КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
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 (Т М = 0,1…10 с); · электромагнитные – возникают при изменении электромагнитной энергии системы (Т Я= 0,01…0,1с); · электромеханические переходные процессы (Т М, Т Я); · тепловые – обусловленные изменением запаса тепловой энергии. Вызывают изменение активного сопротивления обмоток, т.е. влияют на электромеханические переходные процессы, но протекают значительно медленнее последних. (Т н= 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 T М>> T Я, то пренебрегая T Я =0, получаем .
Физическое толкование T М: время разгона электропривода до скорости идеального холостого хода при постоянном пусковом моменте М П = М КЗ и отсутствии нагрузки на валу МС = 0. Решение уравнения имеет вид ,
где ωуст = ωс; (Т М р + 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 T М, то можно составить таблицу
Из этих данных видно, что при t = 3 T М скорость вращения двигателя отличается от установившегося значения на 5%, а при t = 4 T М на 2%. Поэтому переходной процесс считают закончившимся при t = (3÷4 )T М.
Аналогично закон изменения момента и тока во времени ;.
Для определения T 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 MC = 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 LВ и омическим сопротивлением RВ, приложить постоянное напряжение UВ , то уравнение ЭДС для цепи, обмотки возбуждения ДПТ выразится следующим образом . Разделив правую и левую части на RВ, 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) TВ . Ориентировочно: Р = (1÷100)кВт→ TВ = (0,1÷1)с; Р = (100 ÷1000)кВт→ TВ = (1÷2)с; Р = (1000÷3000)кВт→ TВ =(2÷4)с.
Продолжительность нарастания тока может быть значительной (3÷4) TВ, 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 Т М > 4 Т Якорни будут вещественными и отрицательными
ç р 1 ç < ç р 2 ç;
; T 1 > T 2,
где: Т1 и Т2 - фиктивные постоянные времени, с.
Полное решение уравнения имеет вид: , где: A1 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 A1 и A2 ; .
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 Iнач = Iс.
Графики изменения скорости и тока во времени при пуске вхолостую. Длительность переходного процесса определяется большей из двух постоянных времени.
2. При Т М = 4 Т Якорни характеристического уравнения будут кратными, равными .
Решение дифференциального уравнения .
Коэффициенты A1 и A2 находят аналогично первому случаю.
Переходные процессы являются апериодическими с длительностью tпп = (3÷4) Т, меньше, чем в первом случае (Т<T1).
3. При Т М < 4 Т Якорни становятся комплексными ; ,
где ; .
Переходной процесс будет колебательным с частотой q.
Решение уравнения
где ; .
Переходной процесс затухающий и оканчивается за время tпп ≈ (3÷4) Т.
Дата добавления: 2014-01-15; Просмотров: 501; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |