Сивокобыленко В.Ф., Калашников В.И., Бондаренко В.И. 

СИНТЕЗ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА 

Донецкий национальный технический университет

The method of definition of parameters of the T-shaped equivalent circuit of the asynchronous electric drive according to experiences of loading and a mode of start-up is offered. The method does not demand carrying out of experience of idling that is its advantage in comparison with known. The example of use of the developed method with reference to the asynchronous engine of type ATM-3500 by capacity of 3800 kW is resulted. 

Введение. В связи с широким внедрением автоматизированного асинхронного электропривода актуальным является разработка методов синтеза параметров схем замещения управляемых асинхронных машин. Известны для этих целей методы [1], основанные на использовании данных опытов холостого хода и короткого замыкания. Однако проведение опыта холостого хода в промышленных условиях затруднительно из-за необходимости отсоединения двигателя от механизма или применения вспомогательного привода.

Постановка задачи исследования. Целью данной работы является разработка метода определения параметров статора, ротора и ветви намагничивания для Т-образной схемы замещения асинхронного электропривода без использования опыта холостого хода, а ограничиваясь только опытами работы под нагрузкой и режимом пуска.

Материалы исследования. Активное сопротивление Rs и индуктивное Xs обмотки статора могут быть измерены на отключенной от сети машине [2].В некоторых случаях их можно определить (в отн. ед.) из приближенных соотношений и при известных номинальном скольжении Sн и кратности пускового тока статора Ki при S=1 из режима пуска при номинальном напряжении. Покажем возможность определения параметров ветви намагничивания и обмотки ротора в области рабочих скольжений из опытов нагрузки при различных коэффициентах загрузки механизма КЗi (i=1,2) .В этих опытах измеряются напряжения, токи статора, потребляемая мощность, скольжение. По этим данным находим входные активное Rvx(Si) и индуктивное Xvx(S) сопротивления двигателя. Считая параметры статора известными, можем теперь найти общие сопротивления, а затем и проводимости для параллельно включенных ветви намагничивания и цепи ротора.

; ; (1)

; . (2)

Используя (2), вычислим разности проводимостей в опытах 1 и 2 , которые будут представлять собой разности соответствующих проводимостей ротора при скольжениях S1 и S2 :

; . (3)

С другой стороны , эти же разности проводимостей можно выразить через искомые сопротивления ротора

; (4)

. (5)

После преобразования (4), (5) путем деления dGr на dBr с учетом обозначения tr=Xr/Rr получим квадратное уравнение относительно неизвестной постоянной времени цепи ротора tr. Все коэффициенты этого уравнения известны по данным опытов.

, (6)

где . (7)

Из решения квадратного уравнения (6) с учетом (7) находим сначала tr:

, (8)

а затем, используя TR и учитывая (3) -(5) , находим параметры ротора при скольжениях, близких к номинальному:

(9)

. (10)

Теперь, используя (1),(2) и (9), (10) , нетрудно определить Gm и Bm, а затем и Rm и xM как

и . (11)

Сопротивления ротора Rr1 и Xr1 при скольжении S=1 , в связи с влиянием вытеснения тока отличаются от найденных по (9), (10) и они определяются из опыта пуска двигателя по данным входных сопротивлений Rvx1 и xVX1 с учетом уже найденных сопротивлений статора и ветви намагничивания.

Приведем пример определения параметров асинхронного двигателя АТМ-3500 с помощью разработанного метода из опытов нагрузки и режима пуска. Номинальные активная мощность двигателя, напряжение и ток статора соответственно равны 3800 кВт, 6000 В, 450 А, а номинальные и .

По данным опытов были получены (все величины приведены в относительных единицах):

; ; ; ;

; ; ; ;

; ; ; . По данным измерений на отключенной от сети машине были найдены RS=0.005 и Xs=0.014.

Используя (1)-(5), находим

; ; ;

; ; .

Теперь с помощью (6)-(11) определяем

; ; ; .

Значения сопротивления ротора при S=1 , найденные по формуле

,

составили Rr1=0.0246 и Xr1=0.0708. Используя эти данные, а также полученные ранее Rro и Xro , можно теперь по методике, изложенной в [3], ротор представить в виде двух эквивалентных контуров с постоянными параметрами в каждом из них. Все параметры теперь найдены, что позволяет определять рабочие и пусковые статические и динамические характеристики электропривода во всем диапазоне скольжений от 0 до 1.  

Выводы. Разработанный метод экспериментального определения параметров Т-образной схемы замещения асинхронного электропривода отличается простотой реализации, так как не требует проведения опыта холостого хода, а использует только данные, полученные в нормальных эксплуатационных режимах работы привода под нагрузкой и в режиме пуска.

Литература.

1.Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины: Учебник для вузов .-М.: Энергия, 1980.-928с. 2.Сивокобыленко В.Ф., Зинченко А.И. Способ измерения индуктивных и активных сопротивлений электрической машины. А.С. №834818 (СССР). Опубл. в БИ №20, 1981. 3.Сивокобыленко В.Ф. , Павлюков В.А. Расчет параметров схем замещения и пусковых характеристик глубокопазных асинхронных машин.- Электричество, 1979 , № 10, с.35-39.