Глава 5. Механические переходные процессы электропривода

5.1. Понятия о переходных процессах в электроприводе

Переходные процессы в электроприводе возникают при переходе из одного установившегося состояния к другому, когда изменяются скорость, момент, ток двигателя. Внешней причиной возникновения этих процессов являются управляющие и возмущающие воздействия: изменения питающего напряжения, его частоты, нагрузки на валу, момента инерции, магнитного потока, сопротивлений в целях двигателей и т. д.

Реакция привода на возмущающее или управляющее воздействия составляет суть переходных процессов. Внутренней причиной, обуславливающей переходные процессы, являются инерционности электропривода механическая и электромагнитная. Изменение запаса кинетической энергии и электромагнитной энергиив элементах его электрических цепей происходит во времени, что объясняет возникновение переходимых процессов даже при скачкообразном изменении управляющих и возмущающих воздействий.

В качестве простейших примеров рассмотрим ряд переходных процессов в механической части электропривода, представленной жестким механическим звеном (см. рис. 2.2,в).

5.2. Механические переходные процессы при ,

В соответствии с уравнением движения электропривода

в механической части электропривода действуют два момента: электромагнитный момент двигателя и момент статистических сопротивлений, приведенный к валу двигателя. Результатом их взаимодействия является динамический момент

Для определенности математического описания движения электропривода одно из двух возможных направлений вращения двигателя принимается за положительное. Тогда, если на рассматриваемом интервале времени направления момента и скорости двигателя совпадают, т. е. момент и скорость имеют одинаковые знаки, то работа совершается за счет двигателя (двигательный режим). В противном случае, когда знаки момента и скорости различны, то двигатель потребляет механическую энергию с вала (тормозной режим). Таким образом, в уравнении движения электропривода перед может стоять знак «+» или «–».

Момент статистических сопротивлений, как было отмечено в 1.1, имеют разную природу: реактивные моменты всегда противодействуют движению, активные моменты могут препятствовать или способствовать движению, т. е. перед может стоять знак «–» или «+». Тогда уравнение движения электропривода одномассовой системы с учетом знаков моментов может быть записано в виде

. (5.1)

Знак и величина динамического момента являются результатом взаимодействий и. В связи с чем различают следующие режимы работы электропривода

1) , т. е., что соответствует разгону двигателя прии торможению двигателя при;

2) , т. е. , что соответствует торможению при >0 и разгону при<0;

3) , т. е. , что соответствует установившемуся режиму при .

На рис. 5.1. приводятся ,,,на различных этапах движения механической части электропривода при реактивном(см. рис. 5.1, а) и активном(см. рис. 5.1, б),.