Определение времени переходного процесса (пуск, торможение, разгон)

Понятия о статике и динамике электропривода.

Электродвигатель, механическая передача и рабочая машина механически соединены между собой и образуют совместно движующуюся систему.

Основное положение динамики электропривода: при движении системы электродвигатель – рабочая машина движущий момент всегда уравновешивается моментами сил сопротивления движению, т. е.

М _дв = М _с + М _дин,

где М _дв – вращающий момент двигателя;

М _с – статический момент сопротивления (создаётся всеми видами сил – силы молекулярного сцепления обрабатываемого материала, силы трения, силы притяжения к земле перемещающихся масс);

М _дин – динамический момент (создаётся силами инерции движущихся масс электропривода; возникают при изменеии скорости движения).

Если система движется с постоянной частотой вращения, то силы инерции отсутствуют, т. е. М _дин = 0,а М _дв = М _с.

При пуске системы скорость движущихся частей увеличивается, а всякое изменение скорости вызывает силы инерции масс этих частей. При увеличении частоты вращения силы инерции, создающие М _дин, будут направлены навстречу действию вращающего момента:

М _дв = М _п = М _с + М _дин,

Это же наблюдается при увеличении частоты вращения системы, когда нагрузка на двигателе уменьшается.

При уменьшении частоты вращения электропривода, что соответствует увеличению нагрузки, вращающиеся массы стремятся сохранить прежнюю частоту вращения, поэтому силы инерции направлены на поддержание движения

М _дв = М _с – М _дин,

При отключении двигателя от электросети М _дв = 0, но система мгновенно не остановится, а будет продолжать вращаться за счет М _дин по инерции

М _с = М _дин.

Процессы движения электропривода, соответствующие пуску, остановке, изменению нагрузки, являются неустановившимися процессами, т. к. протекают при изменении скорости вращения. Этот процесс продолжается до наступления равновесия М _дв = М _с.

Из уравнения основного движения электропривода определяем временя переходного процесса.

М _дв = М _с + М _дин;

М _дин = Jdω / dt = (GD ² /4 g 30) dn/dt = GD ² dn /375 dt

Откуда М _дв = М _с + GD ² dn /375 dt

Для определения времени переходных режимов проинтегрируем уравнение:

dt = GD ² dn /375(М _дв – М _с); t ₁.₂ = GD ² dn /375(М _дв – М _с);

При пуске, когда n₁ = 0

t _п = GD ² n_ном /375(М_п – М_с) = GD ² n_ном /375 М _дин

где n_ном – номинальная частота вращения двигателя по окончании разгона

(М_п – пусковой вращающий момент.

При пуске вхолостую М_с = 0

t _п = GD ² n_о /375 М_п; n_о – частота вращения х.х.

При замедлении

– (М _дв + М _с) = GD ² dn /375 dt

Если GD ² = const, М _дв = const, М _с = const

t _з = GD 2(n ₁ – n ₂)/375(М _дв + М _с);

Время остановки (n ₂ = 0) при отключении двигателя от сети (М _дв = 0)

t _ост = GD ² n₁ /375 М_с

Длительность переходного процесса определяется электромеханической постоянной времени Т _м

Т _м = GD ² n_о /375 М_кр; М _кр – критический момент

На практике t = (3…4) Т _м.

Ускорение переходного процесса, как следует из формул, может быть осуществлено путем снижения махового момента электродвигателя, специальные электродвигатели с пониженным маховым моментом имеют большую длину ротора (якоря) и меньший диаметр. Иногда вместо одного двигателя на одном валу устанавливают два половинной мощности каждый.

Дата добавления: 2014-01-07