Тема 1. 5. Переходные процессы в электроприводах

Механические переходные процессы при линейных характеристиках двигателя и механизма. Электромеханическая постоянная времени. Определение времени переходного процесса при пуске иторможении привода. Изменение величины тока, момента и скорости двигателя при переходном процессе. Понятие о переходных процессах в различных системах регулирования скорости. Способы формирования переходных процессов требуемого качества.

Литература:[1] стр. 90-102 , [3] стр. 78-79, стр. 92-99.

Методические указания

Многие производственные машины в силу особенностей технологического процесса требуют регулирования скорости, остановки, повторного пуска, изменения нагрузки.

Переходным режимом электропривода называется режим работы при переходе от одного установившегося состояния к другому, когда изменяются скорость, момент иток. Правильный выбор мощности двигателя возможен во многих случаях только при учете переходных режимов. Особенно это справедливо для приводов повторно-кратковременного режимаработы двигателя, когда время переходных процессовсоставляет значительную долю вобщем времени работы.

Изучая тему, учащийся должен уяснить, от каких величин, характеризующих работу электропривода, зависитдлительность переходного процесса.

Скорость протекания переходного процесса характеризуется так называемой электромеханической постоянной времени Т_м. Эта величина определяет темп изменения скорости, тока и момента во время переходного процесса.

Электромеханическая постоянная времени Т_м представляет собой время, в течение которого происходит ускорение электропривода, имеющего момент инерции J, из неподвижного состояния до скорости ω при М = М_К = const и М_с =0. Учащемуся следует на эту величину обратить особое внимание. Полезно разобрать по учебнику графики изменения скорости ω = f ( t) и момента M = f ( t ) при переходном процессе. Величина электромеханической постоянной времени может быть определена только для приводов с линейной механической характеристикой (двигатели постоянного тока с параллельным возбуждением и асинхронные двигатели с фазным ротором - в пределах рабочей части характеристики). Для таких приводов может быть применен аналитический способ расчета переходных процессов. Учащийся должен иметь в виду, что продолжительность переходных процессов зависит не только от Т_м , но и от электромагнитной постоянной времени Т_э , характеризующей скорость протекания электромагнитного процесса изменения тока в обмотках возбуждения электрических машин и электромагнитных аппаратах управления приводом. В некоторых реверсивных приводах Т_Э>Т_М и, следовательно, общая продолжительность переходного процесса определяется длительностью электромагнитных процессов.

В этих случаях для уменьшения продолжительности переходных процессов прибегают к форсировке возбуждения. Учащийся должен разобраться в принципах форсировки, для чего полезно рассмотреть кривые i _возб = f ( t ) при форсировке и без нее. Изучение переходных процессов при пуске, торможении и реверсе в системе Г-Д следует начинать с изучения переходных процессов в цепи возбуждения. Для этого необходимо рассмотреть закон изменения тока возбуждения при включении обмотки на напряжение, представить его графически. Затем нужно изучить способы форсирования этого процесса: включение добавочного сопротивления, применение возбудителя с противокомпаундной обмоткой, применение форсировочиого сопротивления.

При рассмотрении переходных процессов при торможении в рекуперативном режиме следует уяснить, что ток возбуждения и ЭДС генератора быстро снижаются, и он переходит в двигательный режим, а двигатель, ЭДС которого во время торможения становится больше ЭДС генератора, в генераторный. Учащийся должен понять качественную сторону этого процесса, не вдаваясь в количественные соотношения. Реверсирование в системе Г-Д производится изменением полярности напряжения возбуждения генератора.

При реверсе процесс состоит из двух частей: торможения и последующего разгона в обратном направлении.

Поняв переходные процессы при пуске и торможении, нетрудно уяснить процессы реверсирования.

Вопросы для самоконтроля

1. Что называется переходным процессом электропривода?

2. Каковы условия возникновения переходного процесса?

3. Привести примеры производственных механизмов, где время переходных процессов составляет существенную долю в общем времени цикла.

4. Привести примеры производственных машин, у которых время переходных процессов несущественно и им можно пренебречь при выборе мощности двигателя для этих машин.

5. Что такое электромеханическая и электромагнитная постоянные, времени? Какие величины определяют ту и другую постоянные?

6. Как определить время пуска и торможения электропривода?

7. Написать уравнение изменения тока возбуждения двигателя постоянного тока с независимым возбуждением при включении обмотки возбуждения. Назвать входящие в него величины, нарисовать кривую изменения тока возбуждения во времени.

8. Что такое форсировка возбуждения? Каким показателем она характеризуется?

9. Начертить кривые изменения тока возбуждения при форсировке и без нее, объяснить их характер, показать на рисунке отрезок времени, на который сокращается время переходного процесса.

10. Объяснить физическую сторону пуска, торможения и реверсирования в системе Г-Д.

11. Какими способами может производиться форсировка возбуждения в системе Г-Д?