1 Усталені та неусталені режими роботи еп

Режими роботи електроприводів поділяються на усталені і неусталені. Усталеним називається режим, при якому електропривод працює з постійними струмом, моментом, швидкістю обертання і темпера­турою. Режими, при яких ці параметри змінюються, називаються неусталеними. Неусталені режими умовно можна поділити на тривалі і корот­кочасні. Тривалі (безперервні) неусталені режими спостерігаються при роботі привода із змінним навантаженням, коли момент статич­них опорів безперервно змінюється (дробарки, пилорами, преси, ва­лки прокатних станів тощо), а також у регульованих приводів з без­перервною зміною швидкості обертання відповідно до заданого закону. Короткочасні неусталені режими виникають при переході від одного усталеного стану до іншого, тому їх називають перехід­ними режимами або перехідними процесами. До них належать про­цеси розгону, гальмування, реверсування, зміни швидкості обертан­ня при регулюванні або при зміні навантаження тощо. Необхідність вивчення перехідних режимів обумовлена рядом суттєвих обставин. Як буде показано нижче, при виборі електродви­гуна за потужністю користуються навантажувальними діаграмами, тобто залежностями статичної потужності або статичного моменту виробничого механізму від часу: або більшос­ті випадків статичне навантаження на валу двигуна змінюється. Але через наявність махових мас в системі електродвигун — робоча ма­шина момент двигуна змінюється інакше, ніж момент статичного навантаження. Тому доводиться спочатку попередньо вибирати тип і потужність двигуна, розраховувати перехідні процеси, будувати навантажу вальну діаграму двигуна і лише тоді перевіряти правильність попереднього вибору. У ряді випадків перехідні режими впливають на продуктивність робочих машин і якість перероблюваного або вироблюваного продукту (штампувальні верстати, дробарки зерна при ручному завантаженні, текстильні, папероробні машини тощо). Так, якщо у штампувального верстата напрямок руху пуансона змінюється шляхом реверсування електродвигуна, то для підвищення продуктивності верстата потрібно зменшувати час перехідних процесів пуску і гальмування. При великих коливаннях швидкості обертання роторів дробарок зерна від зміни навантаження також знижується продуктивність машин і погіршується якість подрібнення. Прискорення, які виникають у виробничих механізмах і передачах при перехідних процесах, можуть перевищити допустимі значення і привести до поломки окремих ланок кінематичної схеми, псування продукту або порушення вимог техніки безпеки. Тому при проектуванні електроприводів потрібно узгоджувати фактичну тривалість перехідних процесів з допустимою. Для електроприводів, які тривалий час працюють у перехідних режимах, суттєве значення може мати витрата електроенергії на прискорення або гальмування системи. Ця енергія не виконує корисної роботи, внаслідок чого знижується ККД електропривода. Ці та інші фактори свідчать, що знання законів перехідних процесів дає можливість вибрати електропривод, яким би максимально забезпечував вимоги технологічного процесу при найкращому використанні електродвигунів. Характери і тривалості перехідних процесів залежать від особливостей робочої машини, типу приводного електродвигуна, механічної передачі, перетворювального і керуючого пристроїв. Перехід будь-якої системи від одного рівноважного стану до іншого пов’язаний з інерційністю окремих ланок системи. В електроприводах діють три основних види інерції:

• електромагнітна інерція, обумовлена індуктивністю обмоток електродвигунів, трансформаторів, реакторів, апаратів керування;

• механічна інерція робочої машини, двигуна, передачі і апаратів керування;

• теплова інерція електродвигунів та деяких елементів апаратів керування.

У більшості випадків теплові процеси відбуваються набагато повільніше за механічні і електромагнітні, суттєвого впливу на стан електропривода не мають, тому у подальшому вивченні перехідних процесів зміна теплової о стану не враховується. Вплив електромагнітної інерції враховують при розрахунку швидкодіючих і точних електроприводів (регульованих, програмно-керованих, слідкуючих га ін.). У багатьох же випадках, коли не потрібна висока точність розрахунків. обмежуються врахуванням лише механічної інерції. При цьому складається одне диференційне рівняння руху системи, а співвідношення між електричними величинами описуються алгебраїчними рівняннями.