Пуск при реактивном моменте на валу

Если нагрузка представляет собой реактивный момент, переходный процесс пуска следует рассматривать на двух интервалах времени. На первом этапе электропривод заторможен реактивной нагрузкой и возрастание ω₀=ε₀t вызывает линейное возрастание момента короткого замыкания двигателя M_кз=ω₀β=β·ε₀·t. При M_кз=M_с начинается движение привода, и можно определить время запаздывания начала движения, как t_з=M_c/βε₀=∆ω_c/ε₀. С момента времени t=t_з изменение скорости описывается уравнением (7.25) и изменение момента уравнением (7.26), причем (ε₀t)_нач=∆ω_с,ω_нач=0, М_нач=М_с.

Заданное значение скорости ε₀(t-t₃) отстоит от кривой ε₀=ε₀t по вертикали на отрезок ∆ω_с, что определяет суммарный перепад скорости ∆ω=∆ω_с+ε₀T_м. Момент двигателя на этом этапе нарастает от М=М_c до М_п.уст=М_с+ε₀J по экспоненте за время 3T_м. Зависимости ω, М(t) и механические характеристики приведены на рис.7.10.

Второй этап заканчивается в момент времени, когда управляющее воздействие достигает требуемого установившегося значения и его дальнейший рост прекращается. Двигатель при этом выходит на естественную механическую характеристику, и в дальнейшем имеет место процесс, описываемый уравнениями (7.4-7.5) при соответствующих начальных условиях. Как было выше установлено, скорость на этом участке нарастает по экспоненте, а момент уменьшается по тому же закону, стремясь к М_с .

Рис.7.10 Механические характеристики и переходные процессы

при пуске с реактивным моментом и w₀(t) = e₀t

3.2 Пуск при активном моменте

Как показано на рис. 7.11, при активном моменте сопротивления w_с(t) располагается ниже w₀(t) на Dw_c и никаких существенных отличий в алгоритме решения задачи нет по сравнению с пуском при M_c=0. Возможны два случая пуска - первый, когда при t = 0 w = -∆ω_с, т.е. когда до начала пуска привод вращался под действием активного М_с с небольшой скоростью и второй, когда растормаживание привода с активным моментом и начало роста w₀(t) совпадают. Для обоих случаев имеем w₀(t)=ε₀·t и ω_с(t)=a+kt = -∆ω_с+ ε₀·t.

Рассмотрим режим пуска по первому варианту, когда ω_нач=-∆ω_с.

Подставив параметры ω_с и начальную скорость в уравнение (7.23), получим:

(7.31)

Ускорение привода

В соответствии с полученными уравнениями скорость, начиная с начального значения ω_нач=--∆ω_с возрастает, асимптотически приближаясь к линейной зависимости с ускорением ε₀.

Изменение момента определим из уравнения (7.24) подставив в него параметры w₀(t), ω_с(t) изначение начальной скорости привода :

(7.32)

Момент, как и ускорение привода, изменяясь по экспоненциальному закону, принимают установившиеся значения при t ≈3T_м, равные ε=ε₀ и M_{п max}= ε₀J.

Рис.7.11 Механические характеристики

и переходный процесс пуска при активном М_с

На втором этапе пуска скорости и момент привода изменяются, как и во всех предыдущих примерах, по экспоненте от установившихся значений в конце первого этапа.

3.3 Реверсирование при активном моменте

Рассмотрим процесс реверса электропривода путем плавного изменения управляющего воздействия, при котором скорость идеального холостого хода изменяется по закону ω₀ = ω_0н - ε₀t в пределах от ω_0н до - ω_0н, как показано на рис.7.12.

Исходными уравнениями переходного процесса при реверсе с активным М_с являются рассмотренные выше уравнения (7.23) и (7.24).

Реверс разбивается на два этапа. Первый этап заканчивается в момент t₂, когда скорость w₀ достигает нового установившегося значения -w₀ и двигатель выходит на механическую характеристику, соответствующую этой скорости.

При линейном изменении задающего воздействия ω₀=ε₀t подставим в уравнения (7.23) и (7.24) ω_нач=ω_с, ω_с=a+kt, a=ω₀ -∆ω_c, k=-ε₀, в результате получим уравнения изменения скорости и момента:

(7.33)

. (7.34)

7.12 Механические характеристики и переходные процессы

скорости при реверсе с активным М_с

Так как на первом этапе ускорение отрицательное, динамический момент ε₀J отрицателен и суммарный установившийся момент при реверсе определяется разностью М_с-e₀J=M_c-βε₀T_м, из-за чего разница между скоростью w заданием w₀, уменьшается и становится равной Dw_с-e₀T_M. При изменении знака этой разности момент двигателя М также изменяет знак.

Так, например, если указанная разность при Т_м=Т_м1, как показано на рис.7.12, положительна, двигатель в процессе снижения скорости продолжает работать в двигательном режиме, а при изменении знака w, т.е. изменении направления вращения, переходит в тормозной режим с тем же моментом. Если (Dw_с-e₀T_м)<0 при Т_м= Т_м2, двигатель при снижении скорости работает в тормозном режиме, а при изменении направлении вращения переходит в двигательный режим.

Рис.7.13 Переходные процессы момента

при реверсе привода с активным моментом

Значение момента в конце процесса нарастания w₀ до значения - w_нач при t=t₀ определяет, как показано на рис.7.13, начальное значение скорости для второго этапа реверса привода.

Динамические механические характеристики, соответствующие первому (основному) этапу реверса, показаны на рис.7.12.

На втором этапе процесс протекает при w₀ =-w_{0 ном}=const и описывается уравнениями, описывающими процессы при питании от сети с неизменным напряжением. Длительность этого процесса (экспоненты) примерно равна 3T_м, что обычно составляет небольшую долю общего времени реверса t_р=t₂+3T_м, которое определяется главным образом временем t₂ реверсирования управляющего воздействия.

---

Дата добавления: 2015-08-09