ДИНАМИКА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

После изучения данной главы студент должен: знать

  • • теоретические основы переходных процессов в электроприводе;
  • • методы определения времени переходного процесса; уметь
  • • выполнять расчеты по определению времени переходного процесса;
  • • грамотно ориентироваться в выборе методики определения переходного процесса для различных электроприводов;

владеть

  • • методами определения времени переходного процесса;
  • • информацией об установившемся режиме.

Элементы динамики и переходные процессы в электроприводе

Переходным режимом электропривода называют режим работы при переходе от одного установившегося состояния к другому, когда меняются скорость, момент, ток или другие параметры электродвигателя [12, 13].

Причинами возникновения переходных режимов в электроприводах являются:

  • — изменение нагрузки на рабочей машине;
  • — воздействие на электропривод при управлении им — пуск, торможение, изменение направления вращения и т.д.;
  • — аварии, нарушение нормальных условий электроснабжения — изменение напряжения, частоты тока в сети, асимметрия фаз и т.д.

Знание переходных режимов необходимо для правильного выбора мощности двигателя, аппаратуры управления, уменьшения расхода электроэнергии, увеличения производительности машин и т.д.

Переходные режимы в электроприводе характеризуются механическими, электромагнитными, тепловыми процессами, действующими одновременно и взаимосвязанно.

Механическая часть электропривода представляет собой сложную кинематическую цепь с большим числом движущихся элементов. Каждый из элементов обладает упругостью, имеются воздушные зазоры. Если учитывать эти факторы, то расчетная схема механической части привода будет представлена математической моделью, расчет которой вызовет громадные трудности.

В большинстве практических инженерных расчетов, не требующих абсолютной точности, можно пренебречь зазорами и упругими связями, приняв механические связи как абсолютно жесткие. При этом допущении движение одного элемента дает полную информацию о движении всех остальных. Поэтому движение электропривода можно рассматривать на каком- либо одном механическом элементе. Обычно в качестве такого элемента принимают вал электрического двигателя.

Таким образом, расчетную схему механической части привода можно свести к одному обобщенному жесткому механическому звену, имеющему эквивалентную массу с моментом инерции у, на которую воздействует вращающий момент двигателя М и суммарный, приведенный к валу двигателя, момент сопротивления (статический момент) Мс, включающие все механические потери в системе, в том числе механические потери в двигателе (рис. 7.1). Тогда уравнение движения электропривода примет вид

Кинематическая схема электропривода

Рис. 7.1. Кинематическая схема электропривода

Момент инерции может быть выражен как

где г и D — радиус и диаметр ротора, м; G — сила тяжести, н; g — ускорение свободного падения, 9,81 м/с2.

Входящая в уравнение (7.2) величина

получила название махового момента. Для электродвигателей значения махового момента в числовом выражении приводятся в каталогах по электрооборудованию.

Из уравнения (7.1) видно, что при:

  • — М > Мс d(d/dt > 0 имеет место ускорение привода;
  • — М < Мс d(d/dt < 0 электропривод затормаживается;
  • — М = Мс dw/dt = 0 привод работает в установившемся режиме.

При определении приведенного момента инерции/пр (рис. 7.2) необходимо исходить из закона сохранения энергии, т.е. запас кинетической энергии должен оставаться постоянным.

гдеJl4VJM2 моменты инерции отдельных узлов привода; т — масса элементов, движущихся поступательно со скоростью v.

Схема для определения приведенного момента инерции

Рис. 7.2. Схема для определения приведенного момента инерции

Решив уравнение (7.4) относительно/,,^ получим

или

Исходя из этого уравнения, можно определить:

  • а) длительность пуска или торможения;
  • б) длительность переходных процессов от одного установившегося режима к другому в системе «двигатель — машина»;
  • в) моменты и силы, действующие в данном электроприводе, необходимые для определения мощности двигателя.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >