме замещения.
Нелинейные свойства АД учитываются за счет изменения величин сопротивлений xэ и rэ и, как следствие угла нагрузки jэ.
Рассмотрим свойства двигателей при скольжениях в диапазоне 0 £ s £ sк, т.е. на рабочем участке механической характеристики.
На рис. 3.4 изображены графики составляющих электромагнитного момента при включении с нулевыми НЭМУ и номинальным скольжением АД для нескольких четырехполюсных асинхронных двигателей серии 4А различных типоразмеров. Расчет значений графиков выполнялся при учете всех составляющих (3.7) -(3.15), при нулевых начальных электромагнитных условиях и постоянном скольжении, равном номинальному. В табл. 3.1 приведены параметры, характеризующие каждую из составляющих АД. Для экспоненциальных составляющих – это амплитуды и электромагнитные постоянные времени затухания, для косинусных и синусных составляющих – это максимальные амплитуды, электромагнитные постоянные времени затухания и частоты свободных колебаний. Параметры АД приняты в соответствии с данными, приведенными в [21].
Приведенные результаты дают возможность проследить характер изменения отдельных составляющих в зависимости от параметров электродвигателей. Так, амплитуды экспоненциальных и косинусных составляющих более выражены у двигателей меньшей мощности. С ростом мощности АД они значительно уменьшаются. Синусные составляющие, напротив, более сильно проявляются с ростом мощности АД. Электромагнитные постоянные времени затухания Тi значительно зависят от параметров двигателей. Очевидно, что при постоянном скольжении постоянные времени затухания отдельных составляющих увеличиваются с ростом номинальной мощности АД. Это подтверждает известный факт, что суммарный электромагнитный момент маломощных двигателей гораздо раньше достигает установившегося значения. Важно отметить, что для двигателей всех типоразмеров, во всем диапазоне скольжений 4-ая и 7-ая периодические составляющие характеризуются максимальными постоянными времени затухания Т4, Т7 (см. табл. 3.1) и, следовательно, определяют длительность затухания переходного электромагнитного момента в целом.
Таблица 3.1
Параметры составляющих переходного момента при включении асинхронных двигателей серии 4А с нулевыми НЭМУ и постоянным скольжением s = sн
Составляющая момента |
Характеризующие параметры |
Типоразмер асинхронного двигателя | ||||
№ |
Вид составляющей |
4А80B4, 1,5 кВт |
4А100L4, 4,0 кВт |
4А132М4, 11 кВт |
4А355S4, 250 кВт | |
М1 |
Постоянная |
А1 = Муст |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
М2 |
Экспонен. |
А2, о.е. |
-8,369 |
-2,620 |
-1,285 |
-0,356 |
Т2, с |
6,67×10-3 |
6,71×10-3 |
10,7×10-3 |
26,7×10-3 | ||
М3 |
Экспонен. |
А3, о.е. |
-3,184 |
-2,171 |
-1,029 |
-0,381 |
Т3, с |
2,14×10-3 |
4,91×10-3 |
7,71×10-3 |
26,6×10-3 | ||
М4 |
Косинусная |
А4(max), о.е. |
4,185 |
-0,542 |
-0,743 |
-1,023 |
Т4, с |
13,33×10-3 |
17,41×10-3 |
21,43×10-3 |
53,47×10-3 | ||
W4, с-1 |
85,65 |
39,77 |
18,37 |
4,23 | ||
М5 |
Косинусная |
А5(max), о.е. |
-6,185 |
-1,458 |
-1,257 |
-0,976 |
Т5, с |
4,28×10-3 |
10,43×10-3 |
15,41×10-3 |
53,02×10-3 | ||
W5, с-1 |
246,56 |
288,69 |
304,42 |
312,91 | ||
М6 |
Косинусная |
А6(max) , о.е. |
12,553 |
5,723 |
3,314 |
1,731 |
Т6, с |
3,24×10-3 |
5,67×10-3 |
8,96×10-3 |
26,62×10-3 | ||
W6, с-1 |
-160,91 |
-248,91 |
-286,04 |
-308,69 | ||
М7 |
Синусная |
А7(max) , о.е. |
-5,091 |
-6,923 |
-6,158 |
-5,844 |
Т7, с |
13,33×10-3 |
17,41×10-3 |
21,43×10-3 |
53,47×10-3 | ||
W7, с-1 |
85,65 |
39,77 |
18,37 |
4,23 | ||
М8 |
Синусная |
А8(max) , о.е. |
5,091 |
6,923 |
6,158 |
5,844 |
Т8, с |
4,28×10-3 |
10,43×10-3 |
15,41×10-3 |
53,02×10-3 | ||
W8, с-1 |
246,56 |
288,69 |
304,42 |
312,91 | ||
М9 |
Синусная |
А9(max) , о.е. |
5,091 |
6,923 |
6,158 |
4,844 |
Т9, с |
3,24×10-3 |
5,67×10-3 |
8,96×10-3 |
26,62×10-3 | ||
W9, с-1 |
-160,91 |
-248,91 |
-286,04 |
-308,69 | ||
Параметры Г-образной схемы замещения (в относительных единицах) |
X0 |
1,9 |
2,4 |
3,2 |
4,6 | |
R¢1 |
0,120 |
0,067 |
0,043 |
0,013 | ||
X¢1 |
0,078 |
0,079 |
0,085 |
0,090 | ||
R¢¢2 |
0,069 |
0,053 |
0,032 |
0,013 | ||
X¢¢2 |
0,120 |
0,140 |
0,130 |
0,130 |