8. Электромеханические переходные процессы при набросе и сбросе нагрузки электропривода

Положим, что до наброса нагрузки электропривод работал в установившемся состоянии при условиях:

При этих условиях можно использовать уравнения

После наброса нагрузки имеем

Цель исследования этого переходного процесса состоит в определении максимального динамического падения скорости, максимального электромагнитного момента и колебательности процесса.

Для определения экстремального значения скорости необходимо решить уравнение

откуда находим

И Получим

Поскольку то

где _с – статическое падение скорости.

Теперь Экстремальное значение скорости (t_m) можно записать в виде

или

Время t_m достижения экстремальных значений скорости удобнее найти из условия М_дин = 0, что соответствует

Важной характеристикой для взаимосвязанных электроприводов (прокатное, текстильное производство и т. п.) является относительное восстановление скорости

определяющее качество выпускаемой продукции. Чем меньше восстановление скорости при набросе нагрузки, тем меньше переменная деформация материала, проходящего через взаимосвязанные электропривода.

К

13

олебательность переходного процесса оценивается логарифмическим декрементом затухания

Принимая Т_м = const можем найти отношение частот m_max , при котором достигается максимум частоты колебаний _р.max , решив уравнение

П ри m = 0 (Т_э  ) и m  4 (Т_м  4Т_э) частота колебаний равна нулю (рис.4.2). При m =1 относительное восстановление скорости составляет =0,3. Следовательно, при m = 2, когда электромеханическая постоянная времени в два раза превышает электромагнитную, в электроприводе будут минимальными колебательность и относительное восстановление скорости. Для определения максимума электромагнитного момента в переходном процессе решаем уравнение

или из которого находим а затем

п

14

олучим экстремальные значения электромагнитного момента

9. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ЛИНЕЙНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ И М_С=CONST ПРИ ЛИНЕЙНОМ УПРАВЛЯЮЩЕМ ВОЗДЕЙСТВИИ

где

ДляДПТ: дляАД:

Пуск ЭП с реактивным статическим моментом.

Переходный процесс развивается в 3 этапа:

1-ый этап.

2-ой этап:

3

15

-ий этап:

При торможение ε₀<0;

При t<3Tм, ,

1. Если М_с<|М_дин.0|, то торможение будет происходить в 2 этапа

2. Если М_с>|М_дин.0|, то торможение будет происходить в 1 этап .

При М_с>|М_дин.0|: .

При М_с<|М_дин.0 :

При t<3Tм; , При t=t₀ ,

16

10 Переходные процессы в цепях возбуждения машин

Для аналитического описания переходных процессов примем следующие допущения:отсутствует взаимная индуктивность между обмотками возбуждения и якорем,отсутствуют потери на гистерезис и вихревые токи, отсутствует насыщение магнитной системы, т.е. , напряжение обмотки возбуждения .

;

которое делением левой и правой части на R_в приводится к дифференциальному уравнению где

Для ускорения (форсирования) переходных процессов применяют следующие способы:

1. Уменьшение постоянной времени.

При включении последовательно с обмоткой возбуждения добавочного сопротивления R_д

но установившееся значение тока возбуждения должно оставаться неизменным, т.е.

17

Следовательно, получаем, что для уменьшения постоянной времени в  раз необходимо увеличить напряжение в  раз . Мощность источника возбуждения

2. Задержанная отрицательная обратная связь.

решением которого при нулевых начальных условиях будет

откуда находим

Уменьшение времени переходного процесса составит

Для =2 это будет

а увеличение мощности источника питания

3. Непрерывная отрицательная обратная связь.

В этом случае обмотку возбуждения генератора (или электромашинного усилителя) включают на разность напряжений (Рис.4.21). Для цепи возбуждения можно написать уравнение электрического равновесия

, если принять .

Считая магнитную систему генератора ненасыщенной, имеем

, где - коэффициент пропорциональности, имеющий размерность Ом.

, где , , 

4

18

. Включение емкости в цепь обмотки возбуждения.

Ускорить переходный процесс можно и за счет включения емкости в цепь обмотки возбуждения Весь ток будет проходить через добавочное сопротивление , которое при повышенном напряжении ограничивает ток на уровне установившегося значения .

В данной цепи возможен колебательный характер переходного процесса. Для апериодического процесса необходимо выполнить условие , где

Величина статической емкости составляет десятки тысяч микрофарад. Вместо статической емкости можно использовать так называемую динамическую емкость: ДПТ НВ, работающий вхолостую (см. Рис.4.23). Динамическая емкость определяется из равенства кинетической энергии ротора при холостом ходе и энергии, запасенной в эквивалентном конденсаторе, т.е. , откуда , Форсирование переходных процессов с использованием емкости конденсаторов больше применяется в цепях с электромагнитными реле, где величина емкости незначительна.

19