ГОСТРМЭК 61800-4—2012
где Ju — момент инерции ротора двигателя, кгм2;
J
q
— момент инерции приводимого оборудования, кгм2:
К — жесткость на кручения. Нм/радиан ()/К = упругость);
NTF — собственная частота крутильных колебаний. Гц.
Эта формула относится к двухмассовой системе с двумя моментами инерции (см. рисунок В.2). (В случав
систем с тремя или более моментами инерции появятся две или более NTF. Однако на практике учитываются одна
или две наименьших NTF как имеющие значение.)
Bert х
Дю тттмъf^w o ffM o e
аборураш ш
4ч
4
Рисунок В.2 — Механическая схема с двумя моментами инерции
Пульсации электромагнитного момента двигателя или момента приводимого оборудования могут вызвать
большие напряжения вала, если частота пульсаций близка или равна хотя бы одной NTF. Это в особенности от
носится к разомкнутым системам регулирования скорости вращения.
Замкнутая система регулирования скорости гложет сама демпфировать крутильные колебания. Условиями
успешного демпфирования являются:
- наиболее значительные NTF надежны внутри ширины полосы пропускания регулятора момента (см.
7.2.3.1). Обычно NTF должна быть меньше половины ширины полосы пропускания регулятора момента при 3 дБ
(примерную оценку этой ширины полосы пропускания дает Р3дБ = 0.5fTR, где TR — время переходного процесса
при регулировании момента или тока;
- задержки в системе измерения скорости малы, обычно меньше, чем время переходного процесса регули
рования момента;
- высокая точность системы измерения скорости вращения;
- регулятор скорости вращения правильно настроен.
Способность замкнутой системы регулирования скорости вращения демпфировать крутильные колебания
объясняется компенсацией пульсаций моментов двигателя и нагрузки. Эти пульсации компенсируются противо
действующими изменениями сигнала управления моментом. Высокая точность и хорошая динамика системы из
мерения скорости вращения требуются для надежного демпфирования потому, что в основе компенсации лежит
быстро изменяющиеся разности между уставкой по скорости и измеренной скоростью. Эти разности обычно не
велики и естественно уменьшаются при снижении уровня колебаний.
Пульсации момента нагрузки демпфировать гораздо труднее, чем пульсации момента двигателя. Причинами
являются частично сложность и частично высокое затухание механической системы. Первое обстоятельство за
трудняет компенсацию, а второе усложняет распознание изменений скорости вращения, вызванных пульсациями
нагрузочного момента.
В.3.2 Динамические характеристики при регулировании скорости вращения
В дополнение к NTF динамические характеристики при регулировании скорости вращения зависят от анти-
резонансной частоты (ARF) крутильных колебаний механической системы (см. рисунок В.2):
ARF =
где JD — момент инерции приводимого в движение оборудования, кгм2;
К — жесткость на кручения. Н м/радиан {\jK = упругость);
ARF — антиреэонзнсная частота. Гц.
Эта формула относится кдвухмассовой системе с двумя моментами инерции. В случае систем с тремя или бо
лее моментами инерции появятся две или более ARF. Однако на практике только наименьшая ARF имеет значение.
Сравнивая формулы для NTF и ARF. можно видеть, что всегда ARF < NTF. Чем больше отношение момента
инерции нагрузочного механизма к моменту инерции двигателятем больше разница между этими частота
ми. Обратите внимание, что ARF определяется исключительно свойствами оборудования, приводимого в движе
ние электроприводом.
Возможны три основных случая:
а)все NTF и ARF по крайней мере на порядок выше, чтобы быть демпфированными регулированием скоро
сти вращения (см. список в В.3.1).
В этом случав динамические свойства канала регулирования скорости определяются исключительно дина
микой регулятора момента или системы измерения скорости вращения. Заметьте, что в мощных ЭП эта ситуация
встречается редко, потому что значительныеNTF и ARF оборудования большой мощности обычно весьма невели ки.
ниже 20 и 30 Гц. Единственное исключение, где этот случай может иметь место, представляют системы регули
рования скорости вращения, использующие непрямую обратную связь по скорости, из-за длительной задержки,
связанной с определением скорости вращения;
69