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行业应用

他励直流电动机过渡过程的数学分析

2016-11-11

他励直流电动机过渡过程的数学分析
在电力拖动系统中,既存在机械惯性,也存在电磁惯性。机械惯性是由于系统的转动惯量,使系统转速不能突变;电磁惯性是因为电路中存在电感,使电流不能突变。在一般的电力拖动系统中,电磁过渡过程时间较短,对过渡过程影响相对较小,因此只考虑机械过渡过程。下面以电枢回路串电阻调速为例进行分析,得出他励直流电动机过渡过程的一般规律。假设系统满足以下条件:(1)电源电压在过渡过程中恒定不变;(2)磁通恒定不变;(3)负载转矩为常数不变。如图3-29所示,调速前,电动机运行于A点,串入电阻RΩ后瞬间(记作t=0),电动机运行于B点,而C点是新的稳态运行点。调速过程的起始点为B点,其转速为nB,电磁转矩为TB,电流为IB;稳态点为C点,其转速为nC,电磁转矩为TZ。



程,因此与一般的一阶过渡过程曲线一样,只要掌握三个要素,即起始值、稳态值与时间常数,这三个要素确定了,过渡过程也就确定了。用nBG、TBG、IaBG表示起始值,用nED、TED、IaED表示稳态值,可得一般性的表达式为因此,只要求出过渡过程的三个要素,就可以确定转矩、电流、转速的变化规律。。图3-30所示为转速的过渡过程变化曲线。可以证明,这个结论也适用于其他过渡过程的分析。

从图3-30可知,转速从起始值变到稳态值,理论上需要的时间为t=∞,但当t=(3~4)Tm时,其值便可达到稳态值的95%~98%,在工程实际中,即可认为过渡过程结束了。此外,有时需要知道过渡过程进行到某一阶段所需的时间,要求从过渡过程开始到转速为nx所需的时间tx,可根据式根据转矩、电流的变化规律求取时间tx时方法类似。