Готовая лабораторная работа по компьютерным, сетевым и информационным технологиям

2. Экспериментально-расчетная часть
Задание 1
Исследование статических режимов работы асинхронного
электропривода при законе частотного регулирования
U  const 01
1. В программе wxMaxima постройте семейство механических
характеристик асинхронного двигателя при законе частотного регулирования
U  const 01
для
0
1, 0
 5.0 , 0
 .0 25 ,
0
 1.0 .
2. По графикам определите:
0
;
КР
;
Р.КР
;
MЭ.КР
;
MП
;
Э.КР MM ЭН
. Результаты запишите в таблицу 1.1.
3. Сформулируйте вывод о том, как влияет изменение частоты
питающего напряжения на статические режимы работы асинхронного
электропривода при законе частотного регулирования
U  const 01 .
Задание 2
Исследование статических режимов работы асинхронного
электропривода при законе частотного регулирования
E const a
0

1. В формулу (1.16) вместо
р
подставьте выражение
0

и запишите получившееся уравнение в тетрадь. В результате такой
замены получится функция
)( MЭ
, которая определяет механическую характеристику двигателя.
2. Вычислите номинальное значение напряжения за активным
сопротивлением статора EaН по формуле
aН НН
RIUE 111

, (1.20)
22
а затем определите константу частотного регулирования
a 0
 EE aН
 0Н
, (1.21)
где
0Н
1.
3. По известной методике в программе wxMaxima постройте семейство механических характеристик асинхронного двигателя при законе частотного регулирования
E const a
0

для
0
1,
0
 7.0 , 0
 3.0 , 0
 1.0 .
4. По графикам определите:
0
;
КР
;
Р.КР
;
MЭ.КР
;
MП
;
Э.КР MM ЭН
. Результаты запишите в таблицу 1.1.
5. По приведенным выше формулам вычислите в программе
wxMaxima те же самые величины, которые были измерены в пункте 4
настоящего задания. Результаты запишите в таблицу 1.1 с пометкой
вычислено.
Для решения поставленной задачи необходимо в программе
wxMaxima сформировать соответствующие функции и выполнить
расчеты.
Чтобы определить пусковое значение электромагнитного момента двигателя
MП
, необходимо в выражении
)( MЭ
относительную частоту вращения вала

приравнять к нулю.
6. Сформулируйте вывод о перегрузочной способности асинхронного двигателя при законе частотного регулирования
E const a
0
 .
7. В программе wxMaxima постройте зависимости действующих
значений потокосцепления статора ψ1 и ротора ψ2 в установившихся
режимах от роторной частоты.
23
В соответствии с математическим описанием схемы замещения
асинхронного двигателя потокосцепления определяются выражениями:

)(
1
Ea
 00 Эном 
, (1.22)

0
2 2
0 22
1
2 2
22
11
2
)(1
)(1
   
 


a
Эном р
р
E
RX
k
RX
k







. (1.23)
8. Сформулируйте выводы о том, как зависят действующие значения потокосцепления статора и ротора в установившихся режимах
от частоты питающего напряжения и от нагрузки двигателя при заданном законе частотного регулирования.
Задание 3
В программном комплексе МВТУ создайте модель системы
управления асинхронным электроприводом, работающей в режиме
IR-компенсации (рис. 1.10).
Задание 4
В ПК МВТУ выполните моделирование режимов работы асинхронного электропривода при законе частотного регулирования
Ea / f = const для f = 50 Гц, f = 25 Гц, f = 10 Гц, f = 5 Гц.
Пуск двигателя должен происходить на холостой ход с последующим набросом нагрузки через 1.5 – 2 с. Момент сопротивления
MС = 0.9∙MН.
По графикам определите:
 установившееся значение частоты вращения вала с нагрузкой
ωУСТ;
 просадку скорости Δω;
 установившееся значение электромагнитного момента при нагрузке MЭ.УСТ;
 действующее значение пускового тока в фазе статора I1ПУСК;
 действующее значение тока короткого замыкания в фазе статора
I1КЗ (только в случае остановки двигателя);
24
 установившееся значение угла поворота вала ротора в физическом пространстве φФ (только в случае остановки двигателя);
 время переходного процесса от момента появления нагрузки на
валу tПП.
Результаты измерений запишите в таблицу (пример представлен
ниже).
Таблица 1.2. Результаты исследования электропривода в ПК МВТУ
f УСТ  M .УСТЭ ПУСК I1 КЗ I1
 Ф ПП t
50
25
10
5
Задание 5
Экспериментальным путем, подавая на вход системы различные
значения uf
*, определите такое значение частоты статорного напряжения fSTOP, ниже которой двигатель, работающий с номинальной
нагрузкой, останавливается (пример показан на рис. 1.13).
Рис. 1.13. График изменения частоты вращения вала
25
Задание 6
Экспериментальным путем определите назначение ограничивающего звена в составе системы управления.
Для решения поставленной задачи потребуется удалить данное
звено и повторить эксперименты, описанные в заданиях 4 и 5. Особое
внимание здесь следует обратить на установившееся при нагрузке
действующее значение фазного тока статора.
Задание 7
Сформулируйте и запишите выводы:
 о влиянии совместного изменения частоты f и напряжения Ea на
величины, представленные в таблице 1.2;
 о перегрузочной способности асинхронного двигателя при законе частотного регулирования Ea / f = const;
 о соотношении пускового тока и тока короткого замыкания в
фазах статора;
 о диапазоне регулирования частоты вращения вала рассмотренного электропривода.