Этап 6. Составление математического описания силовой части электропривода

Математическое описание, или, что то же самое, математи­ческая модель силовой части (энергетического канала) электро­привода [1,4,14,19,21}, представляется в двух формах: системой алгебраических и дифференциальных уравнений и структурной схемой. Эти виды моделей разрабатываются на основе принци­пиальной и функциональной схем силовой части электроприво­да. Должны быть даны пояснения математического или физиче­ского смысла всех переменных и коэффициентов системы урав­нений и параметров структурной схемы. Необходимо пояснить функциональный смысл блоков (элементов) структурной схемы, а также привести численные значения всех упомянутых коэффи­циентов и параметров (при необходимости вычислить их с пояс­нением расчетных формул). Математическое описание модели предпочтительней представить в относительных единицах, лишь в исключительных случаях (по согласованию с преподавателем) - в абсолютных единицах.

4.7. Этап 7. Расчет и анализ статических характеристик ра­зомкнутой системы электропривода

Оценка качества статических (установившихся) режимов ра­боты электропривода является одним из аспектов общей оценки качества проектной разработки. Характер (параметры) установившихся режимов электропривода полностью определяется его статическими механическими характеристиками . Уравне­ние статической механической характеристики разомкнутой сис­темы электропривода (т.е. силового канала электропривода) можно получить из его математического описания (модели) в любой форме (см. п. 4.6). Способ получения уравнений статиче­ской характеристики на основе математической модели любого вида становится очевидным, если учесть, что в установившихся режимах М = Мс и производные всех переменных (координат электропривода) равны нулю. При наличии в силовом канале электропривода элементов с нелинейными статическими харак­теристиками, не имеющими аналитического описания, механиче­ская характеристика электропривода описывается системой уравнений, содержащих уравнения нелинейных функциональных зависимостей с представланием последних в виде графиков.

Полный набор статических характеристик задается препода­вателем, однако он обязательно включает естественную меха­ническую характеристику электродвигателя, основную и регули­ровочные механические характеристики разомкнутой системы электропривода, статические характеристики "вход-выход" элек­трических преобразователей. Регулировочные механические ха­рактеристики должны быть представлены для значений управ­ляющих воздействий, при которых реализуются все установив­шиеся режимы в рабочем цикле центрифуги (см. рис. 2,табл.2).

Анализ статических механических характеристик электро­привода сводится к числовой оценке их жесткости и достаточно­сти последней по требованиям технологии центрифугирования, а также к оценке других основных показателей регулирования ско­рости электропривода [4,14,19,21].

4.8. Этап 8. Расчет переходных процессов в разомкнутой системе электропривода. Анализ динамических режимов. Построение уточненной нагрузочной диаграммы элек­тропривода. Анализ правильности выбора элементов си­ловой части электропривода

Некоторые методические рекомендации по этому этапу ра­боты приведены в [1]. Дополнительно отметим следующее.

Должны быть рассчитаны графики частоты вращения ,электромагнитного момента M(t) и, может быть, тока l(t) для всех динамических режимов по тахограмме рабочего цикла центри­фуги, после чего следует построить уточненные тахограмму и нагрузочные диаграммы электропривода. Расчеты должны быть выполнены на ЭВМ. При расчете переходных процессов прини­маемый характер (непрерывный или скачкообразный) измене­ния статического момента и момента инерции на участках рабо­чего цикла центрифуги следует согласовать с преподавателем. Для удобства сравнения на рисунке (или чертеже) с уточненны­ми тахограммой и нагрузочными диаграммами следует нанести аналогичные упрощенные диаграммы , M(t), l(t), которые ис­пользовались при выборе двигателя и анализе его теплового режима.

Сравнивая упрощенные и уточненные (с учетом характера переходных процессов) тахограммы и нагрузочные диаграммы, необходимо сделать заключение о влиянии переходных процес­сов на тепловую загрузку двигателя и преобразователя, доста­точности их перегрузочной способности и пригодности их к экс­плуатации, необходимости и возможности повышения качест­венных показателей переходных процессов средствами автома­тического регулирования, а также рекомендовать класс систем автоматического управления электропривода ротора центрифуги [4].