ЭМСАУ_Лекции_10-20

363
Лекція 10-11 по дисциплине ЭМСАУиЭП ТЕМА 3. Електромеханічні системи змінного струму – 10г. 3. 1 Фізична модель системи. Математичний опис у векторній формі і у вигляді мат. Модели. Електромеханічна система у вигляді асинхронного двигуна і одномассовой механічної системи. 3.1. Простые модели асинхронного электропривода Принцип действия асинхронной машины в самом общем виде состоит в следующем: один из элементов машины - статор используется для создания движущегося с определенной скоростью магнитного поля, а в замкнутых проводящих пассивных контурах другого элемента Wt - ротора наводятся ЭДС, вызывающие протекание токов и образование сил (моментов) при их взаимодействии с магнитным полем. Все эти явления имеют место при несинхронном - асинхронном движении ротора относительно поля, что и дало машинам такого типа название - асинхронные. Статор обычно выполнен в виде нескольких расположенных в пазах катушек, а ротор - в виде “беличьей клетки”

Upload: artem

Post on 10-Feb-2016

213 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

ЭМСАУ_Лекции_10-20т ЭМСАУ_Лекции_10-20ЭМСАУ_Лекции_10-20

TRANSCRIPT

10-11

3. 10.

3. 1 . . . .

3.1.

: - , Wt - , () . - , - .

, - ( ) ( ), ,

, , .

, (=1,2,3...),

0 , /, .. ,

02f1;(10.1)

p

n0, /, :

n060 f1,(10.2)

p

.. f1=50 3000, 1500, 1000, 750, 600... / .

(10.1) (10.2) : , - f1.

:

-, , , . , ,

;

-, , ;

-, (

),

( ), ..

, .

,

.

. :

120 , .

.

,

, .

, . = 0

0, .. . , ,

u1 Um1 sint . , , , , , U m 2U .

, U1

(. 10-1,,)

1

E1 4,44f1w1k ,(10.3)

w - ; k - , .

)))

. 10.1 = 0 (),

() ()

, , :U1U1.(10.4)

4,44 f1w1kf1

() -

(. 10.1.,):

I1 I10 I

U1=U1 f1=f1, .. I10 30% - 40% I1.

0 ; 0

s 0.(10.5)

0

2 , 2 =E1s;(10.6)

, . f2=f1s(10.7)

,

I2 R2

,

L2

E

I 2

2( R ) 2L ) 2

( 2f2

22

U 1U1

I,(10.8)

2R

()2 ( X )22 f L

2s12

2

2 - f1.

, - . 10.2, R1 1. .

. 10.2. (- -) .

- , .

(10.9)

, . ,

. 10.2.

, , . . 10,2 ; . 10.2,.

, , . , . ,

. =(s), , . ,

. .

.

.10.3. , : (0 U1, .

0 U1 , .

, . 10.4

.10.3 .

w0 w = -1(1+T),(10.10) =1/w0sk

.10.4 -

.

, , , .

sK= 0,05-0,5, , :

.

, ,

(10.10) :

-=Jpw(10.11)

C :

10.2 .

- - . 10.3,,

.

))

. 10.3. () ()

M kI 2a kI 2 cos 2 ,

I2 - ,

2 - E2 I2 ,

(s) , s.

(10.4) s - . 10.3,. (10.8) s = 0 U1X s - . 10.3,.

2

:

R

cos 22 s;(10.12)

R22

( ( X )

2s)

2

cos2 1 s s

. , , s = 0

( = 0 - ), +

- -

s , s .

, , . , , R1,

:

P P M0,

1

P2 M .

P2 P1 P2 M 0 M M 0 s P1 s(10.13)

P2 3( I2 )2 R2 ,

M 3( I2 )2 R2 .

0 s

I2 (10.8)

=f(s) s, :

M 2 M k (1 as )(10.14)

ss 2as

ss

=R1/R2:

M 3U 2;(10.15)

20R R2 ( X1 X )2

112

R

s 2.(10.16)

R2

( X1 X )2

12

, = 0, .. .

> 5 , . = 0 (10.12) - (10.16) :M 2 M;(10.14,a)

ss

ss

M 3U12;(10.15,a)

( 20 X )

R

s 2,(10.16,)

X

= 1+2 - .

(10.14,) s >T, ..

01 () . t1

))

. 12.4. () ()

, , . 12.4, J 2W2 201 .

. 12.4, :

2T

W J TJ01 2W 2.(12.10)

22

101 012t1t1

, (6.16), t1 >>T; .

, , .. , ,

.

12.3

. :

( ),

( ),

( ).

,

I2, , I M,

, .. . , ,

. ,

= + I2R,(12.11)

, I R .

. 12.5

1 = 3UIcos ( 1 = UI )

2 = . = 0 .

. 12.5.

,

, , , . ,

, , . ,

, , - , .

. . 12.6 (15-150 )

( 0,95).

. 12.6.

, , .

