На перехідні процеси в електроприводі, які мають місце під час пуску, гальмування, зміни навантаження, реверсування і інше, здійснюють вплив механічна, електромагнітна і теплова інерції. Вплив механічної інерції визначає електромагнітна постійна часу Тм; вплив електромагнітної - електромагнітна постійна часу Те; вплив теплової - постійна часу нагріву Тн.
Всі види інерції в тій або іншій мірі гальмують перехідний процес, тобто збільшують його час.
Для розрахунку перехідних процесів аналітичним методом складають систему диференційних рівнянь, що описують перехідний процес при заданому збудженні. В результаті їх розв'язку відносно струму, швидкості або моменту будуються перехідні характеристики і(t), (t), М(t).
Якщо зробити припущення, що електромагнітні перехідні процеси в електроприводі з ДПС незалежного збудження швидко затухають, тобто нехтувати впливом електромагнітної інерції, тоді перехідний процес буде розглядатися як механічний і описується він диференційними рівняннями:
для швидкості:
(5.14)
для струму:
для моменту:
(5.16)
де Тм - електромеханічна постійна часу, с, яка дорівнює
(5.17)
де - момент інерції, кгм
- опір якірного ланцюга, Ом;
Сс, См - коефіцієнти ЕРС і моменту.
Момент інерції і маховий момент пов'язані співвідношенням
кГм2. (5.18)
Якщо має одиницю вимірювання [кГм*с2], тоді
кГм2
Рішенням (5.14), (5.15), (5.16) є:
(5.19)
(5.20)
(5.21)
де ωс, іс, Мс - сталі значення швидкості, струму, моменту;
ωпоч - початкове значення швидкості. В тому випадку, коли пуск здійснюється з нерухомого стану ωпоч=0;
Іпоч, Мпоч - початкові значення струму і моменту. Під час пуску привода ці значення дорівнюють пусковим іпоч =іпуск; Мпоч=Мпуск.
Якщо пуск привода багатоступеневий, то рівняння перехідних характеристик привода можна записати:
(5.22)
(5.23)
(5.24)
де - швидкість і-ої ступені, об/хв;
- стале значення швидкості і-ої ступені, с;
- мінімальний струм, А і момент, Нм перемикання;
- початковий (пусковий) струм і момент;
- швидкість попередньої ступені, об/хв.
Коли додатковий опір в якірному колі стає рівним нулю, то
,
Для багатоступеневогу пуску треба знаходити на кожному ступені.
Підчас пуску на 1-му ступені
(5.25)
Теоретично вважається, що перехідний процес закінчується, коли , але практично з невеликою похибкою можна рахувати, що він закінчується .
Інколи для визначення часу перехідного процесу використовується вираз:
(2.26)
де, максимальний і мінімальний струми перемикання, А;
струм в сталому режимі .
Рекомендується така послідовність розрахунку:
- перевірити по розрахунках задачі 1 кількість ступенів пуску. По пусковій діаграмі визначити початкові значення швидкості, струму (моменту), і максимальний момент (струм) переключення;
- визначити для кожного ступеня електромеханічну постійну часу ;
- вважати що практично перехідний процес на кожному ступені буде закінчуватися через (3-4) цього ступеня;
- розрахувати перехідні процеси за вказаними вище формулами для багатоступеневого пуску і гальмування, яке запропоновано в задачі 1;
- побудувати перехідні характеристики на одному кресленні.
Література [1.3, тема 3; 2.1, с.56-72].