![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Динамические режимы механической части электропривода при учете свойств двигателя ⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 8
Динамические режимы механической части рассматривались для случая независимости электромагнитного момента двигателя от его скорости. Момент двигателя принимался постоянным
где А, В – постоянные коэффициенты. На рис. 5.3. представлена линейная механическая характеристика двигателя постоянного тока независимого (параллельного) возбуждения и графики переходных процессов
Рис. 5.3. Механическая характеристика двигателя (а) и переходные процессы при пуске вхолостую (сплошные линии) и под нагрузкой (штриховые линии) Найдем коэффициенты А, В уравнения (5.14). При
где По величине жесткости механических характеристик двигателей оценивается степень изменения скорости двигателей при изменении нагрузки. Переходные процессы в одномассовой электромеханической системе описывается следующей системой уравнений
Момент двигателя можно представить в следующим виде
аналогично момент статистических сопротивлений
Подставив (5.17, 5.18.) в уравнение движения (5.16.), получим дифференциальное уравнение переходных процессов с нагрузкой
а в переходных процессах без нагрузки
где
Физический смысл электромеханической постоянной времени – это время, в течение которого двигатель разгоняется до скорости Решение дифференциальных уравнений (5.19.), (5.20.) находится в виде
где При
без нагрузки
а уравнения
Ускорение привода под нагрузкой
без нагрузки
Максимальное ускорение соответственно при
Время переходного процесса под нагрузкой
без нагрузки
В переходных процессах при пуске
Как следует из уравнений (5.37) и (5.38), время пуска теоретически равно Таким образом, в приводах с линейными механическими характеристиками время переходных процессов не зависит от нагрузки и составляет По уравнениям (5.33. – 5.36.) рассчитаны зависимости
Системе уравнений (5.40) соответствует структурная схема электромеханической системы с линейными механическими характеристиками, представленная на рис. 5.4.
Рис 5.4. Структурная схема одномассовой электромеханической системы с линейными механическими характеристиками.
Передаточная функция по управляющему воздействию
соответствует инерционному звену с постоянной времени показаны на рис. 5.5, а переходные и весовые функции, определяемые соотношениями
соответствуют
Рис. 5.5. Частотные характеристики электромеханической системы с линейными механическими характеристиками
Рассмотрим на примере пуска двухмассовой электромеханической части электропривода при учете упругих связей и диссипативных сил. При условии
Решим систему уравнений (5.44) относительно упругого момента
и подставив их в последнее уравнение системы (5.44), получим
Проведем некоторые преобразования в (5.45)
Далее с учетом того, что
получим
Характеристическое уравнение
имеет два мнимых корня
а решение уравнения (5.46) запишется в виде
а) при пуске вхолостую (Мс=0) Постоянные интегрирования А, В могут быть найдены из начальных условий: а) при
В этом случае решение может быть записано в виде или окончательно
Зависимость После интегрирования
С учетом
Аналогично постановкой (5.48) во второе уравнение системы (5.44) получим зависимость
Окончательно
б) пуск под нагрузкой В этом случае при отсутствии зазоров движение первой массы на этапе, когда вторая масса
Рис.5.6. Структурная схема электропривода при пуске
На первом этапе переходного процесса
Дифференциальное уравнение, соответствующее (5.52)
Характеристическое уравнение
корни уравнения
Решение дифференциального уравнения (5.53)
С учетом начальных условий при
Коэффициент
откуда
Переходная функция упругого момента на I этапе пуска
На II этапе пуска
где А, В – постоянные интегрирования, находятся из ненулевых условий второго этапа при
Уравнение переходной функции
Ниже рассматриваются расчеты переходных процессов в двухмассовой системе электропривода методом структурного моделирования с использованием пакета MATLAB – Simulink для различных условий пуска. Параметры двухмассовой системы электропривода:
1. Переходные процессы Схема модели двухмассовой системы по управляющему воздействию Механическая характеристика привода для этого режима пуска представлена на рис. 5.8. (кривая
Рис. 5.8. Механические характеристики привода при
Кривые переходного процесса для пуска
Рис. 5.9.
Рис. 5.10.
Рис. 5.11.
Рис. 5.12.
Как видно из рис. 5.9., 5. 10. пуск двухмассовой системы при Если бы механические связи были абсолютно жесткими ( Следовательно, упругие колебания, не влияя на длительность переходных процессов, могут привести к существенному увеличению максимальных нагрузок в передачах, значительно превышающих среднюю. Это превышение характеризуется динамическим коэффициентом
Максимум составляющей нагрузки упругого элемента наступает в момент времени
Соотношение (5.61) показывает, что динамический коэффициент увеличивается с ростом При пуске без нагрузки Внутренние диссипативные силы в системе вследствие их малости вызывают незначительные затухания колебания и изменений их частоты. Даже при Упругие механические колебания увеличивают динамические нагрузки передач и рабочего оборудования, тем самым, ускоряя их износ. Неравномерность движения рабочего органа снижает точность выполнения технологических операций. Поэтому при проектировании электропривода необходимо принимать меры, позволяющие снизить динамические нагрузки. Эффективным средством снижения динамических (колебательных) нагрузок в механическом оборудовании и силовом канале электропривода является увеличение плавности переходных процессов. 2. Пуск по реостатной характеристике Схема модели двухмассовой системы по управляющему воздействию
Рис. 5.14.
Рис. 5.15.
Рис. 5.16.
Рис. 5.17.
Рис. 5.18.
Рис. 5.19.
Анализ переходных процессов с добавочными сопротивлениями в якорной цепи двигателя постоянного тока и в роторной цепи асинхронных двигателей с фазным ротором (осциллограммы на рис. 5.14 – 5.19) показывает 1) колебательность переходного процесса заметно уменьшается; 2) снижается максимальное значение упругого момента 3) уменьшается динамический коэффициент На рис. 5.20. представлены зависимости динамического коэффициента
Рис. 5.20. Зависимости
4. Пуск с формированием управляющего воздействия от задатчика интенсивности ЗИ
Управляющее воздействие линейно-изменяющееся во времени с ограничением на уровне
Рис. 5.21. Формирование управляющего воздействия
Здесь
где
Рис. 5.22. Механические характеристики электропривода при пуске с задатчиком интенсивности для
На рис. 5.23 представлена схема модели двухмассовой системы с формированием управляющего воздействия
а с момента времени
На рис. 5.24 – 5.27 представлены графики переходных процессов
Рис. 5.24. Пуск от задатчика интенсивности
Рис. 5.25. Пуск от задатчика интенсивности
Рис. 5.26. Пуск от задатчика интенсивности
Рис. 5.27. Пуск от задатчика интенсивности
Рис. 5.28. Пуск от задатчика интенсивности
Анализ переходных процессов показал, что 1) переходные процессы при линейно - изменяющемся задании 2) величины максимальных значений пускового момента М, упругого момента 3) динамический коэффициент 4) с увеличением жесткости механических характеристик привода происходит увеличение
|