(12.7) , .

, , 0 .

0 = const , .. . , 1 2 2, :0(12.12)

P2 M0 M M ( 0 ) P1 P1s,

0

.. ()

(0 - ) s 0.

0

,

R2 p, .

R2 p R2

, R2, ,

R2 p R2

, , . .

(12.12) .. - , . 2 = 1s , .

, (12.12) , .

0 = var .

, (12.12) const, , , 0 = var, , .

12.4 .

. , , 60-

65% , .

, .. , , .

(),

P 1.

,

(12.13)

,

,(12.14)

, ,

= f(P/P); = f() .

, , , , ,

P cos ( 1 ) ,(12.15

UI

;

= I/I(1) ;

U, I, I(1) , , ;(1) .

1, ..

s(12.16)

R cos 1 ~ = ~1.

Pcos2

(12.16)

, , , . , ,

t:

tW P( t )dt0

tW P( t )dt.0

t ,

t

W ( t )dt

0,(12.17)

W Wtt

P( t )dt P( t )dt

00

W W .

12.5.

, , -

65% , , , . , , , .

1. , .. , , , , 12% ( ) 4-5% ( ) .

, 70- , , ,

,

. .

2. . , 0,6,

, , 0,3 0,4, .. . ,

, , ,

..

3.

. , .. . ..

4. , , - .

, , , 25-

30% . -

, ,

50% , 25% 10% .

14-15

3.

3.6. . .

3.7 .

3.8

3.9 .

3.10 -

3.11

14.1 . . ( )

, - U1 f1 = f1 = const - . 14.1,.

))

. 14.1 () () -

(10.15,), U12,

(10.16,) - . 14.1. - . 14.1, - , . 14.1, , .. .

.

1. -

2. (3-4):1; .

3. .

4. , U1 f1 = const.

, (12.12). P2 M0 s , = 0s.

,

M M s,(14.1)

s

..

( ) s = 0,06 s= 0,03 20% (s = 0,2) 3 -. 10.7,.

5. , . - ( M 2 ) -

, .

, (14.1) 0 const ,

- , , , - .

,

- ,

.

6. - 3-4 , , - .

14.3

( )

, ,

.. (14.2) .60f1n0 = p (14.2)

, , --

.

14.4

. (

).

- -

- ,

, .

, , ,

- - .14.2, .

)))

. 14.2. - (), (), ()

(10.1) 0 =2n0/60 f1 - . , U.U = 4.44fcWk = U/4,44fcWk(14.3)

fc- , W- , k

,

f, , , (14.3), E1 U1

,

U1 U1 const . f1 f1

U1=U1 (14.3) .

(10.15,), R1, .. , E1U1, U1 , f 1 s f1.

, E1=U1, . 14.2,.

, , () - . 14.2,,

E1f1)

.

2. (8-10):1. - .

3. .

4. - =

( const), = ( < ).

5. - ,

; , . - . - , .

6. () - , . - - , - 100 USD/ 1999 . .

14.5 - .

, ,

, .. , ,

, ,

. .14.5,. , , -

, : , , .

, .

))))

. 14.5. (), ()

() ()

,

, , , ;

(- ).

14.6 .

:

R - . 14.5,. R2 = R + R, ,

. 14.5,,: I2

(10.8) (10.15) , s

(10.16) R2:

sR RR R

..(14.4)

sRR

.

, ,

= const, .

,

.

1. - .

2. (2-3):1, .

3. . , , , , - , , . 4. = , cos

2I2 I2 .

5. , - M = const :

P Ps ,21

(14.4) -

P P sR, - P P sP.

1 R R1 R R

6. , ,

.

14.7 .

, f1 = const ,

P Ps , , 21

. .

- ,

, . 14.6,. d, . Id=(Ed-E)/R,(14.5)

R - - .

)

)))

. 14.6 (), () () ()

-

Ed=kE1s, 1U1 = const, s,

(. 14.6,), Id = 0, , I2 = 0, 1 . s>s

,

(. 14.6,). P Ps E I

1dd0

(. 14.6,); , - 2 3.

2, , , Id, , ,

(. 14.6,).

, , -

.10.7 , (14.7.).

, , .

, , 2 . ,

( ) - (1,1-1,2):1.

14.8 .

. -

(. 14.8,). .

))

.14.8. () ()

, :20 ;(14.6)

10

f1 = f2 + f,(14.7)

10 ,20-

; f1, f2 - ; f -

, .

(14.6) (14.7) : , f1, .. 10 , f2 (20 ) , f (. 14.8,); - f2 20 , .

f2 , (. 14.8,), , . - - . max

- (14.6), , , , , ; ,

, .

: f2 . - , ; .

-

f1 f2, , () . . 14.8, , , .

16

3. 10.3. 3 . .

16.1. , - ()

-

. -

, ,

. , ,

, -

, .

. 16.1. .

.16.1. ( = I) -

. I 2 - 3. 4 -

. 5, 6, 9, 7.

