- •3 Переходные процессы в эп
- •3.1 Электромеханические переходные процессы и их анализ
- •3.1.1 Решение уравнения движения при постоянном динамическом моменте
- •3.1.2 Решение уравнения движения при линейно изменяющемся динамическом моменте
- •3.1.3 Решение уравнения движения при нелинейно изменяющемся динамическом моменте и при постоянном моменте сопротивления
- •3.1.4 Решение уравнения при нелинейно-изменяющемся динамическом моменте и при изменяющемся моменте сопротивления
- •3.2.2 Расчет и построение нагрузочных диаграмм эп
- •3.2.3 Анализ нагрузочных диаграмм эп
- •3.2 Анализ электромеханических переходных процессов
- •3.2.1 Нагрузочные диаграммы эп
- •1) Непрерывные
- •3.3 Тепловые переходные процессы в эп
- •3.3.1 Уравнение теплового баланса эп
- •3.3.2 Постоянная времени нагрева
- •3.3.3 Допустимое превышение температуры двигателя. Классы изоляции
- •3.4. Динамическая тепловая модель эд в переменных «входы-выходы»
- •3.5 Выбор мощности эд. Номинальные режимы работы эп по нагреву
- •3.5.1 Выбор мощности эд для различных режимов работы
- •1. Выбор эд по нагреву.
- •2. Проверка по допустимой механическое перегрузке.
- •3. По возможности запуска.
- •3 Этап: Поверка по возможности запуска.
- •3.5.2 Выбор мощности эд для кратковременного режима работы
- •3.5.3 Выбор мощности эд для повторно-кратковременного режима работы
- •4 Регулирование «координат» эп
- •Регулирование скорости вращения в эп
- •4.1 Регулирование скорости дпт с нв
- •2. Регулирование магнитным потоком
- •3. Регулирование напряжением на зажимах якоря
- •Регулирование скорости вращения дпт с нв изменением напряжения подводимого к якорю
- •4.2 Регулирование скорости вращения двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением
- •3. Регулирование изменением магнитного потока
- •3.1. Регулирование скорости дпт пв шунтированием оя.
- •3.2. Регулирование скорости шунтированием ов.
- •4.3 Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей
- •4.3.1 Регулирование скорости вращения ад изменением действующего значения напряжения, подводимого к статору
- •4.3.2 Регулирование скорости вращения ад изменением числа пар полюсов двигателя
- •4.3.3 Частотное регулирование скорости вращения ад. Принципы и законы частотного регулирования
- •1.Электромашинный пч
- •Особенности частотного регулирования сд
- •4.3.4 Регулирование скорости вращения ад введением добавочного эдс в цепи ротора (каскадное регулирование)
- •Классификация схем каскадного регулирования
- •5 Энергетическая эффективность эп
- •Случай разноправленного потока энергии
- •5.2 Обобщенный критерий энергетической эффективности
- •5.3 Коэффициент мощности
- •6 Надёжность эп. Основные понятия, критерии надёжности
- •6.1 Показатели надёжности
- •6.2 Расчёт показателей надёжности
3.1.2 Решение уравнения движения при линейно изменяющемся динамическом моменте
(линейно).
Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением (ДПТ НВ) приводит в движение поршневой или грузоподъёмный механизм.
При решении используют: электромеханическую
постоянную времени, в течение которого
ЭП с моментом инерции
разгоняется
до угловой скорости
-
идеализированного Х.Х. под действием
электромагнитного момента равного
критическому:
.
