- •Механическая часть силового канала эп. Математическое описание. Динамические моделирование механической части силового канала эп.
- •Механическая часть силового канала эп. Обобщенная графическая модель (совместная механичная характеристика эп).
- •(Аналоговый вариант).
- •Динамическая модель 2-ч массовой системы в переменных «входы-выходы». Структурная схема динамической модели.
- •Структурная схема 2-х массовой механической системы, как звена входящую в более сложную систему. Преобразования структурных схем.
- •Метод пространства состояния. Представление 2-х массовой системы в переменных состояниях.
- •Одномассовая механическая модель силового канала эп.
- •Электромеханические характеристики дпТсНв в двигательном режиме.
- •1. Введение в цепь ротора добавочных
- •2. Пуск при пониженном напряжении.
- •Механические характеристики дпТсНв в тормозных режимах.
- •1. Рекуперативное
- •2. Противовключением
- •3. Динамическое
- •Торможение противовключением.
- •Энергетические процессы.
- •Динамическое торможение.
- •Дпт с нв, как объект управления . Динамическая модель дпт с нв в переменных входных выходных. Аналоговый вариант.
- •Энергетические режимы в эп с дпт с нв.
- •1. Режим х.Х. :
- •Пусковой режим двигателя последовательного возбуждения.
- •Тормозные режимы дпв. Механические характеристики дпв в тормозном режиме.
- •Дпт смешанного возбуждения.
- •Механические характеристики ад в различных режимах работы.
- •Построение механических характеристик с использованием формулы Клосса.
- •Пуск ад.
- •Последовательность реостатного пуска.
- •Тормозные режимы ад. Механические характеристики в тормозном режиме.
- •Рекуперативное торможение.
- •Режим противовключения. Торможение противовключением.
- •Динамическое торможение.
- •Моделирование эп с ад. Ад, как объект управления. Динамическая модель ад в переменных, «входы - выходы».
- •Динамическая модель ад. Математическое описание обобщенной асинхронной машины.
- •Преобразователи координат и фаз.
- •Асинхронная машина с короткозамкнутым контуром.
- •Анализ акз в неподвижной системе координат
- •Анализ акз во вращающейся системе координат.
- •Пуск сд. Механические характеристики в пусковом режиме.
- •Тормозные режимы сд. Механические характеристики сд в тормозных режимах.
- •3. Динамическое торможение в сд реализуется так:
- •Синхронный эд, как объект управления. Динамические модели Синхронного эд и синхронный эп в переменных «входа-выхода»
- •Переходные процессы в эп.
- •Электромеханические переходные процессы и их анализ.
- •Решение уравнения движения при постоянном .
- •Решение уравнения двигателя при линейно изменяющимся .
- •Анализ электромеханических переходных процессов. Нагрузочные диаграммы эп.
- •1. Непрерывные
- •Расчет и построение нагрузочных диаграмм эп.
- •Анализ нагрузочных диаграмм эп.
- •Тепловые переходные процессы в эп. Уравнение теплового баланса эп.
- •Постоянная времени нагрева.
- •Допустимое превышение температуры двигателя. Классы изоляции.
- •Динамическая тепловая модель эд в переменных «входы-выходы».
- •Выбор мощности эд. Номинальные режимы работы эп по нагреву.
- •Выбор мощности эд при различных режимах работы.
- •1. Выбор эд по нагреву.
- •2. Проверка по допустимой механическое перегрузке.
- •3. По возможности запуска.
- •3 Этап: Поверка по возможности запуска.
- •Выбор мощности эд для кратковременного режима работы
- •Выбор мощности эд для повторно-кратковременного режима работы.
- •Регулирование «координат» эп.
- •Регулирование скорости вращения в эп.
- •Регулирование скорости дпт с нв.
- •2. Регулирование магнитным потоком
- •3. Регулирование напряжением на зажимах якоря
- •3. Регулирование скорости вращения дпт с нв изменением напряжения подводимого к якорю.
- •Регулирование скорости вращения дпт с последовательным возбуждением.
- •3. Регулирование изменением магнитного потока
- •3.1. Регулирование скорости дптпв шунтированием оя.
- •3.2. Регулирование скорости шунтированием ов.
- •Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей.
- •Реостатное регулирование скорости вращения ад.
