Расчет переходных процессов в электроприводах по механическим характеристикам при плавно меняющихся возмущениях по уравнению

Плавно меняющиеся возмущения по управлению характерны для электроприводов, работающих по системе преобразователь — двигатель. Изменение ЭДС преобразователя в системах с двигателями постоянного тока независимого возбуждения или частоты в системах с синхронными двигателями будем рассматривать согласно (2.13) и (2.8) как изменение скорости холостого хода двигателей. В силу естественных свойств преобразователей или требований к качеству переходных процессов ЭДС или частота преобразователей, а следовательно, и скорость холостого хода двигателей изменяются по линейным , экспоненциальным или близким к ним законам.
Рассмотрим переходные процессы в электроприводе при" линейном изменении скорости холостого хода от начального значения (оонач до установившегося сооуст, обусловленного ограничением ЭДС или частоты преобразователя, при постоянстве момента сопротивления Afc=const. Механические характеристики, соответствующие этому случаю, приведены на рис. 5.11,а. На рис. 5.11,6 показан график изменения скорости холостого хода соо=/(0» которое до ограничения й>о=й)оуст происходит по линейному закону с ускорением, в результате чего ток якоря двигателя может достигать недопустимых значений, так как в этом случае переходный процесс будет описываться уравнениями вида (5.9), (5.10), графически приведенными на рис. 5.6,а. В этих случаях на входе преобразователя П устанавливают задатчик интенсивности 3-й, как показано на рис. 5.12,6, который представляет собой интегратор с ограничением. Тогда изменение сигнала управления AU скачком вызовет изменение ЭДС.
Как следует из сравнения графиков на рис. 5.11,6, в,. линейный закон изменения ©о более предпочтителен, так как изменением темпа нарастания ©о(0 (что легко достигается изменением Га,и) можно управлять током и моментом двигателя в переходном процессе. При этом ускорение^ привода можно ограничивать на допустимом уровне, который практически за все время переходного процесса не меняется.
Полученные уравнения изменения электромеханических; величин в переходном процессе следует использовать в динамических расчетах приводов с учетом режимов работы привода и характера нагрузок на валу двигателя.
При пуске двигателя вхолостую в системе преобразователь— двигатель графики переходного процесса имеют вид, показанный на рис. 5.13,а, б для случаев линейно и экспоненциально изменяющейся скорости холостого хода двигателя. Графики too (t) и со(£) выходят из начала координат и сходятся в конце процесса пуска, так как развивая момент, равный моменту сопротивления. Графики переходного процесса для этого случая показаны на рис. 5.14.
Существенное влияние на переходные процессы оказывает характер нагрузки на валу при реверсе двигателя.
При пуске двигателя с реактивным моментом сопротивления на валу наблюдается запаздывание нарастания скорости на время /3, за которое ток якоря iB(t) изменяется пропорционально закону <оо(0. достигая значения 1Я= =/с. По истечении времени t=ta двигатель трогается, так как при t—tz будет справедливо '/я>/с, следовательно, и
момента сопротивления от направления вращения двигателя переходный процесс при реверсе двигателя с активным моментом нагрузки будет протекать плавно, так как динамический момент М—Мс не будет претерпевать скачков. Следует обратить внимание, что по окончании переходного процесса реверса двигателя он будет работать в режиме рекуперативного торможения; кривая якорного тока /я дважды пересекает ось абсцисс, так как в этом случае дважды пересекаются графики <o(t) и о>о(/).
При реверсе с реактивным моментом сопротивления переходный процесс до скорости ш=0 будет протекать аналогично процессу с активным моментом (рис. 5.15,6), но при переходе оси абсцисс будет наблюдаться скачок динамического момента М—Мс вследствие изменения знака Мс. Это приведет к скачку производной скорости, в результате чего разность соо—со, т. е. еп—ед, может опять увеличиваться до некоторого значения, спадая впоследствии до значения, обусловленного нагрузкой на валу; в графике тока якоря *я(0 может наблюдаться второй локальный экстремум.
Приведенные на рис. 5.15 графики переходных процессов будут наблюдаться при реверсе в схеме рис. 5.12,а. Реверс двигателя осуществляется реверсивным контактным мостом,- в диагональ которого включена инерционная обмотка управления ОУ преобразователя П.
При построении графиков переходных процессов в любых других режимах работы привода следует обращать внимание на их характерные особенности: графики тока
якоря пересекают ось абсцисс в моменты равенства ЭДС преобразователя и двигателя, т. е. при со0=со; производные скорости двигателя будут равны нулю при in—lc.