Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Переходные процессы двигателей с линейной характеристикой



 

 

При работе электропривода существуют следующие переходные процессы:

· механические – связанные с изменением кинетической и потенциальной энергии системы. Они характеризуются механической постоянной времени (Т­М­ = 0,1…10 с);

· электромагнитные – возникают при изменении электромагнитной энергии системы (Т­Я­= 0,01…0,1с);

· электромеханические переходные процессы (Т­М­ , Т­Я­);

· тепловые – обусловленные изменением запаса тепловой энергии. Вызывают изменение активного сопротивления обмоток, т.е. влияют на электромеханические переходные процессы, но протекают значительно медленнее последних. (Т­н= 103 с).

 

Из общего дифференциального уравнения двигателя постоянного тока при ic = const, , , ,

Получаем

.

 

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

 

При анализе механических переходных процессов учитывают только механическую инерционность системы. Поскольку T­М­>>Я­, то пренебрегая Я­=0, получаем

.

 

Физическое толкование М: время разгона электропривода до скорости идеального холостого хода при постоянном пусковом моменте М­П­ = М­КЗ и отсутствии нагрузки на валу М­С­ = 0. Решение уравнения имеет вид

,

 

где ω­уст­ = ω­с­; (Т­М­р + 1 = 0).

 

Постоянная интегрирования А определяется из начальных условий переходного процесса. В общем случае при t = 0 ,ω = ω­нач

.

Тогда

.

 

В частном случае, когда ω­нач­ = 0(при пуске)

.

Если в уравнение подставить время t в долях от TМ, то можно составить таблицу

 

Из этих данных видно, что при t = 3М скорость вращения двигателя отличается от установившегося значения на 5%, а при t = 4T­М на 2%. Поэтому переходной процесс считают закончившимся при t = (3÷4)T­М­.

 

Аналогично закон изменения момента и тока во времени

; .

 

 

Для определения М нужно знать приведенный момент инерции J. Его можно найти экспериментально с помощью режима свободного выбега. До отключения двигатель работал в установившемся режиме с моментом

 

.

 

После отключения двигателя поведение электропривода, если принять C­ = const, описывается

.

 

Замеряют время торможения и определяют

.

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

 

Электромагнитные переходные процессы обусловлены изменением запаса электромагнитной энергии в электрических машинах, пропорциональной индуктивности их цепей и квадрату протекающего по ним тока. Длительность определяется индуктивностью обмоток.

 

Если к зажимам обмотки, обладающей индуктивностью В и омическим сопротивлением В, приложить постоянное напряжение В­, то уравнение ЭДС для цепи, обмотки возбуждения ДПТ выразится следующим образом

.

Разделив правую и левую части на В, получим дифференциальное уравнение первого порядка

 

,

 

где: ; .

 

Физический смысл электромагнитной постоянной времени: это время, в течение которого ток в контуре, содержащем индуктивность, изменяется от нуля до установившегося значения, определяющегося величиной приложенного напряжения и омического сопротивления контура.

 

Решение уравнения для общего случая, когда при t= 0начальное значение тока i = I­нач

.

 

Продолжительность переходного процесса приблизительно (3÷4)В.

Ориентировочно:

Р = (1÷100)кВт→В­ = (0,1÷1)с;

Р = (100 ÷1000)кВт→В­ = (1÷2)с;

Р = (1000÷3000)кВт→В­ =(2÷4)с.

 

Продолжительность нарастания тока может быть значительной (3÷4)В, что приводит к уменьшению быстродействия. Для сокращения времени переходного процесса применяют форсировку возбуждения – различные способы ускорения нарастания тока возбуждения.

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

 

Решение общего дифференциального уравнения

 

 

зависит от корней его характеристического уравнения

 

,

 

которые равны

.

 

В зависимости от соотношения постоянных времени корни характеристического уравнения, а следовательно, и характер протекания переходного процесса будут различными.

 

1. При Т­М­> 4Т­Якорни будут вещественными и отрицательными

 

çр1 ç < ç р2 ç;

 

; T1 > T2,

 

где: Т­ и Т­2­- фиктивные постоянные времени, с.

 

Полное решение уравнения имеет вид:

,

где: 1­ и А­2­ - постоянные интегрирования.

 

Дифференцируя по времени последнее выражение, найдем закон изменения ускорения .

 

Ток якоря получим из уравнения движения

.

 

Подставляя в это выражение значение найденного ускорения, находим закон изменения тока якоря

,

 

В общем случае начальные условия процесса равны (при t=0): и .

Подставляя эти значения в соответствующие выражения, получим

 

Определим коэффициенты 1 и 2

;

.

 

Начальные значения скорости и тока и их установившиеся величины определяются по статическим характеристикам. При пуске вхолостую начальные значения тока и скорости могут быть приняты равными нулю ; при пуске под нагрузкой ω­нач­ = 0 и нач­ = I­с­.

 

Графики изменения скорости и тока во времени при пуске вхолостую.

Длительность переходного процесса определяется большей из двух постоянных времени.

 

2. При Т­М­= 4Т­Якорни характеристического уравнения будут кратными, равными

.

 

Решение дифференциального уравнения

.

 

Коэффициенты 1 и 2находят аналогично первому случаю.

 

Переходные процессы являются апериодическими с длительностью пп­ = (3÷4)Т, меньше, чем в первом случае (Т<T­).

 

3. При Т­М­< 4Т­Я­корни становятся комплексными

; ,

 

где ;

.

 

Переходной процесс будет колебательным с частотой q.

 

Решение уравнения

 

где ; .

 

Переходной процесс затухающий и оканчивается за время tпп­ ≈ (3÷4)Т.

 

 

 




Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.