И снова про вождение по городу. Курс от А. Каминского.
Характеристики асинхронных двигателей

Расчет механических характеристик асинхронных двигателей в режиме динамического торможения. Динамическое торможение асинхронного двигателя возникает, если в обмотку статора по­дается постоянный ток, а ротор вращается в результате механи­ческой энергии, поступающей со стороны вала от постороннего источника, или собственного запаса кинетической энергии. Тор­мозной момент образуется в результате взаимодействия непо­движного магнитного потока машины с электрическим током, вызванным этим потоком, во вращающемся роторе.

Возможны две системы построения схем динамического тормо­жения: 1) с питанием от отдельного источника постоянного тока; 2) по схемам торможения с самовозбуждением (рис. 2.17).

Рассчитываем механические характеристики асинхронных двигателей с фазовым ротором в режиме динамического торможе­ния с. самовозбуждением по универсальным кривым (метод завода «Динамо»).

Для получения универсальных зависимостей между параме­трами двигателя расчетные соотношения представляют в относи­тельных единицах. При этом за базисные напряжения, силу тока статора и приведенную силу тока ротора, момент и скольжение принимают

где Io — сила тока холостого хода в двигательном режиме.

Учитывая указанные соотношения и схемы замещения асин­хронного двигателя, можно записать следующие зависимости между основными параметрами машины:

По формулам (2.44)—(2.46) и универсальной кривой намагни­чивания (рис. 2.18) крановых машин построены универсальны« графические зависимости I2*’ = f(s*)  (рис. 2.19, а) и I1* = f (s*) (рис. 2.19, б), на основании которых рассчитывают кривые I2*’ = f (I1*) (см. рис. 2.19, в) с параметрической зависимостью от М *'. В схеме самовозбуждения силы тока статора и ротора связаны соотношением

где Iп* — сила тока подпитки двигателя от внешнего источника; kc — коэффициент приведения тока ротора к току статора; kэкв — коэффициент приведения постоянного тока возбуждения, подводимого к статору, к эквивалентному по МДС трехфазному току, kэкв = 0,815.

Коэффициент приведения тока ротора к току статора

где kcx — коэффициент схемы выпрямления, для трехфазной мостовой схемы kcx = 0,815; kт— коэффициент трансформации двигателя от статора к ротору; kпc — коэффициент, определяемый схемой подключения выпрямительного моста; обычно для применяемой потенциометрической схемы на рис. 2.17 kпс =rсн /(rпc + r1) (здесь r1 — сопротивление фазы статора; rпс — внешнее сопро­тивление роторной цепи, параллельно которой включен выпрямительный мост; kпс= 0,8?0,92).

Совместное решение графических зависимостей I2’* = f (I1*) и зависимости (2.47), являющейся уравнением прямой линии, позволяет определить значения М* = f (I1*) и I2’* = f (I2*) и по ним значения s* = f (M*).

Значения s и М, необходимые для построения механических характеристик, определяются из выражений

R2’ ступень сопротивления в линии ротора;   r1kпсkт2 — дополнительное сопротивление цепи постоянного тока, приведенное к цепи переменного тока; kи — коэффициент, учитывающий потери напряжения в выпрямительном мосте при коммутации.

В практических расчетах зависимость kи =f(Id2) может быть принята линейной

где Id2 и Id2ном— сила выпрямленного тока ротора и номинальное значение ее.

Приведенная методика позволяет рассчитать характеристики и в схемах с источником постоянного тока. При этом следует принять I1* = const.

Как видно из рис. 2.19, в, введение двигателя в режим само­возбуждения характеризуется пересечением прямой I2’* = f(I1*), определяемой принятой схемой электропривода, и кривых I2’* = f (I2; М*), характерных для асинхронного двигателя. Кривые при заданных М и s* ? 0 и, следовательно, I2’* ? ?, как следует из выражения (2.43), асимптотически приближаются к кривой, определяемой зависимостью

Сопоставляя выражения (2.45) и (2.48), получим в аналити­ческом виде условие самовозбуждения асинхронной машины в режиме динамического торможения без подпитки от посторон­него источника

Коэффициент kc может быть назван коэффициентом само­возбуждаемости машины.

Если условие (2.49) не выполняется, необходимо обеспечивать подпитку двигателя от отдельного источника постоянного тока. Минимальная сила тока подпитки определяется требуемым макси­мальным моментом и может быть найдена путем нанесения на гра­фики I2’* =f(I1*; М*) (см. рис. 2.19, в) прямой , проходящей параллельно прямой с уравнением I2’* = I1*/kc и являющейся касательной к кривой I2’* = f(I*; М*) для требуемого значения момента М*. Отрезок Оb в масштабе равен силе тока подпитки Iп*. Сила тока подпитки при заданных значениях М* и принятой схеме электропривода опре­деляется коэффициентом трансформации kт.

На рис. 2.20 построен график зависимости Iп/Io.п = f/(kт), рассчитанной для крановых двигателей при М* = 2,5. По найденной силе тока Iп может быть рассчитана схема узла подпитки. Следует отметить, что даже при выполнении условия самовозбуждения для обеспечения устойчивой работы электропривода в установившихся режимах следует сохранить узел подпитки. При этом сила тока подпитки может составить 3—5 % номинальной силы тока дви­гателя.

Электроприводы в режиме динамического торможения с само­возбуждением имеют сравнительно высокие показатели регулиро­вания скоростей. Отношение номинальной скорости подъема груза к минимальной скорости его спуска при одинаковом моменте нагрузки определяется степенью возбуждаемости машины и может быть найдено из выражения

где Dд* — диапазон регулирования при динамическом торможении, Dд* = 1/s*.

Зависимость Dд* в функции коэффициента трансформации для крановых механизмов также построена на рис. 2.20.