Тормозные режимы сд. Механические характеристики сд в тормозных режимах.

В синхронных ЭП могут быть использованы все 3 известных электрических способа торможения:

- торможение противовключением

- рекуперативное

- динамическое

1. Торможение противовключением может быть реализовано так же как у АД при помощи изменения последовательности чередования фаз напряжения, подводимого к статору, но учитывая что синхронные двигатели используются в ЭП большой и сверхбольшой мощности этот способ торможения практически не применяется, так как приводит к перегреву двигателя и к преждевременному разрушению механизма область применения режима противовключения в СД ограничивается реверсом, при этом реверс реализуется, начиная с момента асинхронного запуска.

2. Рекуперативное торможение, в синхронном ЭП может быть реализован только в том случае, если к ротору приложить со стороны некого вспомогательного источника (активного) механической энергии дополнительный момент, направленный в сторону вращения. под действием этого момента скорость ротора станет больше синхронной скорости.

Изменяется направление, рабочая точка перейдет их 1-ого квадрата в 3-ий (на угловой характеристике). Знак момента изменится на и по отношению к направлению угловой скорости момент станет тормозным. Под действием вновь снизиться до . Очевидно, что для практической реализации снижения угловой скорости меньше . Этот способ торможения неприменим.

Учитывая сказанное, единственный способ торможения – динамическое торможение.

Рис.68

Рис.69

3. Динамическое торможение в сд реализуется так:

Статорная обмотка отключается от источника 3-х фазного переменного напряжения и замыкается на тормозное. ОВ ротора остаётся подключенной к источнику постоянного напряжения.

При этом взаимодействие статического магнитного поля с токами во вращающемся роторе создаёт в соответствии с правилом Ленца , момент направленный противоположно направлению вращающегося, т.е. тормозной. Механические характеристики аналогичны механическим характеристикам АД.

Интенсивность торможения определяется величиной ,чем меньше тем торможение интенсивнее.

Рис.70 Рис.71

Синхронный эд, как объект управления. Динамические модели Синхронного эд и синхронный эп в переменных «входа-выхода»

Математическое описание Синхронной машины, необходимое для создания простой и удобной динамической модели должно включать в себя:

1. уравнение зависимости синхронного момента синхронной машины от нагрузки.

2. уравнение зависимости асинхронного момента синхронной машины от динамической жесткости.

3. математическая модель синхронного ЭП кроме перечисленных 2-х уравнений должна содержать также классическое уравнение движения ЭП:

(73)

Момент созданный 3-х фазной обмоткой статора коммутации и ОВ.

Если иметь в виду что область номинальных нагрузок (моментов) соответствует находящихся в пределе и в этой области зависимости носит практически линейный характер, то:

(74)

Известно , что может быть физически представлен в виде жесткости упругой электромагнитной связи, которая в этом случае будет аналогична жесткости упругой связи в механической модели ЭП (см. гл «Динамические модели 2-х массовой механической системы»). При этом растяжение упругой электромагнитной связи между осями в магнитном поле и ротора, равное углу будет зависеть от скорости, с которой вращается магнитное поле статора, и от скорости, с которой стремится вращаться ротор . Если при этих условиях продифференцировать уравнение (74), то получим:

(75)

Кроме того, известно, что ротор синхронной машины снабжён дополнительной обмоткой типа «беличье колесо», которая обеспечивает дополнительную составляющую момента (асинхронную), которую можно представить как:

(76)

где - динамическая жесткость (см. «динамическая модель 2-х массовой машины») Синхронный двигатель может быть представлен в виде следующей структурной схемы с учётом выбора переменных:

(77)

(78)

(79)

Рис. 72 - Структурная схема динамической модели синхронного электродвигателя

Динамическая модель синхронного электропривода кроме 2-ух уравнений (78-79) будет включать в себя уравнение (80):

(80)

(81)

Рис.73 - Структурная схема динамической модели синхронного ЭП.