Регулирование скорости ДПТ НВ в системе «генератор-двигатель».

Принципиальная схема включения ДПТ НВ по системе Г-Д

Генератор с пост. угл. скоростью приводится во вращение асинхр. или синхр. двигателем М1, питание цепей возбуждения Г и исполнительного двигателя М осущ. от независимого источника пост. тока.

При вращении якоря генератора со скоростью Ф_Г ≈ const, ЭДС на его зажимах равна Е_Г = kФ_Гω_Г и электромеханическая характеристика описывается, как

 

- угловая скорость двигателя.

 

 

Т.о., регулирование скорости двигателя М осуществляется изменением потока возбуждения ФГ (т.е. напряжением якоря) вниз от естественной характеристики и потока ФД – вверх. Такое регулирование называется двухзонным и позволяет существенно увеличить диапазон регулирования – до D = 8-10 в разомкнутых системах и до D = 1000 и более в замкнутых системах управления.

Регулирование плавное, т.к. осуществляется в цепях возбуждения. Недостатком является низкий КПД, связанный с многократными электромеханическими преобразованиями мощности. Суммарный КПД системы равен .Еще один недостаток системы Г-Д – большие массогабаритные показатели. В настоящее время эти системы вытесняются приводами с управляемыми вентильными выпрямителями.

 

30. Принцип действия и схемы тиристорных преобразователей напряжения. Основным типом преобразователей, примен. в наст. время в регулир. электроприводе ПТ явл. полупроводниковые статич. преобр-ли, в основном тиристорные преоб-ли (ТП). Они представл. собой управляемые реверсивные или нереверсивные выпрямители, собранные по нулевой или мостовой однофазной или трехфазной схеме. Принцип действия ТП основан на том, что в положительный полупериод питающего напряжения тиристор, подобно ключу, открывается и подает напряжение к двигателю только часть этого полупериода (рисунок 8.3). При этом среднее выпрямленное напряжение на нагрузке U_СР определяется углом задержки отпирания вентиля α, называемым углом управления.

На рис. 8.4 приведен пример трехфазной нулевой реверсивной схемы ТП, на рис. б приведена мостовая схема ТП

Для m – фазного управляемого выпрямителя при непрерывном токе

. При анализе статических свойств ТП его структурную схему удобно представить в виде двух последовательно включенных звеньев (рисунок 9): системы импульсно-фазового управления (СИФУ) и собственно тиристорного преобразователя (силового блока). Входным сигналом СИФУ является напряжение управления U_у, которое преобразуется в угол регулирования тиристоров α и определяет среднее значение выпрямленного напряжения U_dна выходе силового блока.

Коэффициент передачи СИФУ представляет собой отношение приращения угла регулирования к приращению напряжения управления. .Коэффициент передачи собственно ТП есть отношение приращения среднего значения выпрямленного напряжения к приращению угла регулирования тиристоров . Общий коэффициент усиления зависимого инвертора представляет собой отношение приращения среднего значения выпрямленного напряжения к приращению напряжения управления и в соответствии со структурной схемой .

31.Электропривод ПТ по схеме «ТП-Д». Схема регулирования электропривода осущ. по схеме

Приводы по схеме ТП-Д (рисунок 8.1) являются наиболее распространенными регулируемыми приводами постоянного тока.Уравнения электромеханической и механической характеристик при питании якоря ДПТ от тиристорного преобразователя (ТП) приобретают вид , где RП – эквивалентное сопротивление тиристорного преобразователя.

В результате влияния сопротивления преобразователя, характеристики ЭД в разомкнутой схеме управления становятся менее жесткими, чем естественная характеристика (рисунок 8.2). Однако в современных ТП применяются различного рода обратные связи, стабилизирующие скорость при изменении нагрузки.

, где Ud0 максимальное выпрямленное напряжение ТП определяется схемой выпрямления и величиной подводимого к схеме напряжения (вторичного фазного напряжения питающего трансформатора): Ud0 = kСХU2Ф.

