Протекания переходного

При всяком нарушении равновесия между моментами двигателя и статического сопротивления наступает переходный процесс, сопровождающийся изменением: частоты вращения, момента и силы тока двигателя и запаса кинетической энергии электропривода и механизма. К переходным процессам относятся пуск, торможение, реверсирование, изменение нагрузки или частоты вращения во время работы механизма и пр. Характер протекания переходных процессов электропривода определяется прежде всего законами изменения движущих моментов и моментов сопротивления всего агрегата.

При всяком нарушении равновесия между моментами двигателя и статического сопротивления наступает переходный процесс, сопровождающийся изменением частоты вращения, момента и силы тока двигателя и запаса кинетической энергии электропривода и механизма. К переходным процессам относятся пуск, торможение, реверсирование, изменение нагрузки или частоты вращения во время работы механизма и т. д. Характер протекания переходных процессов электропривода определяется прежде всего законами изменения движущих моментов и моментов сопротивления всего агрегата.

и талевого каната возникают волновые процессы, моменты приводного электродвигателя или электротормозной машины при разгоне,и торможении меняются по сложным законам, а участие ротора электрической машины в упругих колебаниях, возникающих в элементах подъемной системы, вызывает дополнительные изменения в электромагнитном моменте, поэтому теоретическое рассмотрение переходных процессов с учетом влияния механических характеристик электродвигателя является исключительно сложной задачей. Несмотря на относительную быстроту протекания переходных процессов в электрических машинах, электромагнитные переходные явления в значительной мере обусловливают динамические усилия в элементах подъемного механизма.

Коэффициент К характеризует интенсивность протекания переходных процессов и соответственно совершенство спуско-подъ-емного агрегата и его привода.

Для буровых установок с оснасткой талевой системы 4X5 и 5x6 и длиной свечи 25 м высшая скорость подъема может быть доведена до рациональных значений. Учитывая перспективы совершенствования систем привода с интенсификацией протекания переходных процессов, нет необходимости существенно снижать значения рациональных скоростей по сравнению с оптимальными значениями, если они не превышают допустимых.

Количество исполнительных механизмов, для которых характер протекания переходных режимов электропривода малосуществен, ограничено. К ним можно отнести механизмы длительного' режима работы с постоянной нагрузкой и с редкими пусками (вентиляторы, центробежные насосы). Для большинства рабочих машин протекание переходных процессов электропривода имеет существенное значение. Например, при цикличном режиме работы с большим количеством пусков производительность машины вО многом зависит от длительности пуска и торможения (одноковшовый экскаватор). С уменьшением длительности пуска и торможения уменьшается длительность рабочего цикла — производительность увеличивается. Но при сокращении длительности этих режимов возрастают динамические нагрузки в элементах рабочей машины, что может привести к их разрушению. Поэтому только нагрузочные диа-

ние напряжения ограничивается номинальным значением UaoM и начальным и конечным значениями напряжений, равными ~0,8 и 1,2 от U ном- В двигателях малой и средней мощности наибольший ток и момент — в первые один-два периода, когда напряжение еще мало изменяется. Поэтому характер изменения напряжения на время разгона в этих машинах влляет слабо. В двигателях большой мощности наибольший ток и момент сохраняются в течение 8 — 12 периодов, поэтому закон изменения напряжения больше влияет на характер протекания переходных процессов. Это относится к высокочастотным двигателям и двигателям с большим моментом инерции.

где А — амплитудное значение некоторой переменной величины модели; х — зависимая переменная; Мх — масштаб зависимой переменной. Время протекания переходных процессов в модели

где Mt — масштаб времени; tf — время протекания переходных процессов в реальном объекте.

где А — амплитудное значение некоторой переменной величины модели; Мх — масштаб зависимой переменной; х — зависимая переменная. Время протекания переходных процессов в модели

где М, —масштаб времени; /р — время протекания переходных процессов в реальном объекте.

