Исследование поведения

По значению Ра, найденному по формуле (8.10) или (8.13), подбирается двигатель с номинальной мощностью Рп так, чтобы Рн^Ра. При разработке новых серий электроприводов станков-качалок или при выполнении специальных исследований, когда необходимо получить более точные данные для выбора двигателя, строят нагрузочные диаграммы P = f(t). Построение последних, а также исследование переходных процессов электроприводов основываются на составлении и решении уравнений движения электропривода. Имея нагрузочную диаграмму, методом эквивалентного тока или мощности находят необходимую номинальную мощность электродвигателя.

В настоящее время в связи с развитием вычислительной техники исследование переходных процессов в нелинейных цепях существенно облегчено применением математических счетных машин.

Под переходными процессами электропривода понимаются про-.цессы перехода от одного состояния электропривода к другому, т. е. режимы перехода от покоя к вращению и обратно, от одной скорости к другой, от одного направления вращения к другому, от одной нагрузки исполнительного механизма к другой. Таким образом, переходные процессы в электроприводе будут при пуске и торможении, регулировании скорости, реверсировании, приеме и сбросе нагрузки., Исследование переходных процессов позволяет выяснить зависимости вращающего момента двигателя, его скорости, тока и пройденного пути от времени за период перехода от одного состояния электропривода к другому.

Методика теплогидравлического расчета электронасоса. Для обеспечения надежной работы во всех режимах практический интерес представляет исследование переходных процессов, происходящих в электронасосе и определяющих его температурное поле. С этой целью разработана математическая модель, в которой учтены все основные физические процессы, определяющие температурное поле ГЦН в любой момент времени. Часть исходных параметров, определяющих тепловое состояние насоса, вычисляется предварительно по формулам, не входящим в общую систему. При составлении математической модели принимался ряд предпосылок и допущений.

22. Исследование переходных процессов с помощью осциллографа с синхронно работающим переключателем, позволяющим периодически повторять исследуемые переходные процессы в цепях со сосредоточенными параметрами для наблюдения их на экране осциллографа.

Исследование переходных процессов при изменяющихся напряжениях и частоте на выводах двигателя имеет важное значение при изучении автономных электромеханических систем, когда необходимо за счет изменения напряжения и частоты получить оптимальный характер переходных процессов, а также при пуске двигателей, когда мощности двигателя и источника питания соизмеримы.

Исследование переходных процессов в электрических системах началось в 1910 г. До середины 30-х годов занимались исследованием электромагнитных процессов в основном для расчетов токов короткого замыкания с помощью метода симметричных составляющих. В 20-х годах произошли первые случаи нарушения устойчивости дальних линий передачи переменного тока. Изучение устойчивости энергосистем в середине 30-х годов привело к необходимости исследования электромеханических переходных процессов. Первой книгой по переходным процессам в электроэнергетических системах была монография Р. Рюденберга, вышедшая в 30-х годах.

Уравнения электромеханического преобразования энергии имеют аналитическое решение лишь при достаточно больших допущениях datf/dt = О или линейном изменении скорости. В этом случае уравнения напряжений (2.1) и уравнение движения (2.3) могут решаться независимо друг от друга. Исследование переходных процессов при изменяющейся скорости вращения возможно только с помощью вычислительных машин, так как уравнения содержат произведения переменных. Широкое внедрение в практику вычислительных машин в последние десятилетия позволило решить целый ряд задач, считавшихся ранее недоступными. При этом может быть получена высокая точность решения, которая не является необходимой для большинства практических задач.

Исследование переходных процессов при изменяющихся напряжениях и частоте на выводах двигателя имеет важное значение при изучении автономных электромеханических систем, когда необходимо за счет изменения напряжения и частоты получить оптимальный характер переходных процессов, а также при пуске двигателей, когда мощности двигателя и источника питания соизмеримы.

Цель работы. Исследование переходных процессов в линейных электрических цепях при наличии одного и двух накопителей энергии, установление влияния параметров исследуемой цепи на характер переходного процесса, приобретение навыков применения электронного осциллографа для исследования и измерения быстропро-текающих периодических несинусоидальных электрических величин.

1. Провести экспериментальное исследование переходных процессов в электрических цепях R-C, R-L и R-L-C при включении под постоянное напряжение и при их коротком замыкании.

