5.5 Розв'яжіть задачу 4

Для отриманих після рішення задачі 1 даних розрахувати перехідні процеси під час пуску і гальмування і побудувати перехідні характеристики цих режимів.

Методичні вказівки.

На перехідні процеси в електроприводі, які мають місце під час пуску, гальмування, зміни навантаження, реверсування і інше, здійснюють вплив механічна, електромагнітна і теплова інерції. Вплив механічної інерції визначає електромагнітна постійна часу Т_м; вплив електромагнітної - електромагнітна постійна часу Т_е; вплив теплової - постійна часу нагріву Т_н.

Всі види інерції в тій або іншій мірі гальмують перехідний процес, тобто збільшують його час.

Для розрахунку перехідних процесів аналітичним методом складають систему диференційних рівнянь, що описують перехідний процес при заданому збудженні. В результаті їх розв'язку відносно струму, швидкості або моменту будуються перехідні характеристики і(t), (t), М(t).

Якщо зробити припущення, що електромагнітні перехідні процеси в електроприводі з ДПС незалежного збудження швидко затухають, тобто нехтувати впливом електромагнітної інерції, тоді перехідний процес буде розглядатися як механічний і описується він диференційними рівняннями:

для швидкості:

(5.14)

для струму:

для моменту:

(5.16)

де Т_м - електромеханічна постійна часу, с, яка дорівнює

(5.17)

де - момент інерції, кгм

- опір якірного ланцюга, Ом;

С_с, С_м - коефіцієнти ЕРС і моменту.

Момент інерції і маховий момент пов'язані співвідношенням

кГм2. (5.18)

Якщо має одиницю вимірювання [кГм*с²], тоді

кГм²

Рішенням (5.14), (5.15), (5.16) є:

(5.19)

(5.20)

(5.21)

де ω_с, і_с, М_с - сталі значення швидкості, струму, моменту;

ω_поч - початкове значення швидкості. В тому випадку, коли пуск здійснюється з нерухомого стану ω_поч=0;

І_поч, М_поч - початкові значення струму і моменту. Під час пуску привода ці значення дорівнюють пусковим і_поч =і_пуск; М_поч=М_пуск.

Якщо пуск привода багатоступеневий, то рівняння перехідних характеристик привода можна записати:

(5.22)

(5.23)

(5.24)

де - швидкість і-ої ступені, об/хв;

- стале значення швидкості і-ої ступені, с;

- мінімальний струм, А і момент, Нм перемикання;

- початковий (пусковий) струм і момент;

- швидкість попередньої ступені, об/хв.

Коли додатковий опір в якірному колі стає рівним нулю, то

,

Для багатоступеневогу пуску треба знаходити на кожному ступені.

Підчас пуску на 1-му ступені

(5.25)

Теоретично вважається, що перехідний процес закінчується, коли , але практично з невеликою похибкою можна рахувати, що він закінчується .

Інколи для визначення часу перехідного процесу використовується вираз:

(2.26)

де, максимальний і мінімальний струми перемикання, А;

струм в сталому режимі .

Рекомендується така послідовність розрахунку:

- перевірити по розрахунках задачі 1 кількість ступенів пуску. По пусковій діаграмі визначити початкові значення швидкості, струму (моменту), і максимальний момент (струм) переключення;

- визначити для кожного ступеня електромеханічну постійну часу ;

- вважати що практично перехідний процес на кожному ступені буде закінчуватися через (3-4) цього ступеня;

- розрахувати перехідні процеси за вказаними вище формулами для багатоступеневого пуску і гальмування, яке запропоновано в задачі 1;

- побудувати перехідні характеристики на одному кресленні.

Література [1.3, тема 3; 2.1, с.56-72].