8. Электромеханические переходные процессы при набросе и сбросе нагрузки электропривода

Положим, что до наброса нагрузки электропривод работал в установившемся состоянии при условиях:

При этих условиях можно использовать уравнения

После наброса нагрузки имеем

Цель исследования этого переходного процесса состоит в определении максимального динамического падения скорости, максимального электромагнитного момента и колебательности процесса.

Для определения экстремального значения скорости необходимо решить уравнение

откуда находим

И Получим

Поскольку то

где _с – статическое падение скорости.

Теперь Экстремальное значение скорости (t_m) можно записать в виде

или

Время t_m достижения экстремальных значений скорости удобнее найти из условия М_дин = 0, что соответствует

Важной характеристикой для взаимосвязанных электроприводов (прокатное, текстильное производство и т. п.) является относительное восстановление скорости

определяющее качество выпускаемой продукции. Чем меньше восстановление скорости при набросе нагрузки, тем меньше переменная деформация материала, проходящего через взаимосвязанные электропривода.

Колебательность переходного процесса оценивается логарифмическим декрементом затухания

Принимая Т_м = const можем найти отношение частот m_max , при котором достигается максимум частоты колебаний _р.max , решив уравнение

П ри m = 0 (Т_э  ) и m  4 (Т_м  4Т_э) частота колебаний равна нулю (рис.4.2). При m =1 относительное восстановление скорости составляет =0,3. Следовательно, при m = 2, когда электромеханическая постоянная времени в два раза превышает электромагнитную, в электроприводе будут минимальными колебательность и относительное восстановление скорости. Для определения максимума электромагнитного момента в переходном процессе решаем уравнение

или из которого находим а затем

получим экстремальные значения электромагнитного момента

9 Переходные процессы электропривода с линейной механической характеристикой при линейном задании скорости идеального холостого хода

где

ДляДПТ: дляАД:

Пуск ЭП с реактивным статическим моментом.

Переходный процесс развивается в 3 этапа:

1-ый этап.

2-ой этап:

3-ий этап:

При торможение ε₀<0;

При t<3Tм, ,

1. Если М_с<|М_дин.0|, то торможение будет происходить в 2 этапа

2. Если М_с>|М_дин.0|, то торможение будет происходить в 1 этап .

При М_с>|М_дин.0|: .

При М_с<|М_дин.0 :

При t<3Tм; , При t=t₀ ,

10 Переходные процессы в цепях возбуждения машин

Для аналитического описания переходных процессов примем следующие допущения:отсутствует взаимная индуктивность между обмотками возбуждения и якорем,отсутствуют потери на гистерезис и вихревые токи, отсутствует насыщение магнитной системы, т.е. , напряжение обмотки возбуждения .

;

к оторое делением левой и правой части на R_в приводится к дифференциальному уравнению где

Для ускорения (форсирования) переходных процессов применяют следующие способы:

1. Уменьшение постоянной времени.

При включении последовательно с обмоткой возбуждения добавочного сопротивления R_д

но установившееся значение тока возбуждения должно оставаться неизменным, т.е.

Следовательно, получаем, что для уменьшения постоянной времени в  раз необходимо увеличить напряжение . Мощность источника возбуждения

2. Задержанная отрицательная обратная связь.

решением которого при нулевых начальных условиях будет

откуда находим

Уменьшение времени переходного процесса составит

Для =2 это будет

а увеличение мощности источника питания

3. Непрерывная отрицательная обратная связь.

В этом случае обмотку возбуждения генератора (или электромашинного усилителя) включают на разность напряжений (Рис.4.21). Для цепи возбуждения можно написать уравнение электрического равновесия

, если принять .

Считая магнитную систему генератора ненасыщенной, имеем

, где - коэффициент пропорциональности, имеющий размерность Ом.

, где , , 

4. Включение емкости в цепь обмотки возбуждения.

Ускорить переходный процесс можно и за счет включения емкости в цепь обмотки возбуждения Весь ток будет проходить через добавочное сопротивление , которое при повышенном напряжении ограничивает ток на уровне установившегося значения .

В данной цепи возможен колебательный характер переходного процесса. Для апериодического процесса необходимо выполнить условие , где

Величина статической емкости составляет десятки тысяч микрофарад. Вместо статической емкости можно использовать так называемую динамическую емкость: ДПТ НВ, работающий вхолостую (см. Рис.4.23). Динамическая емкость определяется из равенства кинетической энергии ротора при холостом ходе и энергии, запасенной в эквивалентном конденсаторе, т.е. , откуда , Форсирование переходных процессов с использованием емкости конденсаторов больше применяется в цепях с электромагнитными реле, где величина емкости незначительна.