9-4. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВАЛА
Электроприводы, выполненные по toil и ли иной схеме электри
ческого нала, по физической основе дпиа.мпческих свойств имеют сходство с синхронным двигателем. Переходные процессы в системах электрического вала могут также носить колебательный характер с периодическим взаимным обменом между электромагнитной энер гией полей двигателей н кинетической энергией их роторов.
Основу электрического вала составляют две асинхронные маши ны, роторы которых электрически соединены между собой. При согласованном соединении фаз и согласованном положении роторов друг относительно друга, ток в роторной! цепи отсутствует как при неподвижном состоянии двигателей, так п при их вращении. Пусть двигатели находятся в состоянии равновесия при скорости, равной нулю. Если принужденно повернуть роторы один относи тельно другого на некоторый малый угол б , то работа, совершаемая по преодолению возникающего уравнительного момента Л/у, создает в двух машинах некоторый запас электромагнитной энергии
о
ДИ’:П!= \ ’ Л/у de.
и
6а
Для малых углов Л/у = s p yO и А1 Г;,м = ру ^ ■
Если освободить двигатели, сняв с них внешние моменты, то под действием уравнительного момента роторы начнут отрабатывать угол 0 в обратном направлении. При этом запасенная электромаг нитная энергия будет преобразовываться в кинетическую энергию. Процесс движения машин при Л/с = 0 приобретает характер про тивофазных колебаний с затуханием, зависящим от активных сопро тивлений роторных и статорных цепей. Приведенное пояснение пока зывает только физическую основу динамических режимов системы электрического вала при малых углах рассогласования. В общем случае, если не ограничиваться малыми углами 0 , уравнительный
момент оказывается нелинейной функцией не только угла рассогла сования, по и скольжения двигателя согласно (3-15). В зависимости от возмущающего воздействия и соотношения параметров электри ческого вала характер протекания переходного процесса может суще ственно изменяться. При определенных условиях система становится неустойчивой. Это означает, что при пуске, торможении, сбросе пли набросе нагрузки на валу двигатели выходят из согласованного вра щения; т. е. электрический вал как таковой перестает существовать и система оказывается неработоспособной.
Устойчивость электрического вала повышается с увеличением его жесткости, т. е. способности системы развивать значительные уравнительные моменты при малых углах рассогласования. Эффек тивным средством повышения жесткости вала является использо вание вращения против поля машин, создающих уравнительные моменты, что можно реализовать в двух схемах электрического вала: в системе с преобразователем частоты (рис. 9-14, а) н системе с урав нительными и рабочтш машинами (рпс. 9-15, а).
При работе уравнительных машцн против поля электрический вал скручивается на небольшие углы по сравнению с предельным