 

32. Реверсивные схемы тиристорных преобразователей напряжения. Основным типом преобразователей, примен. в наст. время в регулир. электроприводе ПТ явл. полупроводниковые статич. преобр-ли, в основном тиристорные преоб-ли (ТП). Они представл. собой управляемые реверсивные или нереверсивные выпрямители, собранные по нулевой или мостовой однофазной или трехфазной схеме. Принцип действия ТП основан на том, что в положительный полупериод питающего напряжения тиристор, подобно ключу, открывается и подает напряжение к двигателю только часть этого полупериода При этом среднее выпрямленное напряжение на нагрузке U_СР определяется углом задержки отпирания вентиля α, называемым углом управления. Нереверсивные схемы ТП используют в те х случаях когда ЭП должен работать в двигат. режиме и режиме торможения противовключением. Если возникает необходимость получения хар-к, располагаемых во всех 4-х квадрантах и реверс двигателя, примен. реверсивные выпрямители. (они состоят из 2- х коплектов нереверсивных выпрямителей)

33. Регулирование АД переключением числа пар полюсов. Частоту вращения ротора электродвигателя переменного тока можно определить, как , (9.1) где f - частотa питающего напряжения; p_п - число пар полюсов; s - скольжение. Изменяя один или несколько параметров, входящих в (9.1), можно регулировать частоту вращения и момент АД. Следоват-но, угл. скорость можно рег-ть, изменяя число пар полюсов при заданной частоте питающ. сети и мало измен. скольжении. Регулир-ие ступенчатое вследствие целого числа пар полюсов. Данный способ рег-ия практич-ки реализуется в двигателях с короткозамкнут. ротором, где переключ. производиться в обмотке статора, обмотка ротора при этом автоматич. приспосабл. Если использ. Д с фазным ротором, то преключ. числа пар полюсов в стаоре потребует одновремен. переключ. полюсов и на роторе, что значит. усложн. конструкцию.поэтому чаще использ. Д с короткозамкн. ротором, в кот. переключ. полюсов осущ. изменением направления тока в отдельных половинах каждой фазной обмотки. Существует большое разнообразие схем переключения числа пар полюсов. При необходимости изменить напряжение на обмотке используют соединение обмоток треугольником, двойным треугольником, звезда – треугольник и т.д. Широкое распространение этот вид регулирования получил в станкостроении, грузоподъемной технике (лифты), для вентиляторов, насосов и других отраслях., т.е. там где не требуется плавное рег-ие. Трудоемкость изготовления многоскоростного электродвигателя возрастает по сравнению с обычной машиной за счет выполнения обмотки секционированной. Данный способ явл. весьма экономичным и отлич. мех. хар-ками обладающ. большой жесткостью.

 

34.Регулирование частоты вращения асинхр. электродвигателей изменением напряжения на его статоре. Если регулир. напряж-ие, подводимое к 3-м фазам АД, то можно изменять макс. момент не изменяя критич. скольжения.Регулирование частоты вращения электродвигателей изменением напряжения на его статоре осуществляется обычно системой «тиристорный регулятор напряжения – асинхронный двигатель».

Вращающий момент асинхронного электродвигателя пропорционален квадрату напряжения, подводимого к электродвигателю. При изменении напряжения значение критического скольжения не изменяется, поэтому максимальный момент при любых изменениях напряжения соответствует одному и тому же значению критического скольжения, равному примерно 0,1-0,2. Этим определяется сравнительно узкий диапазон регулирования по частоте вращения, который может обеспечить этот способ регулирования.

 

Пределы регулирования можно увеличить, используя АД с повышенным скольжением или включение добавочного сопротивления в цепь фазного ротора, а также применяя системы управления, замкнутые по скорости.

Регулир. угловой скорости Д при этом способе происходит за счет уменьшения модуля жесткости мех. хар-к и осущ. вниз от номин. угл. скорости. Плавность рег-ия опред-тся плавностью измен. напр-ия. При относительной дешевизне и простоте в обслуживании, основным недостатком данного варианта является то, что энергия скольжения рассеивается в двигателе,

 

а коэффициент мощности системы уменьшается с увеличением скольжения двигателя.

35. Регулирование частоты вращения асинхронных электродвигателей в схеме асинхронно-вентильного каскада. (АВК) Каскадные электроприводы с АД с фазным ротором целесообразно примен. в установках средней и большой мощности, работающих в продолжит. режиме при относит-но небольших диапазонах регулирования.(воздуходувки центробежные насосы, шаровые мельницы и т.д.) Они позволяют полезно использовать энергию скольжения, легко поддаются автоматизации. По типу устройства, преобраз. энергию скольжения, различ. электромашинные, вентильно-машинные и вентильные каскады. На рис. приведена принципиальная схема АВК, в кот. электромех. агрегат пост. скорости заменен инвертором.

