Анализ переходных процессов в электрическом двигателе
Переходными процессами называется изменение тех или иных величин характеризующих работу электрического двигателя во время или при его переходе от одного установившегося состояния к другому.
Виды переходных процессов
Механические переходные процессы
Тепловые переходные процессы
Электромагнитные переходные процессы
Эти процессы различаются по инерционности:
Механическая инерционность, которая определяется способностью движущихся масс запасывать кинетическую энергию
Тепловая инерционность определяется соотношением теплоемкости электрического двигателя и его способности отдачи тепла в определенную среду.
Электромагнитная инерционность обусловлена соотношением индуктивности и активного сопротивления цепей.
Механические переходные процессы асинхронных двигателей на рабочей прямой и шунтовых двигателей постоянного тока.
Уравнение движения
Скольжение:
=Bx
=const, Вх –
электромеханическая постоянная для
конкретного двигателя
От дифференциала берем интеграл, затем логарифмируем, находим константу с
S=Sc (1-c-t/Bx) + Sнач c-t/Bx.
М=Мc (1-c-t/Bx) + Мнач c-t/Bx.
t=0; M=Mнач
t=µ; M=Mc
Недостаток момена двигателя в начале переходного процесса компенсируется за счет кинетической энергии системы (инерции).
Скорость изменения момента и скорость двигателя зависит от Вх (от инертности привода).
Для скорости: w=wc (1-c-t/Bx) + wнач c-t/Bx.
W=Wc (1-c-t/Bx) + Wнач c-t/Bx.
I=Ic (1-c-t/Bx) + Iнач c-t/Bx.
P=Pc (1-c-t/Bx) + Pнач c-t/Bx.
Относительна скорость: n=nc (1-c-t/Bx) + nнач c-t/Bx.
Относительный момент: m=mc (1-c-t/Bx) + mнач c-t/Bx.
Относительный ток : i=ic (1-c-t/Bx) + iнач c-t/Bx.
Ударная нагрузка: (т.е. изменяется очень быстро)
Для увеличения инертности ставят маховик.
В случае ударной нагрузки для уменьшения изменения момента ставят двигателя необходимо увеличить момент инерции двигателя (установить маховик).
Физический смысл Bх
Электромеханическая постоянная времени Вх для данной механической характеристики, будучи поделенная на скольжение при номинальном моменте – есть время за которое разбежался двигатель от нуля до синхронной скорости, если бы избыточный момент был бы постоянный равный номинальному моменту то есть:
Анализ переходных процессов для двигателей с линейными механическими характеристиками (асинхронный двигатель)
1. Построение зависимостей w=f(t); M=f(t) и определение времени переходного процесса при пуске асинхронного двигателя с коротко замкнутым ротором.
а) методом пропорции
М
изб
– избыточный момент (чем выше тем легче
пуск двигателя
Мизб=0 то двигатель не запустится
;
=>
,
но Мизб ¹
const
В пределах Dw Мс и Мд меняются незначительно и можно считать Мизб =const
время разбега определенного участка
Можно разделить всю характеристику на
участок
,
где
=const
Принимаем масштаб скорости mw=w0/оа;
mм=Мп/ов; mJ=J/оа;
точка А произвольна по оси моментов
Откладываем на оси w величину Мизб и получаем полюс В.
Через точку А и полюс В проводим прямую АВ, затем через точку О проводим прямую параллельную АВ до пересечения с => ОС
Далее ведем прямую из точки С до пересечения с осью момента, получаем точку Д.
Треугольник ОАВ подобен ДОС.
время разгона на 1 участке
Dt1 разгоняется до Dw1;
Dt2 разгоняется до Dw2;
Dt3 разгоняется до Dw3;
. . ………………………
Затем складываем Dt1 + Dt2 + Dt3 + … Dtn и узнаем время разбега двигателя
Далее аналогично берем Dw2, Мизб=const,
Откладываем Мизб на оси w, получаем точку В2
Из точки А проводим луч через В2
Из точки С1 проводим параллельную прямую АВ2 до пересечения до Dw2 и получаем точку С2. Опускаем вниз и получаем точку Д2, получаем отрезок Dt2.
И так далее, затем получаем Dti.
Строим кривую М(t). Для этого определяем величину Мi при DДi, и откладываем это значение на линиях Dti.
На каждой Dti откладываем момент
DwI= 8 - 9 отрезков
Оптимально берется 8 – 9 отрезков Dwi.
