7.6 Переходные режимы двигателей переменного тока
Переходные режимы двигателей переменного тока описываются сложной системой дифференциальных уравнений, решение которых возможно только численными методами, анализ результатов которых также усложнен. Полные структурные схемы включают в себя много блоков произведений, нелинейную кривую намагничивания, перекрестные обратные связи. Поэтому для облегчения анализа динамических процессов при различных управляющих и возмущающих воздействиях используются упрощенные структурные схемы.
Нелинейное уравнение электромеханического момента асинхронного электродвигателя (5.16) выразим в общем виде через частные производные переменных:
(7.42)
где
- коэффициенты усиления по напряжению,
частоте и скорости.
Построение упрощенной структурной схемы (рис.7.17) выполнено с использованием основного уравнения движения.
Рис.7.17 Упрощенная структурная схема асинхронного двигателя
Полученная структурная схема позволяет рассматривать статические и динамические свойства на линеаризованных участках механических характеристик.
Оценить
время прямого пуска tп
короткозамкнутого асинхронного двигателя
с известными механической характеристикой
двигателя, момента сопротивления и
приведенного к валу двигателя момента
инерции, можно с использованием уравнения
движения, заменив реальную механическую
характеристику приближенной :
а) б)
Рис.7.18 Механические характеристики (а) и графики переходных процессов
w(t) и M(t) (б) при пуске асинхронного двигателя
Зная tп, можно построить приближенные графики переходного процесса (тонкие линии на рис.7.18б). Эти графики будут отличаться от действительных ω(t) и M(t), однако во многих случаях эта оценка может быть достаточной.
Так как в переходных режимах в широких пределах изменяется магнитный поток, на характер переходных процессов существенное влияние оказывает электромагнитная инерция. Электромагнитные переходные процессы вызывают значительные изменения тока и момента асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, снижения которых можно достичь путем ограничения темпа нарастания напряжения, приложенного к двигателю при пуске, что осуществляется применением тиристорных регуляторов напряжения, тиристорных преобразователей частоты.