第4章电力拖动系统的过渡过程
在电力拖动系统中,一些电气参数(如电压、电阻等)与负载转矩的突然变化,会引起过渡过程,但由于惯性,这些变化却不能导致电动机的转速、电流、转矩及磁通等参量的突变,而必须是个连续变化的过程。
电力拖动系统中一般存在以下三种惯性:
——反映在系统的飞轮惯量上,它使转速不能突变。
——反映在电枢回路电感及励磁回路电感上,它们分别使电枢电流和励磁电流不能突变,从而使磁通不能突变。
——它使电动机的温度不能突变。
引言
电力拖动的过渡过程一般分为两种:
1)机械过渡过程——它只考虑机械惯性,忽略影响较小的电磁惯性。2)电气一机械过渡过程——它同时考虑机械与电磁两种惯性。
他励直流电动机过渡过程的一般规律:
1) XQ 为过渡过程的起始值
2) XW 为过渡过程的稳态值
3) tm 为机电时间常数
他励直流电动机拖动系统的过渡过程
他励直流电动机串固定电阻全压起动
1. 电枢串固定电阻起动的过渡过程
式中
他励直流电动机起动的过渡过程
(Rst)
——负载转矩对应的负载电流,即电动机起动完毕后,保持稳定转速运行时的电枢电流,即电枢电流的稳态值
——直流电动机电力拖动系统的机电时间常数,是表征机械惯性的一个非常重要的物理量
其解为
为电枢电流的起始值
其中
或
起动过程中电枢电流的变化曲线
或
——过渡过程开始时转速的起始值
当起动转速为零时
——机械特性上负载转矩(或负载电流)对应的转速,即过渡过程结束时电动机的稳定转速,即转速的稳态值。
起动过程中转速的上升曲线
(IW)
(Tm)
(nw)
求出过渡过程中某一段的时间
或
或
他励电动机二级起动的电路及特性
第一级起动时
式中 XX为过渡过程的中间值;tQX为从起始点Q到中间点X所经历的时间
注意理论上讲t趋于无穷时才能达到稳态,但实际上认为t=(3~4)Tm时系统已经基本进入稳态。
转速变化曲线
机械特性曲线
电流变化曲线
(nw)
(Iw)
(Iw)
(nw)
三相异步电动机过渡过程的能量损耗
异步电动机定子与转子电路均有铜耗,则过渡过程的能量损耗为
粗略地可忽略I0,则
由于
则
一、空载起动过程电动机的能量损耗
空载起动时
二、空载反接制动过程电动机的能量损耗
空载反接制动时
三、空载能耗制动过程电动机的能量损耗
空载能耗制动时
四、减少异步电动机过渡过程能量损耗的方法
(一)减少拖动系统的动能储存量
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