Материал: Основы автоматизированного электропривода учеб. пособие

буется при скорости, близкой к нулю, наложить механи­ ческий тормоз. Динамическое торможение обычно осуществляется в одну ступень. Однако для мощных асин­ хронных и синхронных двигателей применяют и много­ ступенчатое торможение. Расчет ступеней тормозных сопро­ тивлений и переходного процесса ступенчатого торможения проводится аналогично тому, как это было рассмотрено для пуска.

Для асинхронных двигателей с короткбзамкнутым рото­ ром, а также для двигателей с контактными кольцами и небольшими дополнительными сопротивлениями механи­ ческие характеристики в динамическом торможении ока­ зываются существенно нелинейными. Расчет переходных процессов в данном случае должен проводиться с учетом

чески. Для двигателя с линейной механической характе­ ристикой в пределах одного участка величины со и М из­ меняются по экспоненциальному закону. В соответствии с (8-5) и (8-6) запишем:

для 1-го участка

380

где Mci и М С2 — моменты сопротивления на 1-м и 2-м участках.

Момент и скорость двигателя изменяются в пределах от

Мкопх= М 1№ч1е~'i/tm+ М С1(1 - е~'i/7m) = М тчг\ (8-37а)

М кон2= М тп1е - '2/тм + М С2(1 - ё~ '2/тм) = М шч1. (8-386)

Решая эти уравнения относительно Мнач1 и Мкон1, на­ ходим:

— -Мнач! —A/Ci(l - e '1,Тм) е V t m _| Mcz{ i —e <а/Тм)

(8-39)

м с1( l - e ~ 'l/7~M) + Мс2 (l —еГ '2/Гм) в- 'х/т.м

Тумаке — Мктч —

1—е (ч/Тм

(8-40)

Значения <пмако и соыип могут быть найдены с помощью механической характеристики и величин M mm и Ммакс. На рис. 8-10 показаны зависимости момента двигателя от времени. На 1-м участке М <; М С1 и скорость снижается. При этом двигатель совершает работу за счет кинетической энергии маховых масс привода. На 2-м участке М > МС2, избыток момента приводит к увеличению скорости, т. е. к повышению запаса кинетической энергии электро­ привода. Заштрихованные площадки на рис. 8-10 харак­ теризуют изменения количества движения на участках:

чем больше отношение tJT^. В пределе М иакс -> М С1 при

381

Таким образом, при уменьшении периода изменения М с при Гщ = const или при увеличении Тм, когда £ц = = const., значения Мм,щ и Мма1;с сближаются между собой, т. е. графики изменения момента и скорости дви­ гателя «сглаживаются». Если заданы график изменения М с и допустимое значение Ммакс, то с помощью выражения (8-40) можно определить необходимое значение Тм и мо­ мент инерции электропривода. Требуемое значение момента инерции можно реализовать установкой дополнительного маховика с моментом инерции, равным разности-между требуемым и фактическим значениями момента инерции электропривода.

Рпс. 8-11. Графики изменения момента двигателя при многоступенчатом пзмепешш момента нагрузки.

В общем случае ступенчатый график нагрузки может иметь несколько участков (рис. 8-11). Применив после­ довательно выражение (8-37а), определим значения момен­ тов двигателя в конце каждого участка:

Mkohi = Мнач1е~ 'i/TM|_ М С1(1 - е~ 'i/гм);

м к0Н2 = Mm4ie~('i+,2)/TM_|_МС1(1 - е~ Vtm) х

X е—'г/гм_|_М С2(1 — е~ Vtm);

для произвольного i-ro участка

Применяя выражение (8-41) для последнего m-то участ­ ка и учитывая, что значения момента двигателя в начале

382

Полученные выражения (8-41) и (8-42) позволяют ана­ литически рассчитать начальные и конечные значения момента на всех участках цикла, т. е. выявить график изменения момента двигателя. Чем меньше механическая постоянная электропривода, тем больше изменения мо­ мента. При резко переменном графике нагрузки эквива­ лентный момент существенно превосходит среднее зна­ чение, что обусловливает повышенный нагрев машины. Максимальный пик момента может оказаться недопусти­ мым по перегрузочной способности двигателя. Для «сгла­ живания» графика момента должна быть увеличена меха­ ническая постоянная времени, что может быть осуще­ ствлено, например, с помощью дополнительного маховика или путем искусственного смягчения механической харак­ теристики двигателя.

8-3. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОПРИВОДАХ

СНЕИЗМЕННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ ПИТАНИЯ

ИДИНАМИЧЕСКИМ МОМЕНТОМ, НЕЛИНЕЙНО ЗАВИСЯЩИМ ОТ СКОРОСТИ

Рассматриваемый случай нелинейной зависимости ди­ намического момента от скорости включает в себя вариан­ ты с механическими характеристиками двигателя и ме­ ханизма, являющимися различными нелинейными функ­ циями угловой скорости. Примерами могут служить асинхронные двигатели и двигатели постоянного тока с пос­ ледовательным возбуждением, имеющие в большом диапа­ зоне изменения скорости существенно нелинейные меха­ нические характеристики. Некоторые механизмы обладают также нелинейными механическими характеристиками. Например, момент на валу вентиляторов и насосов воз­ растает при увеличении скорости, а у каландров и кон­ вейеров момент резко снижается при переходе от состоя­ ния покоя к движению.

383