Исследование поведения функции N(0, t) при t-^О позволяет показать, что поверхностная концентрация в начале стадии разгонки равна поверхностной концентрации на стадии загонки:

На подвижную часть ИМ могут воздействовать как постоянный, так и переменный во времени вращающие моменты. При воздействии переменного во времени момента представляет интерес исследование поведения подвижной части для трех характерных случаев соотношения т) = со/со0, а именно: т)>1;т)= 1; т) •< 1.

Это свойство дуальных цепей позволяет, произведя исследование поведения какой-либо цепи при переменной частоте, перенести результаты на дуальную цепь, заменив напряжения токами и т. д., что и было сделано в п. 2 § 7.3 для резонансных цепей.

На подвижную часть ИМ могут воздействовать как постоянный, так и переменный во времени вращающие моменты. При воздействии переменного во времени момента представляет интерес исследование поведения подвижной части для трех характерных случаев соотношения т] = со/со0, а именно: т]>-1;т} = 1;г]<;1.

Поставленные задачи требуют математического аппарата, обеспечивающего решение уравнений движения системы. Число этих уравнений, как известно, равно числу степеней свободы. В зависимости от сделанных допущений, продиктованных, в свою очередь, постановкой задачи, приходится оперировать с линейными или нелинейными уравнениями (см. гл. II). При больших возмущениях исследование поведения системы (ее динамической устойчивости) требует решения систем нелинейных дифференциальных уравнений, число которых на каждый генерирующий агрегат может быть равным от двух до сорока. В зависимости от сделанных допущений эти уравнения объединяются с системой алгебраических уравнений, описывающих сеть (два уравнения на узел). Для практических расчетов процессов, определяющих переходный режим сложной системы (200 — 300 генераторов, 1000 — 1500 узлов), приходится оперировать с очень громоздкими системами уравнений, что не только вызывает трудности, связанные со сложностью решения, но и ставит проблему обозримости результатов, так как большое количество функциональных связей, выявленных в результате расчетов, требует для их практического использования систематизации и упрощений. Упрощения обычно целесообразно провести до начала расчетов, осуществляя так называемое эквивалентирование: замену групп одинаковых генераторов или таких, поведение которых во время переходного процесса можно считать одинаковым, одним эквивалентным генератором.

В более сложных случаях требуется специальное исследование поведения системы на границе области устойчивости. Эта граница может быть опасной в том смысле, что при переходе ее в системе возникнут нарастающие колебания, практически означающие нарушение устойчивости. Граница будет безопасной, если при переходе ее возникают незатухающие и не нарастающие колебания, которые не выводят полностью систему из рабочего состояния.

Исследование поведения функции N (О, t) при /-»-0 позволяет показать, что поверхностная концентрация в .начале стадии разгонки равна поверхностной концентрации на стадии загонки:

Для выбора стратегии поиска оптимального варианта АКД большое значение имеет исследование поведения функции цели и ограничителей в зависимости от изменения входных факторов. Оно может быть проведено для небольшого числа типичных двигателей и позволяет выявить некоторые общие для них закономерности, глубже понять физические корни изучаемых зависимостей. Благодаря этому поиск оптимального варианта становится целенаправленным,

137. Лосеи С. Б., Чернин А. Б. Исследование поведения трехфазного направленного реле сопротивления при коротких замыканиях и неполнофазных режимах работы. — «Электричество», 1960, № 6, с. 29—38.

Учитывая сложность задачи, лучше всего проводить исследование поведения системы в переходных процессах методами аналогового или цифрового моделирования

Представленные задачи требуют математического аппарата, обеспечивающего решения уравнений движения системы. Число этих уравнений, как известно, равно числу степеней свободы. В зависимости от сделанных допущений, продиктованных, в свою очередь, постановкой задачи, приходится оперировать с линейными или нелинейными уравнениями. При больших возмущениях исследование поведения системы (ее динамической устойчивости) требует решения систем нелинейных дифференциальных уравнений, число которых на каждый генерирующий агрегат может составлять от 2 до 40. В зависимости от сделанных допущений эти уравнения объединяются с системой алгебраических уравнений, описывающих сеть (два уравнения на узел). Для практических расчетов процессов, определяющих переходный режим сложной системы (500—800 генераторов, 1000—•