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 энергии в 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 при и 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), .

Рис. 5.1, а. Схема движения, идеализированные механические характеристики и кривые , при реактивном моменте статистического сопротивления

Рис. 5.1, б. Схема движения, идеализированные механические характеристики и кривые , при активном моменте статистического сопротивления

Как видно из приведенных графиков, на всех этапах переходных процессов , тогда как динамические моменты при пуске и торможении различны.

Самостоятельно предлагается проанализировать движение механической части, когда на всех этапах движения (кроме установившегося, где ) .