1.5.Установившиеся и переходные режимы электропривода. Устойчивость электропривода.

Под статической устойчивостью понимается такое состояние установившегося режимы работы привода, когда при случайно возникшем отклонении скорости от установившегося значения привод возвратится в точку установившегося режима. При неустойчивом движении любое, даже самое малое, отклонение скорости от установившегося значения приводит к изменению состояния привода – он не возвращается в точку установившегося режима.

Изобразим в одних осях механическую характеристику двигателя и рабочей машины.

В алы обоих устройств находятся во вращении с одинаковой скоростью.

И з основного уравнения движения привода в точке С

Такие точки, где скорость привода неизменна называют стационарными (установившимися) точками.

Но это не значит, что привод будет устойчиво работать в этой точке. Если при небольших отклонениях скорости от стационарной точки привод возвращается в эту точку самостоятельно, то это точка устойчивого режима. И наоборот, если при небольших отклонениях привод стремится удалиться от этой точки, то точка не я вляется устойчивой.

Рассмотрим стационарную точку С. Пусть скорость получила приращение ω→ω₁

₁>_c, M_c1>M₁  , то есть  уменьшается, пока не вернется в точку С, где М=М_с.

Аналогичная картина получается и в случае, когда мы притормозим двигатель: ₂<_c, M₂>M_c2    увеличивается, пока не вернется в точку С.

Т аким образом можно утверждать, что точка С – устойчива.

Рассмотрим пример неустойчивой стационарной точки. Пусть АД имеет характеристику, показанную на рис

₁>_c, M_c1<M₁  привод будет разгоняться и дальше, так как , и при ₂<_c, M₂<M_c2  привод будет замедляться и дальше, так как . Таким образом можно утверждать, что точка С – неустойчива.

Критерий устойчивости: если в стационарной точке жесткость механической характеристики двигателя меньше жесткости механической характеристики рабочей машины <_с, то эта точка устойчива, и наоборот.

Переходные режимы электропривода:

Переходные процессы, связанные с разгонами и торможениями электропривода при изменениях механических характеристик двигателя или рабочей машины.

1.6.Энергетика электромеханического преобразователя (двигателя)

Строится модель двигателя, в которой в качестве переменных фигурируют потоки энергии, и вводится классификация режимов электромеханического преобразователя с позиции энергетики.

Р_эл – электрическая энергия;

Р_мех – механическая энергия;

Р_потерь – энергия потерь.

для ДПТ.

, где m – число фаз (чаще всего 3).

С энергетической точки зрения существуют два режима работы двигателя:

1. двигательный режим Р_мех>0

2. тормозной режим Р_мех<0

2.1. режим рекуперативного торможения (РТ)

Р_эл–Р_потерь=Р_мех, Р_мех<0 и Р_эл<0. Последнее является основным признаком режима, это режим с возвратом энергии в сеть. Для реализации в ДПТ необходимо изменить знак тока или напряжения. Чаще всего изменяют знак тока, так как напряжение ответственно за направление вращения. Этот режим наиболее экономичен.

2.2. режим динамического торможения (ДТ)

Основным признаком режима является нулевое взаимодействие с сетью Р_эл=0. Р_потерь=Р_мех. Условием реализации этого режима является U=0 и I_я0 (иначе не будет момента). Этот режим также называют автономным или автогенераторным торможением.

2.3. режим торможения противовключением (ТПВ)

Р _эл>0, Р_мех<0  Р_потерь=Р_эл–Р_мех>>0. Режим ТПВ возникает, если двигатель подготовлен для вращения в одну сторону, а силами нагрузки или по инерции – вращается в противоположную.

Для реверсирования АД необходимо поменять местами две фазы. Это переключение можно провести почти мгновенно, путем контактного реверсера, тогда изменится направление вращения магнитного поля статора и произойдет торможение противовключением.

Геометрическая интерпретация режимов:

В качестве примера рассмотрим лебедку с грузом:

₀ – точка идеального холостого хода.

При добавлении нагрузки уменьшается  и увеличивается М_с; М_с3 и ₃ получают при максимальной нагрузке, при этом двигатель сначала остановится, а затем начнет вращаться в другую сторону.