Переходные процессы в электроприводе: общие сведенья.

Любая физическая система, в том числе система электропривода, содержащая один или несколько источников энергии, называется динамической системой. Переход динамической системы из одного установившегося состояния в другое осуществляется за конечный промежуток времени. Интенсивность изменения энергии в переходном процессе характеризуется величиной, которая называется постоянной времени. С энергетической точки зрения постоянную времени T можно представить как отношение изменения энергии ∆Wза малый промежуток времени к изменению мощности ∆P: переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

Исходя из такого определения мы можем определить постоянную времени для указанных 4 видов.

1) Механический. переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru Если переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru ,то тогда переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru .

2) Магнитный. переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru Если переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

3) Электрический. переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru Если переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

4) Тепловой. переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru - Дж/ºС, переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru - Вт; переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru Если переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

A – Теплоотдача Вт/ºС переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

В зависимости от учета числа инерционностей электропривода переходные процессы разделяют на:

1) Механический переходной процесс переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

2) Электромеханический переходной процесс переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru .

В механических переходных процессах учитывается только одна постоянная времени – электромеханическая переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru . Рассмотренный переходной процесс возможен тогда, когда переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru , например, при реостатном пуске двигателя постоянного тока или асинхронного двигателя с фазным ротором, а также в электроприводах с большими инерционными массами (центрифуги, дробилки, механизм передвижения крана и т.п.).

В электромеханических переходных процессах учитываются 2 постоянные времени: электромеханическая переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru и электромагнитная(электрическая) переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru . Такие переходные процессы происходят при прямом пуске двигателя постоянного тока и асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, при набросе (сбросе) нагрузки двигателя, работающего на естественной характеристике.

Кроме того, вид переходного процесса электропривода будет зависеть от характера изменения во времени управляющего или возмущающего воздействий. В большинстве случаев возмущающее воздействие (нагрузка) изменяется скачком и определяется технологическим процессом машины(механизма), приводимой в движение электроприводом.

Целью расчета переходного процесса электропривода является получение зависимостей скорости ω,момента M и тока I и других величин от времени t для одно- и/или двухмассовой модели электропривода.

При расчете переходных процессов считают известными:

1) Начальные значения: переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru Конечные значения: переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

3)Закон изменения управляющего (возмущающего) воздействия.4) Параметры электропривода.

В результате подсчет переходного процесса можно оценить:

1)Соответствие характера переходного процесса требованиям, предъявляемым к механизму (допустимое, перерегулирование, колебательность, время переходного процесса).

2)Определение максимальные значения момента и тока, позволяющие проверить двигатель и силовой преобразователь по перегрузочной способности.

3)Проверить предварительно выбранный двигатель по нагреву.

4)Выбрать аппаратуру управления.

переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru 7.ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ЛИНЕЙНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ И МС=CONST ПРИ СТУПЕНЧАТОМ ВОЗДЕЙСТВИИ.

При ступенчатом управляющем (возмущающем) воздействии угловая скорость идеального холостого хода wо остается неизменной (wо=const), а линейность механической характеристики обеспечивает постоянство жесткости b этой характеристики. Структурная схема электропривода при указанных условиях показана на рис.4.1. На основании исходных уравнений этой системы

переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru дифференциальные уравнения для угловой скорости переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru (1)и электромагнитного момента переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru где переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru Dwс - статическое падение скорости,

Мс , wс - статический момент и статическая скорость электродвигателя.

Характеристическое уравнение переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

этих двух дифференциальных уравнений имеет корни

переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru Если обозначить переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

то переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

1) m < 4 – комплексно-сопряженные корни: переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru Wр- резонансная (собственная) частота колебаний электропривода,

a - коэффициент затухания;

2) m > 4 – два разных отрицательных корня: переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

n - минимальная частота собственных колебаний электропривода;

3) m = 4 – два одинаковых отрицательных корня: переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru .

Очевидно, что уравнения w(t) и М(t) для трех видов корней будут разными. Рассмотрим их. Для m < 4 можем записать решение дифференциального уравнения (1) в виде:а затем и уравнение угловой скорости электропривода в переходном процессе

переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

Решение дифференциального уравнения (2) для электромагнитного момента

переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

Если переходный процесс начинается с установившегося состояния, то уравнения могут быть преобразованы к виду:

переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru Где переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru wс.нач , Мс.нач – значения установившейся скорости и момента двигателя перед началом переходного процесса.

При m > 4 уравнение скорости и электромагнитного момента в переходном процессе будет искать в таком виде:

переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

Если переходный процесс начинается с установившегося состояния, то можно преобразовать к такому виду:

переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru где переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

В случае кратных корней (m = 4) решения дифференциальных уравнений (1), (2) ищутся в виде: переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

где постоянные интегрирования А2 , В2 и С2 , D2 определяются из начальных условий

Использование этих начальных условий позволяет найти:

переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

и окончательные уравнения скорости

переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

и электромагнитного момента

переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

Если переходный процесс начинается с установившегося состояния, то уравнения (могут быть представлены таким образом:

переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru переходные процессы в электроприводе: общие сведенья. - student2.ru

Наши рекомендации