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电 气 传 动 蔡学敬 Mobile Telephone Email：cai7612@163.com 第一章：绪论 1.1 电气传动在国民经济中的作用及发展概 况 1.2 电气传动的动力学基础 1.1 电气传动在国民经济中的作用及发展概况 1.1.1 电气传动相关基本概念 1.1.2 电气传动在国民经济中的作用 1.1.3 电气传动的发展概况 1.1.1 电气传动相关基本概念 （1）电气传动：是以电动机作为原动机驱动生产机械的系统的总称，又称为电力拖动。 以机械运动的驱动设备—电机为控制对象,以控制器为核心,以电力电子功率变换装置为执行机构的控制系统，是一种典型的自动控制系统 1.1.1 电气传动相关基本概念 传动系统的控制包括 1.1.1 电气传动相关基本概念 1.1.1 电气传动相关基本概念 （2）电气传动系统的组成部分：电动机、控制装置、被拖动的生产机械 (3)电气传动的种类 按驱动电机的类型: 直流传动--由直流电动机驱动的传动系统。 交流传动--由交流电动机驱动的传动系统。 直流电动机的调速方法中，以调压调速方法最好。 交流电动机的调速方法中，以变频调速方法最好 1.1.2 电气传动在国民经济中的作用 电气传动的特点： （1）功率范围极大； （2）调速范围极宽； （3）适用范围极广。 广泛用于冶金、机械、轻工、矿山、航空等各个行业以及日常生活中。 是促进国民经济不断发展的重要因素。 1.1.3 电气传动的发展概况 1. 电力电子技术的发展概况 2. 直流电机的发展概况 3. 交流电机的发展概况 1.2 电气传动的动力学基础 1.2.1 基本运动方程式 1.2.2 转矩、飞轮矩的折算 1.2.3 电动机的机械特性和负载转矩特性 1.2.1 基本运动方程式 1.2.1 基本运动方程式 1.2.1 基本运动方程式 1.2.1 基本运动方程式 1.2.2电动机的机械特性和负载转矩特性 1.2.2电动机的机械特性和负载转矩特性 1.2.2电动机的机械特性和负载转矩特性 1.2.2电动机的机械特性和负载转矩特性 1.2.2电动机的机械特性和负载转矩特性 1.2.3 转矩、飞轮矩的折算 1.2.3 转矩、飞轮矩的折算 1.2.3 转矩、飞轮矩的折算 1.2.3 转矩、飞轮矩的折算 谢 谢！ * * 稳态：控制精度 动态：启动、制动 调速 电气传动自动控制系统基本结构 图1.1 电气传动自动控制系统基本结构 例1 图1.2 旋转变流机组供电的直流调速系统 如图1.3所示, 电动机带动工作机械的电气传动系统的运动规律取决于电机的输出转矩和负载转矩之间的关系, 并符合刚体旋转的运动定律 ,即式(1.1) 图1.3 电气传动系统 （1.1） 1.2.1 基本运动方程式 省略空载转矩时，旋转运动方程式如(1.2)所示。 （1.2） Te—电动机的电磁转矩(N*m) TL—负载转矩(N*m) J—拖动系统折算到电动机轴上的总转动惯量(kg*m) ω—电动机的角速度(rad/s) （1.4） 当转动惯量为常数时，式（1.2）可以简化为 （1.3） 工程计算中，往往不用转动惯量J，而用飞轮惯量（飞轮矩） ，两者之间的关系如式（1.4） 式中： 当Te＞TL 时，dn/dt ＞0，系统加速 当Te＜TL 时，dn/dt ＜0，系统减速 当Te≠TL 时，系统处于加速或减速运动状态（动态） 当Te= TL 时，系统以恒速运动，即稳态运动。 稳态时，电动机的电磁转矩大小由工作机械即电动 机的负载转矩所决定。 （1.5） 式（1.2）的实用表达式如式（1.5）所示 规定转矩的正方向 电动机电磁转矩的方向与所设定电动机旋转的正方向相同时为正，相反时为负。 负载转矩与所设定电动机旋转的正方向相同时为负，相反时为正。 图1.4 轴端图 1．电动机机械特性 电动机的机械特性是指电动机的转速n和电磁转矩 之间的关系，表示为 = 。 图1.5 电机的机械特性 2．负载转矩特性 工作机械的负载转矩 与转速 的关系 = 即为负载转矩特性。 （1）恒转矩负载特性 图1.6 恒转矩负载转矩特性 （a）反抗性 （b）位能性 （2）通风机负载特性（曲线1） （3）恒功率负载转矩特性（曲线2） 图1.7 通风机和恒功率负载转矩特性 电气传动系统稳定运行条件 特性 和特性 有交点，并且在该交点对应的转速之上保证 ＜ ，而在该交点对应的转速之下则要求 ＞ 。 图1.8 机械特性与负载特性配合的两种情况