Исследование режима реостатного пуска асинхронного двигателя "АК3-13-59-6"

Из всего спектра выпускаемых в настоящее время электрических моторов наибольшее распространение получил трёхфазный асинхронный двигатель.

Электродвигатели переменного тока с фазным ротором серии АК, АКЗ предназначены для привода механизмов:

– требующих регулирования частоты вращения (ленточных конвейеров и др.);

– не требующих регулирования частоты вращения, но с тяжелыми условиями пуска (вентиляторов, цементных и угольных мельниц и др.)

Двигатели предназначены для работы от сети переменного тока частотой 50 Гц напряжением 6000 В.

Пуск двигателей серии АК и АКЗ осуществляется как вручную с помощью пускового реостата, так и автоматически с помощью магнитной станции. Пусковой реостат или магнитная станция по требованию заказчика могут поставляться комплектно с электродвигателем.

Рассмотрим реостатный пуск асинхронного двигателя модели «АК3-13-59-6».

Реостатный пуск актуален только для асинхронных двигателей, имеющих фазный ротор со специальными выводами для подключения сопротивлений. Пуск осуще- ствляется с помощью резисторов, включаемых в цепь ротора, что позволяет уменьшить пусковой ток. Главным преимуществом реостатного пуска асинхронного привода является тот факт, что при введении сопротивлений в цепь ротора момент двигателя не падает, понижается лишь его скорость. Реостатный пуск обычно имеет несколько ступеней R1, R2, R3, которые в процессе пуска замыкают накоротко специальными выключателями KM1, KM2, KM3.

Большими возможностями для исследования работы трехфазного асинхронного двигателя обладает пакет Matlab с приложениями Simulink и SimPowerSystems, имеющий библиотеки виртуальных электрических машин, силовой электроники, источников энергии, измерительных приборов.

Рассмотрим пример моделирования процесса реостатного пуска асинхронного двигателя со следующими параметрами (скорость вращения ротора 1500 об/мин, мощность двигателя 800 кВт, напряжение питания – 6000 В) исследуемой установки на компьютерной модели, созданной в пакете Matlab (рисунок 1).

Рис. 1. Компьютерная модель в пакете Matlab

Функционально модель реостатного пуска привода состоит из пускового реостата «пуск», Асинхронного двигателя («АК3-13-59-6»), вентиляторной нагрузки «нагрузка» и блока «питание». Блок «пуск» состоит из трех сопротивлений которые включаются последовательно в разные моменты времени что обеспечивает пуск двигателя в три ступени. Блок «питание» формирует трехфазное напряжение с заданной амплитудой и частотой. Блок «нагрузка» формирует вентиляторную нагрузку.

Структура блоков представлена на рисунке 2.

а)

б)

в)

Рис. 2. Структура блоков а) «пуск», б) «питание» в) «нагрузка»

В ходе моделирования получены осциллограммы электромагнитного момента, и скорости вращения ротора, представленные на рисунке 3.

Рис. 3. Осциллограммы: а) электромагнитного момента, б) скорость вращения ротора

В результате моделирования реостатного пуска асинхронного двигателя были получены следующие данные переходных процессов: время разгона двигателя tпп=3,7 с, пусковой ток является допустимым для данного электродвигателя, изменение знака электромагнитного момента не наблюдается.