Научная статья на тему 'Исследование асинхронного электропривода с частотным регулированием'

Исследование асинхронного электропривода с частотным регулированием Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
243
122
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РАЗРАБОТКА / ИССЛЕДОВАНИЕ / СИЛОВАЯ УСТАНОВКА / RESEARCH / ELABORATION / POWER-PLANT

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Лобанов Сергей Валентинович

Освещены вопросы разработки и исследования асинхронного электропривода. Разработана и испытана экспериментальная установка с тяговым электроприводом на стенде с беговыми барабанами.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Лобанов Сергей Валентинович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Study of asynchronous electric drive with frequency regulation

The questions of research and development of asynchronous electric. Developed and tested an experimental setup with traction motor drive on a roller dynamometer.

Текст научной работы на тему «Исследование асинхронного электропривода с частотным регулированием»

АГРОИНЖЕНЕРИЯ

УДК 629.113.6 С.В. Лобанов

Костромская государственная сельскохозяйственная академия

ИССЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ЧАСТОТНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ

Электропривод широко применяется во всех типах автотранспортных средств (АТС). В широком смысле под термином «электропривод» понимаются электромеханические устройства, преобразующие электрическую энергию в механическую. Одним из преимуществ электропривода является возможность управления механической энергией с помощью электрических сигналов.

Можно выделить несколько типов электроприводов, применяемых в АТС: электромашинные с двигателями постоянного тока, переменного тока (синхронные и асинхронные), линейными и шаговыми; электромагнитные (соленоидные); пьезоэлектрические.

Одним из преимуществ электропривода является возможность управления механической энергией с помощью электрических сигналов. В диапазоне мощностей 20...70 кВт наибольшее развитие получили асинхронный и электропривод с синхронным двигателем на основе постоянных магнитов. Имеются примеры использования вентильно-индуктор-ного привода. Перспективным считается электропривод с использованием синхронно-реактивных двигателей. Асинхронный электропривод характеризуется наилучшим соотношением цена/качество.

Асинхронный двигатель имеет один канал управления по цепи статора. Если в двигателе постоянного тока можно независимо изменять напряжение на якоре и на обмотке возбуждения, то в асинхронном двигателе изменение напряжения на статоре приводит к изменению магнитного потока. Поэтому в процессе регулирования скорости вращения ротора необходимо изменять и напряжение на статоре для поддержания перегрузочной способности в соответствии с законом частотного регулирования [1].

Существуют два принципиально возможных метода регулирования частоты вращения асинхронных двигателей: изменением частоты вращения магнитного поля или величины скольжения. Изменение частоты вращения

10 -

поля осуществляют двумя способами: изменением частоты тока, подаваемого на обмотку статора или изменением числа полюсов машины. Изменение скольжения при заданном нагрузочном моменте можно осуществить путем изменения питающего напряжения, введения в цепь ротора добавочного активного сопротивления (в двигателях с фазным ротором) или подключения обмотки ротора к добавочному источнику электрической энергии с изменяющейся частотой (в двигателях двойного питания и в асинхронных каскадах).

Частотное регулирование тока, подаваемого на обмотку статора, позволяет применять наиболее надежные и дешевые асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Для изменения частоты питающего напряжения требуется наличие источника электрического тока переменной частоты: синхронные генераторы с переменной частотой вращения; электромашинные преобразователи; статические преобразователи частоты, выполненные на управляемых полупроводниковых вентилях (тиристорах и транзисторах) [2].

В опытах использовались: статический преобразователь частоты — инвертор MICROMASTER Vector (Siemens); комплекс измерительный К-505

6

Рис. 1. Кинематическая схема экспериментальной установки:

1 — цепная передача; 2 — асинхронный электродвигатель; 3 — задний мост ГАЗ-24; 4 — колесо установки; 5 — беговой барабан; 6 — трансмиссия стенда; 7 — электромашинное тормозное устройство

Вестник ФГОУ ВПО МГАУ № 3'2013

Электротехнологии, электрификация и автоматизация сельского хозяйства

(амперметр, ваттметр, вольтметр); стенд с беговыми барабанами; экспериментальная установка: трехфазный асинхронный электродвигатель мощностью 1,5 кВт, цепная передача, задний мост ГАЗ-24 с шинами 175/80 М6 (рис. 1). Питание электродвигателя осуществлялось от инвертора.

Снимались показания: частота вращения ротора электродвигателя, фазный ток, фазное напряжение, фазная мощность, частота питающего напряжения, время вращения 10 оборотов барабана стенда, время вращения 10 оборотов вращения колеса установки.

Опыты проводились в различных вариантах: нагрузка создавалась электромашинным тормозом. Исследования касались процесса разгона тягового электропривода до номинальной частоты вращения ротора электродвигателя за счет изменения частоты питающего напряжения. Управление инвертором осуществлялось с помощью внешнего потенциометра («электронный газ»). Буксование ведущих колес достигало 31 %, максимальное значение тягового кпд электропривода составило 87 %.

Данные расчетов представлены графическими зависимостями на рис. 2.

Выводы

Преобразователь частоты питающего напряжения, работа которого основана на принципе широтно-импульсной модуляции, позволяет создать регулируемый электропривод с асинхронным двигателем, имеющим высокие динамические характеристики.

Р,

кВт 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0

кпд, % 100

/ t

М У кпд .•••у* "Ч

\

Р/

V

V,

м/с

М,

Нм

19

18

17

16

15

14

13

12

11

10

1 2 3 4 5 /, Гц

Рис. 2. Основные характеристики тягового электропривода в зависимости от частоты питающего напряжения:

М — крутящий момент, развиваемый электродвигателем; Р — мощность электродвигателя; v — скорость движения; f — частота питающего напряжения

Список литературы

1. Мельников А.А. Управление техническими объектами автомобилей и тракторов. — М.: Издат. центр «Академия», 2003. — 376 с.

2. Радин В.И. Электрические машины. — М.: Высшая школа, 1988. — 328 с.

4

3

2

1

0

УДК 636.22/.28.03

А.В. Казаков, доктор биол. наук Б.Н. Орлов, доктор биол. наук И.В. Лаврова Д.В. Гутовский

Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия

ВЛИЯНИЕ СВЕТОВОГО РЕЖИМА НА РОСТ И СОХРАННОСТЬ ТЕЛЯТ

Опыт ведения животноводства показывает, что в промышленных условиях для животных недостаточное внимание уделяется созданию благоприятной световой среды. Обладая высокой биологической активностью, свет в различных режимах оказывает стимулирующее влияние на обменные процессы в организме, способствует активному росту и развитию молодняка животных, что является главным условием обеспечения высокой продуктивности и реализации генетического потенциала в дальнейшем [1, 2]. Специалисты считают, что световой фактор нельзя недооценивать и рекомендуют максимально использовать

естественное освещение в животноводческих помещениях в сочетании с искусственным освещением [3—5].

Целью исследования было изучение влияния интенсивности и продолжительности дополнительного искусственного освещения на рост, развитие и сохранность телят черно-пестрой породы в условиях промышленного откормочного комплекса ГУП «Толмачево» Нижегородской области.

В период выращивания животные содержались в клетках по 20 голов. Кормление осуществлялось в соответствии с детализированными нормами, в рационы включались заменитель молока,

МГАУ № 3'2013 - 11

Вестник ФГОУ ВПО

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.