- •Регулирование скорости вращения ад изменением действующего значения напряжения, подводимого к статору
- •Регулирование скорости вращения ад изменением числа пар полюсов двигателя.
- •Частотное регулирование скорости вращения ад.
- •Принципы и законы частотного регулирования.
- •1.Электромашинный пч
- •Особенности частотного регулирования сд.
- •Регулирование скорости вращения ад введением добавочного эдс в цепи ротора (каскадное регулирование)
- •Классификация схем каскадного регулирования.
- •Структурная схема электромеханического каскада.
- •Энергетическая эффективность эп.
- •Случай разноправленного потока энергии.
- •Коэффициент мощности.
- •Надёжность эп. Основные понятия, критерии надёжности.
- •Показатели надёжности.
- •Расчёт показателей надёжности.
Тепловые переходные процессы в эп. Уравнение теплового баланса эп.
При работе ЭД в различных условиях и при различных нагрузках на его валу изменяются условия протекания тепловых процессов ЭД. Как известно работа ЭД сопровождается потерями мощности , которые складываются из магнитных потерь (в стали),электрических потерь (потерь в меди), а также механических потерь. За время двигатель с потерями мощности равными выделяет количество тепла равное . Это тепло во первых расходуется на нагревание самого двигателя:
а во вторых рассеивается в окружающую среду:
(99)
(100)
(101)
В начале основная часть выделяемого тепла идет на нагревание самого двигателя и значительно меньшая часть отдается в окружающую среду. В процессе нагревания ЭД это соотношение изменяется в сторону и при некоторой температуре двигателя наступает установившийся режим, после чего всё выделяемое при работе тепло рассеивается в окружающую среду., а температура двигателя при условии неизменности нагрузки на его валу в дальнейшем не меняется. Необходимо отметить, что реальные термодинамические процессы в ЭП носят весьма сложный характер, т.к. эл. машины во первых не однородна по материалу, во вторых имеет рассредоточенные внутренние источники тепла, интенсивность которых зависит от режима, скорости и т.д. Поэтому для дальнейшего анализа тепловых переходных процессах в ЭП, применим следующие допущения:
1. Эл.маш. является однородным телом с одинаковой по всему телу теплоёмкостью и с одинаковой температурой по всём точном объема тела.
2. Теплоотдача в окружающую среду пропорциональна разности температур двигателя и окружающей среды, т.е. :
(102)
- теплоотдача
- температура двигателя в градусах
- температура окружающей среды
Чаще всего при анализе тепловых переходных процессов в качестве применяется ее нормативное значение
- превышение температуры двигателя или еще один термин: температура перегрева.
С учетом этих допущений, уравнение 3 запишется в виде:
(103)
где - потери мощности в двигателе
- промежуток времени (длительность переходного процесса)
- изменение превышения температуры
теплоёмкость – численно равна количеству тепла, необходимое для нагрева двигателя на 1 градус.
теплоотдача- количеству тепла, выделявшему в ОС при изменении температуры на один градус за время равное 1 секунде.
- пропорциональна кубу габаритов
- пропорциональна квадрату габаритов .
Если все члены уравнения 103 на , то
(104)
Уравнение (104) описывает тепловые переходные процессы в ЭД и в частном случае для установившегося режима примет вид.
Если в уравнении (104) отношение (сек) обозначим - постоянна времени нагрева, то с учётом этого уравнение (104) будет иметь вид:
(105)
(105)- представляет из себя дифференциальное уравнение 1-го порядка и носит название дифференциальное уравнение теплового баланса. При нагреве от некоторого начального значения до . Решение этого уравнения имеет вид:
текущее время (с).
Графически это уравнение может быть представлено в виде экспоненциальной функции следующего вида:
Рис.79
В частном случае если включение двигателя происходит в момент когда его температура равна температуре окружающей среды, график будет иметь следующий вид:
Рис.80
Если двигатель в процессе работы нагреть до , а затем выключить из питающей сети, то процесс его охлаждения до температуры окружающей среды может быть представлен в виде уравнения которое носит название решение уравнения теплового баланса при охлаждении и имеет следующий вид:
(106)
- постоянная времени охлаждения она имеет такой же физический смысл что и постоянная времени нагрева, но в силу того, что в термодинамике процессы охлаждения имеют несколько большую инерционность, чем процессы нагрева для одного и того же двигателя, находятся примерно в таком соотношении: