Электромагнитные переходные процессы

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ НЕНАСЫЩЕННОЙ МАГНИТНОЙ СИСТЕМЕ

Электромагнитные переходные процессы (ЭПП) необходимо учитывать для электродвигателей, обмотки которых обладают большой индуктивностью, когда время электромагнитных переходных процессов соизмеримо со временем механических, что наблюдается у ДПТ НВ. Остальные двигатели постоянного и переменного тока обладают обмотками с малой индуктивностью, поэтому электромагнитные процессы в них часто не учитывают. РасРис. 4.14. Электрическая схема обмотки независимого возбуждения.

смотрим электромагнитные переходные процессы в обмотках независимого возбуждения (рис. 4.14).

Уравнение электрического равновесия для обмотки возбуждения имеет вид:

где /?", —соответственно активное сопротивление и индуктивность обмотки возбуждения.

Разделив уравнение (4.31) на активное сопротивление обмотки возбуждения R_B и приняв во внимание, что электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения Т_в = LJR_B и UJR_B = /_{в у}, где /_ву — установившийся ток возбуждения, запишем уравнение (4.31) в преобразованном виде:

Решение дифференциального уравнения (4.32), как ранее было показано [см. выражение (4.9)], — это экспонента.

где 4_вач — начальное значение тока возбуждения.

На рисунке 4.15 приведены графики переходных процессов тока возбуждения при увеличении (кривая I) и снятии (кривая 2) напряжения в обмотке возбуждения.

Длительность электромагнитных переходных процессов составляет 3 Т_в при достижении 0,95/_ву или 4Г_В при достижении 0,98/_{в у}, то есть продолжаются (З…4)7'_в.

Рис. 4.15. Графики переходных пропессов тока возбуждения:

/ — при увеличении напряжения возбуждения; 2— при снятии напряжения возбуждения Эта необходимость вызвана тем, что постоянная времени обмоток возбуждения для ДПТ НВ составляет 1…2 с для машин средней мощности 100…1000 кВт и 2…4 с для машин большей мощности (более 1000 кВт), поэтому время электромагнитных переходных процессов достигает значительных величин ^_л = (3…4)7'" которые могут быть неприемлемы по условиям производительности машин. Широко используются два способа форсировки электромагнитных переходных процессов.

Первый способ заключается во введении в цепь обмотки возбуждения добавочного резистора сопротивлением /?_{доб в}. Это приводит к снижению новой электромагнитной постоянной времени.

в ou раз по сравнению с Т_в = LJR_в, то есть Т_в = где Оф — коэффициент форСИрОВКИ, Оф = (Л_в + Лдоб._в)/Л_в.

Чтобы ток возбуждения в установившемся режиме был равен номинальному току, необходимо увеличить в Оф раз U_B, то есть U'_B = Оф?/_в. Длительность переходного процесса при этом сократится в Оф раз, то есть f = (З.Л)Т_В =(3…4)7'в/Оф.

Второй способ заключается в подаче в период возбуждения повышенного напряжения на обмотку возбуждения в Оф раз. В этом случае постоянная времени остается неизменной, но время достижения /_в = /_вн сокращается. Из уравнения переходного процесса, полученного при нулевых условиях, ток возбуждения.

достигает номинального значения за время.

Величину Оф ограничивают до 3…4. При равенстве /_в = /_{в н} дальнейшее нарастание тока ограничивают введением в цепь обмотки возбуждения резистора сопротивлением Л_доб «или снижением U_B до 0» (рис. 4.16). Длительность переходных процессов в обоих случаях практически одинакова, однако второй способ форсировки более благоприятен, поскольку нарастание тока происходит почти равномерно, обеспечивая постоянное ускорение в электроприводе.

Рис. 4.16. Форсировка переходных процессов в обмотке возбуждения:

/—гтри номинальном напряжении возбуждения; 2— при форсировке введением /?_дов; 3 — при форсировке повышенным напряжением возбуждения Недостаток ускорения переходных процессов указанными способами заключается в увеличении мощности возбуждения, что вызвано потерями энергии в добавочных сопротивлениях. Форсировка возбуждения может быть достигнута, кроме того, применением специальных схем управления.