Мета роботи
Дослідження енергетичних режимів роботи установки вентилятора з вентильним електроприводом.
2. Програма роботи
1. Ознайомитися з теоретичними положеннями роботи вентильного двигуна.
2. Ознайомитися з технічними характеристиками пристроїв лабораторного стенду.
3. Ознайомиться з інтерфейсом програми LISA РС 5.1.48 для управління вентильним двигуном.
4. Зняти характеристику зовнішньої мережі вентиляторної установки при зміні частоти обертання від 0 до номінального значення.
5. Зняти зовнішню характеристику вентилятора при номінальній частоті обертання (nн=1380 об/хв). Двигун вентилятора підключається безпосередньо до мережі 220 В.
3. Зміст звіту
3.1. Мета лабораторної роботи.
3.2. Програма лабораторної роботи.
3.3. Схема лабораторного стенду.
3.4. Результати вимірювань зовнішньої мережі установки вентилятора при зміні частоти обертання від 0 до номінального значення.
3.5. Результати зняття зовнішньої характеристики вентилятора при номінальній частоті обертання.
3.6. Результати проведення дослідів.
3.7. Висновки по роботі.
4. Теоретичні відомості
Проблема зміни швидкості руху елементів різних машин і механізмів з метою економії електроенергії вирішується шляхом застосування регульованих електроприводів. Їх використання дозволяє істотно понизити споживання електроенергії і одночасно поліпшити умови роботи і продовжити термін служби двигунів і механізмів завдяки виключенню динамічних ударів і обмеженню струму в обмотках.
Одним з проявів загальносвітової тенденції розвитку виробництва високотехнологічної електротехнічної продукції є певні успіхи в області створення нового покоління регульованих електроприводів з використанням вентильних електродвигунів.
Випуск таких електроприводів освоюють в даний час практично всі ведучі електротехнічні компанії. Пропозиція на ринку вентильних електродвигунів характеризується широким діапазоном потужностей – від одиниць ватів до сотень кіловат, які можуть використовуватися в самих різних галузях промисловості, у тому числі і аерокосмічною.
4.1 Вентильний електропривод
У найзагальнішому випадку вентильним можна назвати будь-який електропривод, в якому регулювання режиму роботи електродвигуна проводиться за допомогою керованих вентильних (напівпровідникових) перетворювачів електричної енергії: випрямляча, імпульсного регулятора постійного струму, перетворювача частоти.
Рисунок 1 – Спосіб однополярного імпульсного регулювання:
а – схема трьохфазного двигуна; б – еквівалентна схема на інтервалі імпульсу;
в – еквівалентна схема на інтервалі паузи
У вужчому, загальноприйнятому сенсі вентильний електропривод (ВЕП) або вентильний двигун (ВД) є електромеханотронною системою, в якій об'єднані синхронна електрична машина, як правило, із збудженням від постійних магнітів (СДПМ) (рис.2), електронний комутатор (інвертор), за допомогою якого здійснюється живлення обмоток якоря машини, і система автоматичного управління інвертором, оснащена необхідними вимірювальними пристроями (датчиками).
Рисунок 2 – Вентильний двигун ВД-300 із збудженням на постійних магнітах
Традиційне управління ключами інвертора ВЕП здійснюється у функції положення ротора синхронного двигуна. Функціональну схему вентильного двигуна можна представити наступним чином (рис.3 ):
Рисунок 3 – Функціональна схема вентильного двигуна
На рис. 3 зображено:
М – двигун;
BR – датчик положення ротора;
Uпит – напруга живильної мережі;
ω – кутова частота обертання.
Завдяки своїм високим експлуатаційним характеристикам, СДПМ є найбільш перспективними електричними машинами в діапазоні малих і середніх потужностей, особливо для моментних систем електроприводу. СДПМ конструктивно прості, надійні, мають абсолютно жорсткі механічні характеристики і не вимагають витрат енергії на збудження. Ці якості електричної машини обумовлюють застосування ВД в промислових системах автоматики, роботах і маніпуляторах, координатних пристроях, намотувальних і стрічкопротяжних механізмах, прецизійних системах стеження і наведення, в авіаційній і медичній техніці. ВД мають свою "нішу" в тяговому електроприводі (електровоз Вл80вр), приводах рульового управління літальних і підводних апаратів, електромеханічних пристроях автомобілів і т.п.
Для виготовлення ротора СДПМ можуть використовуватися феритові магніти. Вони відносно дешеві, але забезпечують невисокий рівень індукції магнітного поля. Тому в останні десятиліття перевага віддається високоенергетичним магнітам на основі сплавів рідкоземельних металів, що володіють великою коерцитивною силою. Це дозволяє значно поліпшити масогабаритні показники ВЕП і отримати вищий обертальний момент [1].