АД М подключен со стороны статора к сети перемен. тока, роторная цепь его ч/з выпрямитель В, инвертор И и согласующий тр-р Т присоединяется к той же питающ. сети. Принцип действия этого каскада состоит в том, что в цепь выпрямленного тока ротора вводится добавочная ЭДС, получаемая регулированием угла В

 

Опережения включения тиристорного инвертора. Ток в роторной цепи , где - 1,35 , =2,34 - ЭДС х.х. инвертора при В=0, -эдс фазы тр-ра, -суммарное падение напряжения в вентилях роторной и инверторной групп, Rэ- эквив. сопр-ие, привденное к роторной цепи. Ур-ие момента АД Ммакс= . Ток ротора равен отсюда при Id=0 пренебрегая U получим , далее после преобразований получим приближенное выражение для момента Примерные мех.хар-ки

 

некотором угле В перегрузочная способность АВК падает. Регулировочные св-ва АВК при уменьшении угловой скорости ограничены некоторым допустимым по условиям уст.работы инвертора мин. углом В и током инвентирования. Макс. угловая скорость АВК при номин. моменте составляет 0,9w0, мин. угл. скорость практич. принимается равной 0,5w0.

АВК, из кот. видно, что при

.

 

 

36. Частотно-регулируемый электропривод. Законы частотного рег-ия. Частоту вращения ротора электродвигателя переменного тока можно определить, как , где меняя один из параметров можно регулировать угл. скорость АД. При рег-ии частоты также возникает необходимость рег-ия амплитуды напряжения источника, что следует из выражения U1=E1=kФf1. Если при неизменном напряжении изменять частоту, то поток будет измен. обратно пропоц. частоте, т.е. при уменьш. частоты поток возрастет и приведет к насыщению стали машины и к резкому увелич. тока и превышению темпиратуры, при увелич. частоты поток будет уменьшаться и как следствие будет уменьшаться и допустимый момент. Тогда следует вывод, что при изменении частоты питания необходимо одновременно изменять и действующее значение напряжения, кот. изменяется по отношению к частоте в соответсвии с каким-либо законом частотного рег-ия. Законы частотного регулирования Для идеализированного электродвигателя, у которого можно пренебречь активным сопротивлением статора, основной закон изменения напряжения при частотном регулировании выражается формулой: (9.2) где: МС1 и МС2 – моменты статической нагрузки, соответствующее работе двигателя при частотах f1 и f2; U11 U12- напряжение на двигателе при тех же частотах.При постоянстве момента статической нагрузки напряжение источника питания должно изменяться пропорционально его частоте.В этом случае для идеализированного двигателя сохраняется перегрузочная способность (Мк=const) и закон изменения напряжения примет видU1/ f1 = const,(9.3)При постоянстве мощности на валу двигателя в процессе регулирования скорости закон изменения напряжения: , (9.4При вентиляторной нагрузке напряжение на статоре должено изменяться по закону: (9.5)

 

37 Преобразователи частоты для управления АД. Непосредственный ПЧ. в наст. время для осущ. частотного рег-ия угл. скорости широкое применение находят ПЧ, на выходе кот. по требуемуму соотношению меняется как частота, так и амплитуда напряжения. ПЧ делят на электромашинные и вентильные. В свою очередь по принципу формирования выходного напряжения или тока ПЧ можно подразделить на непосредственные преобразователи частоты (НПЧ, или циклоконверторы) и ПЧ со звеном постоянного тока. В НПЧ используется коллекторная машина переменного тока, на вход кот. подают переменное напр-ие с пост. частотой и амплитудой, а на выходе ее получают напр-ие с регулир. частотой и амплитудой. В устройствах данного типа функции выпрямления напряжения сети и его преобразование в напряжение или ток требуемой частоты выполняются в одном устройстве. Это обусловливает однократное преобразование энергии и высокое значение КПД, малые габариты и массу НПЧ. Они выполняются по тем же схемам, что и выпрямители (однофазные, многофазные, нулевые, мостовые). На рисунке 10.1 приведена простейшая схема НПЧ, осуществляющего преобразование трехфазного напряжения промышленной частоты f₁ в однофазное напряжение регулируемой частоты f₂.

