Математическое описание и модели асинхронного двигателя с учётом вытеснения тока на поверхность проводника ротора

Введение 3
1 Допущения в математических моделях АД 4
1.1 Определение параметров схемы замещения асинхронного
двигателя в пусковом режиме 4
1.2 Учет эффекта вытеснения тока ротора 5
2 Математическая модель в Mathcad 15.0 10
2.1 Расчёт параметров асинхронного двигателя 10
2.2 Расчёт параметров пускового режима АД 13
2.3 Построение графиков зависимостей изменения активного и индуктивного сопротивления ротора от скольжения (угловой скорости)

14
2.4 Расчет естественных механических и электромеханических характеристик АД
15
Заключение 17
Список использованной литературы 18

Весь текст будет доступен после покупки

Современное развитие парка компьютерной техники и ускоренный рост производительности персональных компьютеров позволяют расширять возможности решения задач пользователем и усложнять конкретные задачи. В этом контексте инженерные и научные задачи приобретают изысканные и разнообразные формы решений. У исследователей есть мощный и гибкий инструментарий для решения актуальных научно-исследовательских и практических задач.
Одной из основных задач в области моделирования электротехнических устройств и процессов на сегодняшний день является отказ от ранее принимаемых предположений, игнорирования физических процессов, происходящих в реальных устройствах и аппаратах. Одним из таких предположений является эффект вытеснения тока в стержнях ротора асинхронного двигателя.
В данной работе рассматривается моделирование короткозамкнутого асинхронного двигателя с учетом изменения активного и реактивного сопротивлений обмотки ротора в переходных режимах.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Допущения в математических моделях АД
Для исследования работы асинхронного двигателя в системах частотного регулирования используют математические модели, которые как правило не учитывают потери в стали, эффекты вытеснения тока и насыщение магнитной системы основным магнитным потоком и потоками рассеяния. Однако в пусковых режимах насыщение цепей потоков рассеяния и главной магнитной цепи оказывает существенное влияние на индуктивные сопротивления практически всех двигателей. Эффект вытеснения тока в обмотке ротора проявляется при пуске глубокопазных двигателей (при высоте стержня более 15 мм), вызывая неравномерное распределение плотности тока по высоте стержней обмотки. Этот поверхностный эффект приводит к уменьшению эффективного сечения стержней, увеличению эквивалентного активного сопротивления и уменьшению индуктивности рассеяния обмотки ротора. Для учета этих факторов в математической модели асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в широком диапазоне изменения скольжения необходимо знать параметры схемы замещения в пусковом режиме.

Для некоторых типов двигателей, таких как серия 4А, значения параметров схемы замещения в пусковом режиме приводятся в справочной литературе [3]. Если эти параметры отсутствуют, то для их определения может быть использована методика, изложенная в [5].

Приведенное к обмотке статора активное сопротивление обмотки ротора в режиме короткого замыкания может быть выражено следующей формулой:

, (1.1)

где
- приведенный ток фазы ротора в режиме короткого замыкания, А;
, Вт – механические потери;
, Вт – постоянные потери;
, Вт – суммарные потери при номинальной нагрузке;
, Ом.

Приведенное к обмотке статора индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора в пусковом режиме выражается формулой:

, (1.2)

где
- индуктивное сопротивление короткого замыкания в пусковом режиме, Ом;
- комплексное сопротивление в режиме короткого замыкания, Ом;
- индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора в пусковом режиме, Ом.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов: учебное пособие. Ч. 8. Асинхронный частотно-регулируемый электропривод / Л.С. Удут, О.П. Мальцева, Н.В. Кояин; Томский политехнический университет. – 2-е изд., перераб. и доп. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. – 648 с.
2. Алиев И. И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию: учебное пособие для вузов / И. И. Алиев. — М.: Высшая школа, 2000. — 255 с.
3. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А. Э. Кравчик, М. М. Шлаф, В. И. Афонин, Е. А. Соболенская. — М.: Энергоиздат, 1982. — 504 с.
4. Сыромятников И. А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей / И. А. Сыромятников; Под ред. Л. Г. Мамиконянца.— М.: Энергоатомиздат, 1984. — 240 с.

Весь текст будет доступен после покупки