Раздел 4. Переходные процессы и выбор электропривода
4.1 Процесс пуска дпт с независимым возбуждением и переходные процессы при торможении
Пуск с помощью
.
;
;
;
.
При этих условиях
и
. (4.1)
;
;
. (4.2)
Исходные уравнения запишем в виде:
и
.
(4.3)
Рисунок 4.1 – Схема включения и механическая характеристика при пуске двигателя с независимым возбуждением в переходном режиме
Для нахождения
из первого уравнения определим "I"
и подставим его во второе уравнение.
Тогда
(4.4)
и окончательно
,
(4.5)
Где
;
;
;
.
Перепишем:
,
(4.6)
где
. (4.7)
Из рисунка 4.1 видны слагаемые скорости в переходном режиме.
Решив уравнение находим
(4.8)
При
и
.
(4.9)
После подстановки "с" и решения относительно " " получим
(4.10)
и при x.x.
,
(4.11)
т.е.
изменяется по экспоненте и переходной
процесс практически считают законченным
через
с погрешностью 1-2%. Под действием
неизменного момента
ЭД разогнался бы за время
(прямые Оа и
Об).
Для нахождения
(рисунок 4.2) воспользуемся теми же
исходными уравнениями, и будем иметь
(4.12)
и, решив его относительно I, получим
,
.
(4.13)
При пуске
,
тогда
.
Тогда уравнение тока:
.
(4.14)
И для x.x. пуска
.
(4.15)
Учитывая, что , полученные уравнения можно переписать и для "М". Т.е. ток и момент в переходных режимах также меняются по экспоненте.
Рисунок 4.2 - Зависимости при пуске двигателя с независимым возбуждением
1 – под нагрузкой; 2 – в режиме холостого хода
В случае ступенчатого
реостатного пуска расчет каждой ступени
производится по приведенным формулам
скорости и тока, границами колебаний
которого будут
и
,
заданные нами. Надо иметь при этом ввиду,
что
на каждой ступени другая, соответствующая
R-ступени.
Динамическое торможение. Принимаем те же условия, что и при пуске.
Тогда исходные уравнения
и
;
(4.16)
Решив систему этих уравнений, получим время переходного процесса
(4.17)
и скорость, до которой будет заторможен ЭД за время "t"
. (4.18)
При торможении,
когда на валу есть активная нагрузка
и будет
;
. (4.19)
При торможении с x.x.
;
;
. (4.20)
При реактивном (трение) торможение закончится в точке А (рисунок 4.3).
Рисунок 4.3 – Скорость двигателя с независимым возбуждением при динамическом торможении: 1 – под нагрузкой; 2 – в режиме холостого хода
Для нахождения решим исходные уравнения относительно I.
(4.21)
в течение
.
(4.)
Если ЭД работал
вхолостую при
и
,
то
. (4.22)
Толчок тормозного тока:
.
(4.23)
При x.x.
. (4.24)
При реактивном
моменте процесс изменения тока закончится
в точке А
(рисунок 4.4). Уравнения для тока при
такие же и для момента. Принимают
.
Рисунок 4.4 – Зависимости двигателя с независимым возбуждением при динамическом торможении 1 – под нагрузкой; 2 – в режиме холостого хода
Торможение противовключением и реверсирование.
Режим противовключения определяется
,
,
.
(4.25)
Меняем полярность обмотки якоря. К валу ЭД приложен активный . Определяем "t"
(4.26)
и характер изменения скорости при торможении противовключением и реверсировании ЭД
(4.27)
под нагрузкой .
При реверсировании вхолостую
и
;
. (4.28)
При реактивном
в точке А (рисунок 4.5)
момент меняет свой знак и кривая скорости
имеет излом.
Рисунок 4.5 – Скорость двигателя с независимым возбуждением в режиме противовключения и реверсирования 1 – под нагрузкой; 2 – в режиме холостого хода; 3 – при реактивном моменте
Для определения
и
из исходных уравнений находим
,
(4.29)
а для "
"
и "
"
будут те же формулы, что и для режима
динамического торможения.
Для реверсирования
вхолостую
толчок тормозного тока
(4.30)
и закон изменения тока будет
. (4.31)
Момент меняется
пропорционально току
.
При реверсировании, как и при пуске,
скорость, ток и момент будут асимптотически
приближаться к установившимся значениям
и принимаем
.
Вопросы для самоконтроля:
Дайте определение переходному процессу.
Когда переходной процесс считается законченном?
Выведете зависимость тока от времени при пуске ДПТ.
В чем отличие переходного процесса динамического торможения при активном и реактивном моменте?
Литература [1-5]