Определение допустимого тока статора закрытого асинхронного двигателя в повторно-кратковременных режимах с электрическим торможением

УДК 621.313.333
, д-р техн. наук
,
, ДонНТУ
, УкрНИИВЭ

http://masters. donntu. /2005/eltf/kustovaya/library/st1.htm 08/01/2007

Определение допустимого тока статора закрытого асинхронного двигателя в повторно-кратковременных режимах с электрическим торможением

 Постановка проблемы. Повторно-кратковременные режимы с электрическим торможением (S5 по ГОСТ 183-74) достаточно широко распространены в электроприводах, в которых необходима точная остановка двигателя. Эти режимы отличаются от повторно-кратковременных режимов S4 только тем, что в конце рабочего периода происходит электрическое торможение и в обмотках выделяется тепловой импульс пропорциональный потерям энергии от проходящих по ним токов. Методы определения допустимого тока обмотки статора в режимах S4 отработаны и дают удовлетворительные результаты, в частности [1, и др.;1978]. Для того, чтобы этот метод можно было применить для расчетов в режимах S5, необходимо достаточно точно определить величину потерь энергии в обмотках в режиме электрического торможения.
 Анализ публикаций и исследований. В общем случае, определение потерь электроэнергии ΔWэ в асинхронном электродвигателе при переходных процессах представляет собой сложную задачу (ΔWэ=0∫tΔРdt). Суммарные потери мощности(ΔP) оказываются сложной функцией, зависящей от нагрузки на валу, от механической и электромагнитной инерционности двигателя и т. п.
 Если способ определения потерь электроэнергии в обмотках асинхронного двигателя (АД) при пуске достаточно отработан и дает удовлетворительные результаты, то способы определения потерь электроэнергии при электрическом торможении недостаточно отработаны. В известной монографии [2, «Основы автоматизированного электропривода» ( и др., М. Энергия,1974)] приведена формула для расчета потерь энергии в обмотках АД при торможении противовключением двигателя, работающего на холостом ходу:


 где J - суммарный момент инерции привода,
 ω0 - угловая частота холостого хода;
 R1, R2' - сопротивление обмотки статора и приведенное сопротивление обмотки ротора.
 Это однако не дает информации о потерях энергии в обмотках при торможении АД, работающего под нагрузкой.
 -
 Цель статьи. Разработать способ расчета допустимого тока обмотки статора в повторно-кратковременных режимах с электрическим торможением.
 -
 Результаты исследований. Для получения информации о величине потерь энергии в обмотках при торможении противовключением АД, работающего под нагрузкой, была произведена обработка осциллограмм пуска и торможения в режиме S5 взрывозащищенного двигателя В100L-4 (Р2н= 4кВт; nн= 1440 об/мин), нагруженного машиной постоянного тока (рис.1), при различных величинах коэффициента инерции FJ. Результаты обработки указанных осциллограмм приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Мощность
Р1 (кВт)

Коэф.
инерции
FJ

Время
пуска
tп(с)

Время
торможения
противовкл.
tт. пр(с)

Величина
эквивал. тока
статора I1э (А)

Суммарное Iэ2Δt;
(А2с)

пуск

тормож.

пуск

тормож.

4.9

4.2

0.22

0.14

39.6

54.4

345

414.8

4.95

6.2

0.28

0.16

42.2

52.2

499.6

438.5

4.9

10.2

0.48

0.28

35.3

53.2

589.4

792.9



 Из анализа таблицы 1 видно, что с увеличением коэффициента инерции:
 — время пуска увеличивается примерно пропорционально FJ;
 — время торможения также возрастает примерно пропорционально FJ, но при этом составляет (0,58-0,63)tпуск; это связано с тем, что при торможении увеличивается эффективная величина тока обмотки статора (по сравнению с пуском), а следовательно, и эффективный момент двигателя. При торможении эффективная величина тока статора остается практически неизменной и почти не зависит от FJ;
  — суммарное количество электроэнергии (тепловыделение) в обмотке статора Iэ2Δt(А2с) при пусках возрастает примерно пропорционально FJ; также возрастают и тепловыделения при торможении противовключением, при этом они составляют (0.9-1.3) Iэ2Δtпуск.
 В соответствии с принятым достаточно точным способом расчета пусковых потерь (заменой интеграла при определении количества электроэнергии в обмотке ротора
- суммами средних величин при различных значениях скольжения S) получено, что суммарное количество энергии в обмотках двигателя В100L-4 за пуск при FJ =4.2 составляет ΔАn∑=2073втс. Данные таблицы 1 показывают, что при торможении противовключением эта величина близка к аналогичной при пуске и несколько выше от нее,
т. е. ΔАТ∑≈1,2ΔАn∑= 1,2 х 2073= 2492втс.
 Сравним полученные величины с потерями энергии в обмотках этого двигателя при холостом ходе в соответствии с [2]:
 - при пуске