Преобразователь выполнен по схеме двухкомплектного реверсивного выпрямителя по встречно-параллельной нулевой схеме. Каждая группа 1V и 2V открывается на время, равное полупериоду выходного

напряжения Т₂/2, причем положительная полуволна формируется при работе группы 1V, отрицательная – группы 2V. Выходное напряжение преобразователя представляет собой огибающую фазных напряжений. Форма этого напряжения зависит от числа фаз сети, частоты выходного напряжения, которую можно регулировать путем изменения длительности проводимости групп 1V и 2V, и т.д.

Дальнейшее повышение частоты связано с отказом от естественной коммутации вентилей, увеличением фаз питания или подачей на преобразователь напряжения повышенной частоты. Потому область применения НПЧ в регулируемом электроприводе ограничена тихоходными безредукторными электроприводами и схемами управления по цепи ротора (машины двойного питания).

 

38. Преобразователи частоты для управления АД. ПЧ с управляемым выпрямителем. в наст. время для осущ. частотного рег-ия угл. скорости широкое применение находят ПЧ, на выходе кот. по требуемуму соотношению меняется как частота, так и амплитуда напряжения. ПЧ делят на электромашинные и вентильные. В свою очередь по принципу формирования выходного напряжения или тока ПЧ можно подразделить на непосредственные преобразователи частоты (НПЧ, или циклоконверторы) и ПЧ со звеном постоянного тока. ПЧ с ЗПТ в свою очередь делятся на ПЧ с управляемым выпрямителем и ПЧ с широтно-импульсной модуляцией. ПЧ с ЗПТ и с УВ находит широкое применение для пром. приводов. Структурная схема приведена на рис. ПЧ состоит из 2-х силовых элементов- УВ и автономный инвертор АИ.

Промышл. частоты, с выхода УВ пост. регулир. напр-ие подается на АИ, кот. преобразует пост. напр-ие в перемен. регулир. амплитуды и частоты. Выходная частота регулир-тся в широких пределах и опред-тся частотой коммутации тиристоров инвертора. ПЧ позволяет рег-ть частоту как вверх, так и вниз от частоты питающей сети, он отлич. выс. КПД, занчит. быстродействием, малыми габаритами, выс. надежностью и бесшумием в работе. В качестве УВ чаще всего использ 2 тиристора и два диода включ. в полуупавляемую мостовую схему для получения двухполупериодного выпрямленного напряжения. АИН состоит из 6 тиристоров, 6 последовательно включенных с ними диодов и 6 диодов включенных по трехфазной мостовой схеме. Преобразование пост. напр-ия в трехфазное переменное осущ. коммутацией тиристоров, работающих в опред. последовательности. В каждый момент времени вне коммутации открыты одновременно 2 тиристора. Вых. напр-ие при чисто акт нагрузке имеет ступенчатую форму и длительность каждой ступени соответсвует 1/6 периода вых. напр-ия.

 

39. Преобразователи частоты для управления АД. ПЧ с широтно-импульсной модуляцией ШИМ. в наст. время для осущ. частотного рег-ия угл. скорости широкое применение находят ПЧ, на выходе кот. по требуемуму соотношению меняется как частота, так и амплитуда напряжения. ПЧ делят на электромашинные и вентильные. В свою очередь по принципу формирования выходного напряжения или тока ПЧ можно подразделить на непосредственные преобразователи частоты (НПЧ, или циклоконверторы) и ПЧ со звеном постоянного тока. ПЧ с ЗПТ в свою очередь делятся на ПЧ с управляемым выпрямителем и ПЧ с широтно-импульсной модуляцией.

Отличит. чертой инверторов с ШИМ явл.не только возможность рег-ия в них как напр-ия, так и частоы от 0 до номин. значения, но и получение формы вых. тока, близкой к синусоидальной. Это

 

позволяет обеспечить весьма широкий диапазон регулирования угл. скорости АД и уменьшить потери в нем от высших гармоник. При использ. инверторов с шИМ отпадает необходимость в источнике регулируемого выпрямленного напр-ия, что упрощает силовую схему и позволяет получить коэф-нт мощности ПЧ близкий к 1. На рисунке 10.8 представлен однофазный инвертор напряжения с ШИМ.