(87)
Тогда, с учётом введения в уравнение
движения
уравнение
движения будет иметь вид:
(88)
Решение уравнения (88) имеет вид экспоненты:
(89)
Определение постоянной
для
АД производится:
(по
паспортным данным) (90)
Для ДПТ НВ так же по паспортным данным
двигателя и величине
,
включённого в цепь якоря:
(91)
Зная величину постоянной и величину начальной, конечной и установившейся скорости при переходном процессе, можно определить длительность переходного процесса:
(92)
3.1.3 Решение уравнения движения при нелинейно изменяющемся динамическом моменте и при постоянном моменте сопротивления
Пример:
Электропривод с АД - грузоподъемный (поршневой) механизм. Обычно такие задачи решаются с помощью приближенного уравнения:
(93)
где
-
эффективный момент АД,
(94)
3.1.4 Решение уравнения при нелинейно-изменяющемся динамическом моменте и при изменяющемся моменте сопротивления
Математической основой является решение
по методу последовательного приближения
в соответствии с принципом конечных
приращений. Применительно к классическому
уравнению движения (1), этот принцип
заключается в том, что бесконечно малые
приращения угловой скорости
и
времени
заменяются
соответственно малыми конечными
приращениями
и
,
и
.
Точность решения задачи определяется величиной этих малых конечных приращений (интервала интегрирования) и выбирается исходя из оптимального соотношения точности и сложности:
(95)
.
На основании (13) составляется пропорция:
(96)
Существует 2 вида решения задач:
1) графическое;
2) графоаналитическое.
1) Графический метод называется методом пропорций.
Последовательность графического решения:
1. В декартовой системе координат
во 2-ом квадранте координатной плоскости
, строится в масштабе механические
характеристики двигателя:
и
ЭП: АД- турбомеханизму
Рис.74. Графическое решение задачи.
2. Построим совместную механическую
характеристику ЭП: арифметическую
разность
3. Разбиваем кривую
на участки с
,
,…,
с
помощью циркуля проецируем отрезки
,
,…,
на
ось ординат.
4. Откладываем вдоль оси абсцисс в
масштабе
отрезок
ОА, который равен в выбранном масштабе
.
По теореме о подобии
:
В этом выражении левая часть пропорциональна:
для определения масштаба времени,
используем пропорцию
Если из начала координат повести отрезок
до
пересечения с ординатой
,
то проекция этого отрезка на ось абсцисс
будет соответствовать величине
.
Если из конца того отрезка провести
прямую параллельную
до пересечения с
,
то
.
Таким образом, построив отрезки прямых,
параллельных лучам, проведённым из т.
в т.
до величины установившейся угловой
скорости
получим
ломанную кривую, состоящую из отрезков
прямых - кривую разгона.
Рассмотренный метод носит название:
метод пропорций
2) Более точным, универсальным и удобный является – графоаналитический метод расчета (метод площадей).
Сущность метода, та же что и метода пропорций: замена и на малые конечные и
После чего (13) имеет вид:
(97)
Если решить относительно
,
то
.
1. Во втором квадранте плоскости Декартовых координат в одном масштабе строятся:
- механическая характеристика двигателя ;
- механическая характеристика механизма .
Рассмотрим тот же пример, что и по методу пропорций:
Рис.75. Решение задачи при графоаналитическом методе.
2. Строим совместную механическую характеристику ЭП:
Кривую
по
оси ординат разбиваем на ряд участков
с шагом
,
который на всём диапазоне принимается
одинаковым.
При этом на каждом участке интегрирования:
Тогда:
(98)
где - шаг разбиения по оси ординат;
-
среднее значение
на
каждом участке разбиения.
Если мы для каждого участка разбиения найдём , отложим эти значения вдоль оси абсцисс в 1-ом квадранте в масштабе времени, а затем проведём отрезки до пересечения с ,
то получим кривую разгона двигателя
в
пределе на интервале интегрирования
равную
.
Последовательность операций определения по методу площадей сведём в таблицу.
№ участка |
|
|
|
|
|
1 2 3 . . . n |
. .
|
. . . . . . . |
. . . . . . . |
. . . . . . . |
. . . . . . .
|
Поставим перед собой задачи:
а) Рассчитать длительность процесса самоторможения, используя метод площадей.
Последовательность такой задачи будет
отличаться от предыдущей тем, что
интегрироваться будет
.
Поэтому, интегрируя кривую
в
той же последовательности, что и в
предыдущей задаче, определим время
самоторможения.
б) определим время электрического
торможения, например динамического,
имея в виду, что функция
определена
экспериментально или рассчитана. Можно
определить по формуле Клосса, только
необходимо знать
,
.
Рис. 76 Механические характеристики при электрическом торможении.
