Статическая устойчивость электропривода

Работе ЭД и рабочей машины в установившемся режиме соответствует равновесие момента сопротивления машины и вращающего момента двигателя при определенной скорости, возникает динамическое равновесие, т.е.

М = М_с

При изменении под влиянием каких-либо внешних причин скорости двигателя и момента, они автоматически изменяются, восстанавливая нарушенное равновесие. Привод будет продолжать устойчиво работать при другой скорости с новым значением момента.

Для восстановления равновесия во всех неэлектрических двигателях требуется участие специальных регуляторов, которые воздействуют на источник энергии, увеличивая или уменьшая подачу воды, топлива, пара и др.

В электрических двигателях роль автоматического регулятора выполняет ЭДС ротора двигателя. Это очень ценное свойство.

Привод считается статически устойчивым, если в точке установившегося режима выполняется условие

_с -   0

или dМ_с/d - dМ/d  0

Знание критерия статической устойчивости ЭП позволяет в каждом конкретном случае сравнительно легко определить, будет ли рассматриваемый ЭП работать устойчиво.

Пример.

Если использовать асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и нагрузить его постоянным моментом (рис.7), то в т. «а» разность коэффициентов жесткости будет

_с -   0

т.е. dМ_с/d - dМ/d  0

или 0/d - (- dМ/d) = 0 +   0, т.е. режим работы ЭП устойчивый.

М, М_с 2 3

в

М_с а М_с=0

-М +

-М

-





Рис.9 Определение статической устойчивости электропривода

В точке “в”: dМ_с/d - dМ/d = 0 -   0, т.е. режим работы неустойчивый.

При работе того же двигателя с механизмом, обладающим вентиляторной характеристикой легко доказать, что во всех точках работа будет устойчивой (доказать самостоятельно по рис.9, кривые 2 и 3).

Типы электродвигателей и номинальные режимы

Номинальные режимы работы электродвигателя устанавливаются относительно работы его на высоте до 1000 м над уровнем моря при температуре окружающей среды +40С.

Номинальной мощностью ЭД (Р_н) называется полезная мощность на валу двигателя при номинальных параметрах частоты вращения (n_н) и напряжении в сети (U_н) в соответствии с паспортными данными двигателя. Выражается в ваттах (Вт), киловаттах (кВт) или мегаваттах (МВт).

Промышленность выпускает 95% двигателей переменного тока бесколлекторных асинхронных трехфазных с короткозамкнутым ротором.

Номинальный вращающий момент (М_н) – момент, развиваемый двигателем при номинальной мощности (Р_н), частоте вращения (n_н) и напряжении (U_н) указанными в паспорте электродвигателя

М_н= 9.55Р_н/n_н нм (4)

Номинальная частота (n_н), номинальное напряжение (U_н), номинальный ток (I_н) и номинальный КПД (_н) – указанные в паспорте двигателя, при условии, что все остальные величины, характеризующие режим работы, имеют также номинальные значения.