В качестве примера рассмотрена двухполярная односторонняя ШИМ, когда в качестве опорного напряжения используется пилообразное опорное напряжение Uн с высокой частотой Wн, с которой коммутируются вентили силовых групп. Длительность импульсов несущей частоты изменяется с каждым периодом в соответствии с формой модулирующего напряжения Uм. Это достигается сравнением опорного напряжения Uн с модулирующим, и переключение вентилей происходит в момент их равенства. Тогда выходное напряжение описывается логической функцией (10.1) Выходное напряжение, усредненное за период несущей частоты, можно записать, как (10.2)где UП – выпрямленное напряжение на входе инвертора; t1, t2 – время включенного состояния вентильных групп;ТН ­­=2π/ωнес – период опорного напряжения.При синусоидальной ШИМ, обеспечивающей минимальное содержание высших гармонических в Uвых,

(10.3)где μ=UM/UMmax – относительное значение глубины модуляции; UMmax – максимальное напряжение модулирующего напряжения; ωвых – частота выходного напряжения.

 

складываются напряжения задания по скорости Uзс и напряжения от датчика скорости Uдс. Напряжение управления равно Uy = (Uзс – Uдс)×крс. (11.1) ЭДС преобразователя уравновешивается ЭДС двигателя и падением напряжения на эквивалентном сопротивлении Еп = Uу ×кп = Е + I×RЭ, (11.2)где Е = k×Фн×ω - ЭДС якоря ДПТ; КП – коэффициент усиления преобразователя. Напряжение датчика скорости пропорционально частоте вращения якоря двигателя Uдс = кдс× ω. (11.3)

40. Замкнутые системы автоматизированного электропривода. АЭП с отриц. обр. связью по скорости. Замкнутые системы рег-ия использ. для расширения диапазона рег-ия и повышения точности. Идея замкнутых систем сводиться к тому, что в системе автоматич. компенсир. воздействие возмущающих факторов и угловая скорость или момент АД могут быть с большой точностью поддерживаться на требуемом уровне. Замкнутые системы рег-ия хар-тся наличием обратных связей ОС, различ. положит и отриц. ОС При увеличении регулир-ой величины положит. ОС еще больше ее увеличивает, а отриц.-уменьшает. Бывают жесткими и гибкими. Жесткие связи действуют как в переходном так и в уст-мся режимах работы, гибкие – только в переходном режиме. Система АЭП с отрицательной обратной связью по скорости представлена на рисунке 11.1. На рисунке РС – регулятор скорости с коэффициентом усиления К_РС, ДС - датчик скорости с передаточным коэффициентом к_дс. На сумматоре алгебраически

Совместное решение уравнений (11.1), (11.2) и (11.3) дает выражение (11.4) для электромеханической характеристики привода с отрицательной обратной связью по скорости (U_зс – к_дс× ω)×к_рс×к_п = k×Ф_н× ω + I×R_Э,U_зс×к_рс×к_п + к_дс× ω ×к_рс×к_п = k×Ф_н× ω + I×R_Э,

где К_д = 1/kФ_Н – коэффициент передачи двигателя. На рисунке 11.2 представлены естественная и искусственные статические характеристики ЭП с ООС по скорости.

В замкнутой системе снижение скорости и при кдс×крс×кп = 0 соответствуют разомкнутой системе. При кдс×крс×кп → ¥ (т.е. при очень большом коэффициенте усиления) можно получить

 

 

абсолютно жесткие характеристики (∆ω = 0). Такие же характеристики можно получить при интегральном регуляторе скорости.

 

41. Замкнутые системы автоматизированного электропривода. АЭП с обр. связью по току. На рисунке 11.3 представлена схема ЭП с обратной связью по току. На рисунке РТ – регулятор тока с коэф-том усиления К_РТ, ДТ - датчик тока с передаточным коэффициентом к_д.

На сумматоре алгебраически складываются напряжения задания по току UзТ и напряжения от датчика тока UдТ. Напряжение управления равно Напряжение управления и ЭДС преобразователя определяются, как Uy = (UзТ ± UдТ)×крТ, (11.5) ЭДС преобразователя уравновешивается ЭДС двигателя и падением напряжения на эквивалентном сопротивлении Еп = Uу ×кп = Е + I×RЭ. (11.6) где Е = k×Фн×ω - ЭДС якоря ДПТ; КП – коэффициент усиления преобразователя.