"-

" 8, . d q ( RMdRMq).

(=1), , -

. 16.2,. U -

, -

- , s I.

, , . 16.2,.

)))

I

))

. 16.2. (), () (), () ()

I 0 ( -

)- , =0 . , . -

.

U E , ,

- , , -

.

-

,

P P 3UI cos M 0(16. 1)

P. 16.2,, ,

U cos E cos( ) .

cos( ) A B / A C U sin / IX S ,

..

U cos EUsin,

IX S

M P3UEsin M max sin .(16.2)

00X s

,

,

.(16.2,)

(16.2,), -

:

dM/dt = c(w0- w)(16.3)

, M12 =12(1 - 2)(16.4)

,

(16.3),

. , ( ) () . -

, . . , -

. -

, -

:

= + = +(0-)(16.5)

(16/5) -

=(/ + )(0-)(16.6)

, -

(16.6), .16.3,. = 0 (16.5) 0 = = const.

.16.6. ,

, -

. -

, . 16.2,. -

, = , .

-

, .16.2,.

-

, (16.6), . -

(16.6) -

(. 16.7)

. 16.7 .

. 16.6.

(16.7)

, -

:

(16.8)

-

.16.6. -

20 /, -

, -

, -

= f (), () -/2 -.

, . -

, , . max -

, .. ; max/ = 2 - 2,5.

:

(16.9)

d q , - ,

.

(16.9) , , -

, , sin 2 , -

, . -

. 16.2, , -

.

P. 16.2,.

, ,

(16.2), - , sin 2

( P. 16.2,). P.16.2, - , I I - -

V- (. 16.2,). , -

.

17

5. 6.

5.1. . . -. . . , , .

17.1 .

, .. (t) (t) -

J (. .2.2). (t) -. (t) , - (), (t).

, , , , .. t, . , (, ..), .

, . . 17.1 - ( ).

. 17.1.

-

n

M i ti

M i1,(17.1)

n

ti

i1 c i i- ; ti i- ;n , M=const.

- M (1,1 1,3 )Mc .(17.2)

, - , , - . - , , - , , .

, , -

, .. (t). - .

M M c J d dt

. 15.1 , - , M const , -.

, . . 17.2 17.3 - .. 17.2 , M = const

. - . , - -, , , .

. 17.3 , - , , .

. 17.2. = const = var

.

. 17.3.

. 17.4 - -. 0 1. , 1

t

TM,

M ( M' M c1 )e M c1

t

M ( M' ' M c0 )eTM M c1,

T J .

. 17.4.

M, , t1 t2 - T. T , , , . , , T , M, , - , , t1 (=0 ) t2 (=1). , - . 15.4. , - .

J ( J J J J ' )

. , ,

- .

- M M ,

M - ; M - .

M ( 2 2,5 )M ;

- 10%

M 0,8M ;

M ( 2 2,5 )M .

; :Mc M , Mc - , -

; M - .

, , - . - .

17.2 .

: , , , .. , ,

, /, , , , /, , .. = - , .

dt

P

A

Pdt A dt C d .(17.3)

dt, :

C d

A dt

Td,(17.4)

Tdt

T = C/A ; = / () -.

, -, , , -, , , - (17.4):

( )et / TT .(17.5)

(17.4) -

W ( p ) ( p )1 / A.(17.6)

P( p )T p 1

, , , - : , , - , -, , (17.5), .. < .17.7.

. 17.7.

, , .. =0>T , 2 . . 17.7. . 17.8.

. 17.8.

, (, -

) . (d /dt =0) (17.4)

P / A ;(17.7)

P / A .(17.8)

- -.

S1

t p 3T. ,(17.9)

.. t (. 17.9,), . S2, t p 3T. ,to 3T.o ,(17.10)

.. , t - (. 17.9,).

))

)

. 17.9. S1 (), S2 () - S3 ()

- S3 t p 3T. ,to 3T.o ,(17.11)

.. , - . -, .. (.17.9,). - - t ,(17.12)

t t

100% .

- (0,6), (t10 ).

- :

S4 - - .

S5 - - .

S6 . - , , - , - .

S6 :

tn100%

t n t0

tn t0 - -.

S7 . S8 - . S8 - .

S4-S8 -, , - , - , , -.

17.3

-, (t) , , . , , . .

, , .. ( S6, S7 S8).

, , .. , . , -, , -, , .. -. , - , ..

t

( t )dt A t .(17.13)

0

(15.13), -

, :

t

( t )dt

0

t

, ,

,(17.14)

.. - . , (17.8) : ,(17.13)

;

(1 );

; ; = - () .

(17.14) (17.15), -

: - , .. ,

.

, - , , . 17.10. - ( ) Pi = Mii (/) i , i Pi (1 i ) .

i

. 17.10. (t)

:n i ti i1 ntii1( n = 3) . , -.

- , > , , -. , . , - - .

-, (t). - , , T