Теория электропривода
Динамика электропривода с синхронным двигателем - часть 2
Влияние этой связи на динамику синхронного электропривода можно проанализировать при представлении механической части жестким приведенным звеном с помощью структурной схемы на рис.4.6, полученной при с12=¥ и линеаризации угловой характеристики двигателя. Эта схема при отсутствии у двигателя демпферной обмотки (b=0) показана на рис.4.37. Из рисунка видно, что при жестких механических связях синхронный электропривод без демпферной обмотки неработоспособен. Действительно, два интегрирующих звена, охваченных жесткой отрицательной обратной связью, как известно из теории автоматического управления, образуют недемпфированную колебательную систему с передаточной функцией
и частотой свободных колебаний
Демпферная обмотка создает асинхронный момент, который обеспечивает затухание колебаний в системе. В соответствии с рис.4.6 при этом
где Tм=JS/b - электромеханическая постоянная времени.
Передаточная функция электропривода по возмущению Мс может быть также определена по структурной схеме рис.4.6 и представлена в виде
В ряде случаев представляет интерес передаточная функция синхронного электропривода, в которой выходной переменной является угол q=f0-f, или, что то же, синхронная составляющая момента двигателя Mсин»сэмq. Эту передаточную функцию получаем из (4.109), учитывая, что при w0=0, w=-Dw и q есть интеграл от Dw по времени:
Следовательно, функция (4.109) может быть представлена в виде
Соответствующая АФХ
Амплитудно-частотная характеристика
Фазо-частотная характеристика
Если известно, что момент нагрузки электропривода изменяется по закону Мс=Мс.max·sinWt, с помощью (4.112) и (4.113) можно определить зависимость угла 0 от времени в виде
где
Рассматривая полученные зависимости, можно установить, что они соответствуют колебательному звену с коэффициентом затухания, определяемым электромеханической постоянной Тм. Следовательно, при данном JS колебательность определяется модулем жесткости асинхронной механической характеристики b. Чем больше модуль жесткости, тем меньше при колебаниях нагрузки Мc амплитуда колебаний синхронной составляющей момента, тем меньше резонансное усиление колебаний при частоте, близкой частоте свободных колебаний Wэм.