1.1. Расчет и построение переходных процессов в двигательном режиме
Расчет переходных процессов с линейными механическими характеристиками электродвигателя и рабочей машины ведется по формулам:
- для угловой скорости
(2.1)
- для момента
, (2.2)
где 
и 
– соответственно начальная и конечная угловые скорости электродвигателя;
и 
– соответственно начальный и конечный моменты электродвигателя;
– механическая постоянная времени электропривода.
Производим расчет механического переходного процесса при пуске привода с линейной механической характеристикой электродвигателя и с постоянным моментом сопротивления рабочей машины. Статические механические характеристики электродвигателя приведены на рис.1. Рассмотрим пуск электродвигателя в три ступени пускового резистора.
Работа электродвигателя на первой ступени пускового резистора описываем выражением, в котором принимаю 
. Тогда
,
где – конечная угловая скорость электродвигателя, работающего на первой ступени пускового резистора;
– механическая постоянная времени электропривода, соответствующая работе привода, работающего на первой ступени пускового резистора:
- для машины постоянного тока независимого возбуждения
где 
– момент инерции электропривода, приведенный к валу электрической машины и равен:
где 
момент инерции двигателя;
момент инерции рабочей машины, приведенной к валу двигателя.
Механическая постоянная времени:
- для машины постоянного тока независимого возбуждения, работающего на естественной механической характеристике,
тогда для двигателя постоянного тока
Конечная угловая скорость на первой пусковой ступени 
. Работа двигателя на первой пусковой ступени длится 
. Задаваясь временем от 
до 
определяем угловую скорость двигателя, и результаты расчетов сводим в табл. 2.1.
Таблица 2.1
| t, c | 
| 3,978 | 5,967 | 7,956 | |
 , с-1
| 37,61 | 51,44 | 56,53 | 58,4 | |
| М, Н.м | 1611,7 | 1045,7 | 837,47 | 760,87 | 732,7 |
По данным табл. 2.1 построена кривая зависимости угловой скорости от времени 
, которая приведена на рис.2. Однако, при реализации автоматического управления пуском, двигатель разгоняется лишь до скорости 
, так как при этой скорости происходит переход двигателя на новую механическую характеристику. Поэтому для определения времени работы двигателя на первой ступени, на оси ординат откладываем значение скорости 
и из этой скорости проводим прямую параллельную оси абсцисс до пересечения с кривой 
. Из полученной точки «а» опускаем перпендикуляр на ось абсцисс и находим время работы двигателя на первой ступени пускового резистора 
. Далее расчет зависимости ведется по формуле (2.1), в которой начальными и конечными условиями будут: 
Механическая постоянная времени электропривода для второй ступени пускового резистора:
Аналогично предыдущему задаёмся временем t и рассчитываем 
, а результаты расчетов сводим в табл. 2.2.
Таблица 2.2
| t, c | 
| 2,16 | 3,24 | 4,32 | |
| , с-1
| 
| 70,88 | 77,27 | 79,63 | 80,49 |
| М, Н.м | 1611,7 | 1045,7 | 837,47 | 760,87 | 732,7 |
По данным табл. 2.2 построена кривая для второй ступени пускового резистора, которая приведена на рис.2. Двигатель, работая на второй ступени пускового резистора 
разгоняется только до скорости 
. Поэтому откладываем эту скорость на оси ординат и проводим из этой точки прямую параллельную оси абсцисс, до пересечения с кривой . Точку пересечения сносим на ось абсцисс и находим время 
работы двигателя на второй ступени пускового резистора. Далее расчет зависимости ведется по формуле, в которой начальными и конечными условиями будут: 
Механическая постоянная времени электропривода для третьей ступени пускового резистора:
Аналогично предыдущему задаёмся временем t и рассчитываем , а результаты расчетов сводим в табл. 2.3.
Таблица 2.3
| t, c | 
| 1,22 | 1,84 | 2,44 | |
| , с-1
| 90,16 | 93,53 | 94,77 | 95,23 | |
| М, Н.м | 1611,7 | 1045,7 | 837,47 | 760,87 | 732,7 |
По данным табл. 2.3 построена кривая для третьей ступени пускового резистора, которая приведена на рис.2. Двигатель, работая на третьей ступени пускового резистора 
, разгоняется только до скорости 
. Поэтому откладываем эту скорость на оси ординат и проводим из этой точки прямую параллельную оси абсцисс, до пересечения с кривой 
. Точку пересечения сносим на ось абсцисс и находим время t3 работы двигателя на третьей ступени пускового резистора.
Расчет зависимости 
ведется по формуле, в которой начальные и конечные значения 
одинаковы для всех ступеней пускового резистора, а изменяется лишь величина механической постоянной времени. Для первой пусковой ступени 
, для второй ступени 
и т. д. Задаюсь временем t с теми же значениями, что и при расчете кривой , находим момент М, а результаты расчетов заносим в табл. 2.1-2.3. По данным табл. 2.1-2.3 построена кривая 
, которая представлена на рис.2.