Величину т = гС называют постоянной времени, так как она характеризует скорость протекания переходного процесса и имеет размерность времени. Чем больше величина^, тем дольше продолжается переходный процесс. Через t = т свободная составляющая напряжения ыСсв уменьшается в е раз.

Токи прямой и обратной последовательностей статора и ротора создают пульсирующие моменты Mi2 и M2i, которые в установившемся режиме не имеют средней составляющей, а влияют на характер протекания переходного процесса.

При несинусоидальном напряжении питания следует отметить увеличение пульсаций токов, момента и скорости, зависимость характера протекания переходного процесса от момента включения двигателя. При прямоугольном напряжении питания асинхронных двигателей ток холостого хода может увеличиваться почти в два раза по сравнению с током холостого хода при синусоидальном питании. Для исполнительных двигателей КПД может снижаться на 20 — 30 % . Энергетические характеристики двигателей общего назначения ухудшаются на 10 — 15 %.

Токи прямой и обратной последовательностей статора и ротора создают пульсирующие моменты M)2 и A/2i. которые в установившемся режиме не имеют средней составляющей, но влияют на характер протекания переходного процесса.

При несинусоидальном напряжении питания следует отметить увеличение пульсаций токов, момента и скорости, зависимость характера протекания переходного процесса от момента включения двигателя. При прямоугольном напряжении питания асинхронных двигателей ток холостого хода может увеличиваться почти в два раза по сравнению с током холостого хода при синусоидальном питании. Для исполнительных двигателей КПД может снижаться на 20 — 30%. Энергетические характеристики двигателей общего назначения ухудшаются на 10—15%.

Колебания напряжения. Расчет колебаний напряжения при наличии в системе электроснабжения ударных и резкопеременных нагрузок проводится в предположении, что нарастание и убывание тока нагрузки происходит с постоянной скоростью, т. е. по линейному закону. Принято также считать, что время протекания переходного процесса не превышает периода напряжения промышленной частоты. Это допущение позволяет не учитывать апериодических составляющих тока и напряжения и использовать для расчета колебаний напряжения выражения, принятые для определения потерь напряжения в сети:

Ввиду сложности явлений, сопровождающих ВКЗ, рассмотрим физическую картину процесса при некоторых допущениях. Считаем, что симметричное ВКЗ, т. е. замыкание всех фаз обмотки статора, произошло непосредственно на зажимах генератора, работающего автономно, причем до ВКЗ генератор работал в режиме XX. При симметричном ВКЗ картина протекания переходного процесса во всех фазах в принципе одинакова, поэтому достаточно провести анализ для одной фазы.

При конечных возмущениях характер протекания переходного процесса зависит не только от исходного режима машины, но и от вида возмущения. Простейшее возмущение — это внезапное изменение какой-либо величины, остающейся затем постоянной, например внезапное увеличение или снижение нагрузки на валу СД, отключение участка линии передачи между генератором и приемной системой, обусловливающие скачкообразное изменение индуктивности цепи статора, и т. п. На практике встречаются возмущения в виде импульса (кратковременная нагрузка). В общем случае возмущение может иметь сложный характер во времени.

ния при переходе от холостого хода к нагрузке; пн=п0 — Ал — установившаяся частота вращения при нагрузке двигателя; Тм — = 2л/Е/?/(60смСеФ2) — электромеханическая постоянная времени, определяющая скорость протекания переходного процесса.

Скорость протекания переходного процесса характер! зуется так называемой электромеханической постоянно времени Т„. Электромеханическая постоянная време является основной величиной, определяющей темп изменения скорости вращения, тока и момента во время переходного режима привода.

Во время протекания переходного процесса сопротивление гф замыкается накоротко при помощи контакта К,. Во время пуска на обмотку возбуждения генератора подается от возбудителя В повышенное напряжение (/'. Тем самым увеличивается подводимая мощность и сокращается время процесса возбуждения.