 

Напряжение датчика тока пропорционально току якоря двигателяUдТ = кдТ× I = β×I× RЭ. (11.7)Совместное решение уравнений (11.5), (11.6) и (11.7) дает выражение (11.8) для электромеханической характеристики привода с положительной или отрицательной обратной связью по току , (11.8) где (+) – для положительной ОС, (-) – для отрицательной ОС. При положительной обратной связи по току снижение скорости , и при к_дТ×к_рТ×β = 0 соответствует разомкнутой схеме, при к_дТ×к_рТ×β = 0 характеристика будет абсолютно жесткой, а при к_дТ×к_рТ×β →∞ - ∆ω→ -∞ (отрицательная жесткость). Положительная обратная связь по току делает характеристики более жесткими, чем те же характеристики в разомкнутой системе (см. рисунок 11.4).

Отриц.ОС по току обеспечивает перепад скорости и применяется для реализации мягких характеристик ЭП. При кдТ×крТ×β = 1 характеристика будет соответствовать

разомкнутой системе, а при к_дТ×к_рТ×β →∞ - ∆ω→∞ (абсолютно мягкая). В одноконтурных системах АЭП отрицательная обратная связь, как правило, применяется задержанная, т.е. вступает в работу при определенной токовой нагрузке. Для задержания ОС применяется стабилитрон.

43. Двухконтурная система электропривода с отриц. ОС по скорости и отсечкой (задержанной ОС) по току. С целью огра­ничения тока в вентильном преобразователе и якоре дви­гателя может использоваться задержанная отрицательная обратная связь по току (токовая отсечка). В этом случае электропривод имеет экскаваторную характеристику. На рисунке 11.5 представлена функциональная схема двухконтурной системы электропривода с отрицательной обратной связью по скорости и отсечкой (задержанной обратной связью) по току.

В зависимости от величины тока якоря, возможны два режима работы привода: а) I < Iотс, ½Uдт½< Uст VD. В рабочем диапазоне тока работает только одна отрицательная обратная связь по скорости (сигнал ОС по току не поступает на усилитель).Тогда параметры и характеристики (при Rзс = Rдс) описываются уравнениями

U_y = (U_зс – U_дс)×к_рс. (Напряжение управления), ЭДС преобразователя: Е_п = U_у ×к_п = Е + I×R_Э, (11.2)где Е = k×Ф_н×ω - ЭДС якоря ДПТ; К_П – коэффициент усиления преобразователя. Напряжение датчика скорости пропорционально частоте вращения якоря двигателя U_дс = к_дс× ω(11.3). и угл. скорость где К_д = 1/kФ_Н – коэффициент передачи двигателя. б) I > I_отс, ½U_дт½> U_{ст VD}. В этом диапазоне тока одновременно на входе регулятора скорости действуют два сигнала ОС: - сигнал по скорости, который стремится сделать скоростную характеристику более жесткой; - сигнал по току, который стремится сделать скоростную характеристику более мягкой. Для получения требуемой характеристики должна преобладать ОС по току. Сигнал управления становится равен U_y = (U_зс – U_дс – U_дт + U_ст)×к_рс

где U_ДТ = b×I×R_Э - сигнал датчика тока; U_СТ – напряжение пробоя стабилитрона. Решая совместно уравнения (11.2), (11.3) и U_y = (U_зТ ± U_дТ)×к_рТ, (11.5)получим выражение (11.10) для второго участка электромеханической характеристики привода при наличии обратных связей по скорости и по току [U_зс – ω×к_дс – b×I×(R_a + R_п) + U_ст]×к_рс×к_п = с_е×Ф_н× ω + I×(R_a + R_п), . (11.10) Статические характеристики двухконтурной системы АЭП с отрицательной ОС по скорости и отсечкой по току представлены на рисунке 11.6.

Пусть привод работал в точке ωНАЧ,, МНАЧ = МС характеристики 1 и в момент времениt=0 был мгновенно приведен на новую характеристику 2. Уравнение (12.1) в этом случае – ДУ с разделяющимися переменными и его решение имеет вид Постоянную интегрирования С найдем из начального условия ω(t=0)=ωНАЧ=С. Окончательно:

44. Переходные процессы в электроприводе при L=0 и изменениях воздействующих факторов скачком. M=const, Mc=const. Перех. или динамич. режимом наз-тся режим работы при переходе из одного состояния привода к др., происходящему во время пуска, торможения, реверсирования и резкого приложения нагрузки на валу, при кот. происходит изменение момента нагрузки Мс и момента двигателя М. В переходном режиме электропривода одновременно и взаимосвязано м/у собой действуют перех. мех. электромагн. и тепловые процессы. Обычно тепловые процессы не учитывают и имеют место только электромагн. и мех. процессы. Электромагн. ПП вызываются электромагн. инерцией обмоток Эл. машин и аппаратов. В некоторых случаях влиянием электромагн. процессов можно принебречь, т.е. L=0 и ПП будеут опред-тся только мех. процессами, в кот. учитывается только мех. инерция движущихся масс электропривода.Все переходные процессы подчиняются механическому уравнению движения . (12.1) Искомые зависимости ω(t) и М(t) должны быть получены решением (12.1) при заданных начальных условиях. M=const, M_C =const (рисунок 1)

 

(12.2)

 

45 Переходные процессы в электроприводе при L=0 и изменениях воздействующих факторов скачком. Mс=const, M ≡ω. Перех. или динамич. режимом наз-тся режим работы при переходе из одного состояния привода к др., происходящему во время пуска, торможения, реверсирования и резкого приложения нагрузки на валу, при кот. происходит изменение момента нагрузки Мс и момента двигателя М. В переходном режиме электропривода одновременно и взаимосвязано м/у собой действуют перех. мех. электромагн. и тепловые процессы. Обычно тепловые процессы не учитывают и имеют место только электромагн. и мех. процессы. Электромагн. ПП вызываются электромагн. инерцией обмоток Эл. машин и аппаратов. В некоторых случаях влиянием электромагн. процессов можно принебречь, т.е. L=0 и ПП будеут опред-тся только мех. процессами, в кот. учитывается только мех. инерция движущихся масс электропривода. Все переходные процессы подчиняются механическому уравнению движения (12.1). Искомые зависимости ω(t) и М(t) должны быть получены решением (12.1) при заданных начальных условиях. Mс=const, M ≡ω.

Уравнение линейной механической характеристики двигателя с отрицательной жесткостью (например, ДПТ НВ) может быть записано, как , (12.4) или , (12.5) где β=dM/dω – жесткость механической характеристики, для линейной характеристики β=∆M/∆ω. Из (12.5) и (12.1) получаем , Или . Подставив в (12.1) значение dω/dt, полученное из (12.4), получим

или .Коэффициент при производной называется электромеханической постоянной времени. Время разгона привода согласно и рисунку 12.3, равно

,что соответствует значению ТМ. Отсюда можно считать, что ТМ представляет собой время, за которое привод разогнался бы вхолостую из состояния покоя до ω=ω0 под действием момента короткого замыкания. Для ДПТ НВ ,и ТМ можно выразить через параметры Д . (12.6)Уравнения для скорости и момента имеют одинаковый вид и решаются, как

. Поскольку решение представляет собой экспоненту, за время t=3TM значение х достигает 0.95 от установившегося значения, т.е. можно считать процесс завершенным.

 

46 Переходные процессы в электроприводе при L=0 и изменениях воздействующих факторов скачком. Mс, М-нелинейны. Перех. или динамич. режимом наз-тся режим работы при переходе из одного состояния привода к др., происходящему во время пуска, торможения, реверсирования и резкого приложения нагрузки на валу, при кот. происходит изменение момента нагрузки Мс и момента двигателя М. В переходном режиме электропривода одновременно и взаимосвязано м/у собой действуют перех. мех. электромагн. и тепловые процессы. Обычно тепловые процессы не учитывают и имеют место только электромагн. и мех. процессы. Электромагн. ПП вызываются электромагн. инерцией обмоток Эл. машин и аппаратов. В некоторых случаях влиянием электромагн. процессов можно принебречь, т.е. L=0 и ПП будеут опред-тся только мех. процессами, в кот. учитывается только мех. инерция движущихся масс электропривода.Все переходные процессы подчиняются механическому уравнению движения (12.1) Искомые зависимости ω(t) и М(t) должны быть получены решением (12.1) при заданных начальных условиях. Mс, М-нелинейные.

В этом случае можно воспользоваться одним из итерационных методов. Для примера приводим графо – аналитическую интерпретацию пуска АД. Статическая механическая характеристика АД М(s) строится по формуле Клосса где в диапазоне скольжений от 1 до 0 (двигательный режим). Далее рассчитывается и строится кривая динамического момента (рисунок 12.4) ,которая разбивается на n участков. На каждом участке динамический момент равен М_динi. Переходя от бесконечно малых приращений к конечным приращениям, уравнение движения (3) записываем для i – го участка, как , время пуска на каждом участке .