 


 - при торможении противовключением

 


 
Как видно, расчетная величина ΔАт. пр в ( ) раз больше реальной величины, полученной с помощью данных осциллографирования.
 В соответствии с [1] допустимый ток обмотки статора в повторно-кратковременном режиме:

 


 где Iн(S1) - номинальный ток в продолжительном режиме S1;
 ∑ΔРгр(S1) , ∑ΔРгр(пв) - допустимые суммы потерь в двигателе в номинальном режиме S1 и в повторно-кратковременном режиме;

 
;
 (с) - продолжительность рабочего цикла в повторно-кратковременном режиме;
 tp= tц хПВ(о. е) – tпер, (с) - время работы под нагрузкой в повторно-кратковременном режиме;
 є'= tп / tц; є''= tр / tц; ПВ(о. е) - продолжительность включения в относительных единицах;
 ΔАпер - сумма потерь энергии в обмотках АД в повторно-кратковременном режиме:
 - в режиме S4: ΔАпер= ΔАпуск; tпер = tп;
 - в режиме S5: ΔАпер= ΔАпуск +ΔАторм; tпер = tп+ tт;
 ΔРс – потери в стали;
 a, b - коэффициенты ухудшения охлаждения двигателя в переходном режиме (пуск, торможение) и во время паузы.
 Выполним расчеты допустимой величины тока обмотки статора в режиме S5 с торможением противовключением при различных продолжительностях включения с разными маховыми массами и при рассмотренных способах определения потерь во время торможения.
 Двигатель В100L-4 (Р2н(S1)=4кВт; Iн=9,2А).
 В соответствии с результатами расчетов, можно отметить, что целесообразным является способ определения потерь энергии за время торможения противовключением ΔАт. пр= ΔАпуск; при этом погрешность расчета допустимого тока статора при работе под нагрузкой составляет <-8–14%, а при расчете по литературным данным погрешность = 17-34%.
 Вывод Обоснован способ определения потерь энергии в обмотках АД с короткозамкнутым ротором в режиме противовключения и допустимого тока обмотки статора в режиме S5 с данным видом торможения с удовлетворительной для практики точностью.



Подпишитесь на рассылку:

Проекты по теме:

Асино
А
Б
В
Г
Д
Е
Ж
З
И
К
Л
М
Н
П
П
ПатриотизмПедагогикаПедагогические программыПлановые проверкиПланы мероприятийПланы развитияПланы социального развитияПланыПодготовка к вступительным экзаменамПодготовкаПодразделенияПодрядное строительствоПолицияПолное образованиеПоложенияПоселенияПоставка оборудованияПоставкиПостановленияПравовые актыПравонарушенияПрактикаПредложенияПредпринимательская деятельностьПредпринимательствоПредприятияПриказы об утверждении образовательных программ*Приказы об утверждении положенийПриказыПрогнозыПрограммы мероприятийПрограммы обученияПрограммы повышения квалификацииПрограммы развитияПрограммыПрогрессПродажаПроектированиеПроектная документацияПроектно-сметная документацияПроектные работыПроекты постановленийПроекты правилПроектыПроизводственные объектыПроизводствоПромышленность строительных материаловПротоколы аукционов на капитальный ремонтПротоколы вскрытия конвертовПротоколы заседаний сельских поселенийПротоколы заседанийПротоколы публичных слушанийПротоколы рассмотрения заявокПротоколыПрофессиональное образованиеПрофилактикаПрофсоюзыПубличные слушания
Р
Т
У
Ф
Ц
Э
Основные порталы, построенные редакторами

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: • АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика
История: СССРИстория РоссииРоссийская Империя
Окружающий мир: Животный мирДомашние животныеНасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организации
МуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммы
Отчеты: • по упоминаниямДокументная базаЦенные бумаги
Положения: • Финансовые документы
Постановления: • Рубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датам
Регламенты
Термины: • Научная терминологияФинансоваяЭкономическая
Время: • Даты2015 год2016 год
Документы в финансовой сферев инвестиционнойФинансовые документы - программы

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШколаПрофессиональное образованиеМотивация учащихся
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказ
Регионы РоссииПрограммы регионовЭкономика

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумаги: • УправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги - контрольЦенные бумаги - оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудит
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства

Блокирование содержания является нарушением Правил пользования сайтом. Администрация сайта оставляет за собой право отклонять в доступе к содержанию в случае выявления блокировок.