Короткі теоретичні відомості. У даному розділі завдання передбачають розрахунок і побудову характеристик (кривих , або ) перехідних режимів електродвигуні

У даному розділі завдання передбачають розрахунок і побудову характеристик (кривих , або ) перехідних режимів електродвигунів у розімкнених системах електроприводів для режимів пуску, гальмування та реверса, які здійснюються ступенево за допомогою введених у якірне коло або у коло ротора двигуна опорів, або від реґульованого джерела живлення – керованого випрямляча чи перетворювача частоти з лінійним або експоненціальним заданням закону пуску, гальмування або реверса.

Під час пуску за допомогою пускових резисторів перехідні процеси в електроприводах відбуваються при незмінній напрузі живлення двигуна. При цьому нелінійність механічних характеристик двигунів і робочих машин не зникає, що в загальному випадку зумовлює нелінійну залежність динамічного моменту від швидкості. У цьому випадку рівняння руху має вигляд:

.

(4.1)

У розрахунках , або використовується рівняння, яке виражає зміну швидкості у часі:

(4.2)

моменту

;

(4.3)

і струму

.

(4.4)

Розрахунок аналогічних характеристик для систем з асинхронним двигуном з контактними кільцями має таку особливість: крива струму ротора розраховується для ненасиченого двигуна на основі залежності , яка виражена співвідношенням:

,

(4.5)

де і – визначаються з наступних побудов функцій і .

Основні співвідношення для розрахунку і побудови кривих , або для режимів гальмування та реверса отримують на основі (4.3, 4.4) при зміні вихідних початкових умов відповідно до досліджуваного режиму.

Перехідні процеси під час пуску і гальмування електроприводів з двигунами, які живляться від реґульованих джерел живлення (керованих генераторів постійного струму і напівпровідникових випрямлячів або перетворювачів частоти), здійснюються при напрузі, що безперервно змінюється, або частоті струму і напруги за досить визначеним (наприклад, за лінійним) законом, який реалізується через відповідний елемент керування.

При незмінній керувальній дії джерела живлення і зміні навантаження на валу двигуна перехідні процеси у керованих системах мають той самий характер, що і при живленні двигуна від мережі з незмінною напругою. Змінюючи у часі потрібним чином керувальну дію перетворювача, можна формувати необхідний характер протікання електромеханічного перехідного процесу пуску або гальмування електропривода.

Аналітичні вирази для розрахунків кривих , отримують на основі рівняння (4.2), у якому права частина стає змінною величиною, оскільки із завданням характеру пуску (або гальмування), тобто або , маємо:

,

(4.6)

де –початкове прискорення електропривода,

.

Ураховуючи, що при передбаченому способі пуску для більшості електроприводів, у яких , електромагнітна інерція незначно впливає на характер протікання електромеханічних процесів, з (4.2) з урахуванням (4.6) отримаємо у кінцевому вигляді рівняння і відповідно, необхідні для режиму пуску двигуна:

.

(4.7)

де – статичний перепад швидкості, ;

– динамічний перепад швидкості,

;

– електромеханічна стала, ;

– модуль жорсткості механічної характеристики двигуна, яка визначається жорсткістю характеристики двигуна у розімкнутій системі електропривода;

–початкове прискорення в режимі пуску.

Для режимів гальмування і реверса використовуються рівняння системи (4.7), до яких уводяться процеси двигуна у схемі Г-Д, досліджуючи з урахуванням особливості завдання , яка відображає інерційність обмотки збудження ґенератора. Тут завдання має експоненціальний характер.