Устойчивость электродвигателя

Различают устойчивое, неустойчивое и безразличное состояние (рисунок4.17).

Шар во всех случаях находится в установившемся равновесии. Но если какое-то воздействие выведет шар из этого состояния, то в случае " а " появятся силы, которые будут стремится вернуть его в установившееся состояние. Такое положение шара является устойчивым.

Рисунок 4.17 – Примеры устойчивого, неустойчивого и безразличного состояния равновесия

 

В случае " б " после выведения шар из равновесного состояния появятся силы, которые будут стремиться сместить его еще дальше от установившегося равновесия. Это положение шара неустойчивое. В неустойчивой системе ЭП скорость будет увеличиваться или уменьшаться вплоть до остановки.

В положении " в " шар в безразличном состоянии, при котором будучи выведенным из установившегося положения, может занять любое другое положение. В ЭП безразличное состояние соответствует совпадению механической характеристики ЭД с характеристикой статического момента. При этом возможна работа в любой точке участка совпадения характеристик. Под устойчивостью ЭП понимают его способность приходить в состояние устойчивого равновесия после того, как под влиянием какого-либо возмущающего воздействия он был выведен из этого состояния.

Статическая устойчивость ЭП. Статической устойчивостью называется способность ЭП самостоятельно восстанавливать устойчивое равновесие при малых и медленных нарушениях режима. При этом механической и электромагнитной инерцией можно пренебречь. Статическая устойчивость обеспечивается за счет способности ЭП к самовыравниванию.

При и случайных малых возмущениях ЭД в точке " А " (рисунок 4.18) при увеличении скорости уменьшит электромагнитный момент М и наоборот. В результате ЭД восстановит свой режим в т. " А ".

Рисунок 4.18 – Определение статической устойчивости работы электропривода

 

В т. " В " при случайном увеличении скорости выше ЭД будет разгоняться, пока не перейдет в т. " А ", а при уменьшении скорости ЭД будет продолжать затормаживаться до перехода в режим стоянки под током в т. " К ".

Таким образом, для обеспечения устойчивой работы при механическая характеристика ЭД должна быть падающей, т.е. с увеличением момента угловая скорость ЭД должна снижаться. Точка " А " и любая другая на участке СД соответствует указанным требованиям, и поэтому участок СД называют участком устойчивой работы. Участок ДК – участок неустойчивой работы. Однако, при , возрастающим со скоростью по вентиляторному закону, устойчивый режим может быть получен и при повышающейся характеристике ЭД. При этом для точки равновесного состояния " N " угол наклона касательной к механической характеристике ЭД относительно оси скорости должен быть меньше угла наклона касательной к кривой статического момента .

Динамическая устойчивость ЭП. Под динамической устойчивостью понимают способность системы восстанавливать свое равновесие при внезапном, большом изменении режима ее работы. При анализе динамической устойчивости ЭП учитывается не только начальное и конечное состояние системы, но и характер ее движения под действием динамического момента, а также время перехода из начального состояния в конечное. Так, если АД под действием медленно изменяющегося возмущения может нагружаться до , то при быстром изменении возмущения динамический момент, алгебраически складываясь с электромагнитным, позволяет ЭП развивать момент сверх критического при уменьшении скорости, и уменьшает момент меньше при возрастании скорости. Таким образом, соотношение перестает быть критерием устойчивой работы ЭП. Теперь значительную роль играет инерция и запасенная системой энергия. При наличии двух инерции: электромагнитной, определяемой постоянной времени и механической, определяемой , для устранения колебаний увеличивают разрыв между и .

Характерным возмущением для АД является падение напряжения судовой сети.

АД, работающий при на естественной характеристике (на рисунок 4.19) в точке " А ", при снижении напряжения до с той же скоростью перейдет в " А₁ " на характеристике 1. Под действием динамического момента А-А₁ ЭД будет затормаживаться

, (4.114)

а , и . Тогда

. (4.115)

Рисунок 4.19 – Динамическая устойчивость асинхронного двигателя при падении напряжения сети

 

Выразив момент ЭД при пониженном напряжении

(4.116)

получим

. (4.117)

Отсюда можно определить время снижения скорости до , соответствующей до любого интересующего нас значения. Скорость является предельной с точки зрения динамической устойчивости и если за время до восстановления скорость не успеет понизиться до , то при восстановлении возникает положительный динамический момент, который возвратит ЭД в точку А. В противном случае ЭД перейдет в режим к.з. Часто по условиям технологического процесса, а также из-за толчка тока, соответствующего , определяют как допустимую .

 

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое устойчивость?

2. Дайте определение статической устойчивости.

3. Дайте определение динамической устойчивости.

4. Назовите характерные возмущения для судового АД.

Литература [1-5]

 

 

Список рекомендуемой литературы

 

 

1. Фролов Ю. М. Сборник задач и примеров решений по электрическому приводу / Ю. М. Фролов, В. П. Шелякин. – М.: Лань, 2012. – 368 с.

2. Электропривод. Гидро- и виброприводы. Машиностроение. Энциклопедия / Под ред. Л.Б. Масандилова. – М.: Машиностроение, 2012 - 520 с.

3. Фролов Ю. М. Основы электрического привода / Ю. М. Фролов, В. П. Шелякин. – М.: КолосС, 2007. – 252 с.

4. Епифанов А.П. Основы электропривода / А.П. Епифанов. – М.: Лань, 2009. - 192 с.

5. Бойцов Ю.А. Предварительный расчет приводов / Ю.А. Бойцов. – С-Пб.: НИУ ИТМО, 2012. - 26 с.

6. Фролов Ю. М. Проектирование электропривода промышленных механизмов: учеб. пособие / Ю. М. Фролов, В. П. Шелякин. — СПб.; М.; Краснодар: Лань, 2014. – 446 с.

7. Фащиленко В.Н. Регулируемый электропривод насосных и вентиляторных установок горных предприятий. Учебное пособие / В.Н. Фащиленко. – М.: Горная книга, 2011. - 260 с.

8. Баранников В.Л. Эксплуатация электрооборудования рыбопромысловых судов: учеб. пособие – М.: Моркнига, 2013. – 496 с.

9. Копылов И.П. Электрические машины / И.П. Копылов. - М.: Логос, 2000. - 607 с.

 

Борис Александрович Авдеев

 

Судовые электроприводы

⇐ Предыдущая567891011121314

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: