第一章电气动.pptVIP

* 电气传动及控制基础 1、课程简介： · 电气传动系统：由电机带动工作机械的传 动系统，是自动化的第一种。 · 传动系统的控制包括： 稳态：控制精度。 动态：启动、制动、调速三个方面。 · 电气传动 ： 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。 而直流电动机的调速方法中，以调压调速 的方法最好。 · 直流可调电源途径： 旋转——发电机组 静止——电力电子器件 ﹛ 半控器件——相位控制电源 全空器件——脉宽调制电源 2、本课程主要研究内容： ⑴ 电气传动的基础 ⑵ 晶闸管—电动机传动系统 ⑶ 闭环控制的传动系统 ⑷ 闭环控制系统调节器的设计 （5）异步电动机变频调速 （6）其它交流调速系统 3、参考书 (1)廖晓钟编，电力电子技术与电气传动，北京理工大学出版社 (2)陈伯时 陈敏逊编，交流调速系统，机械工业出版社 (3)李 夙编，异步电动机直接转矩控制，机械工业出版社 4、要求： ⑴ 认真听课，课后复习，课程的关联性较大。 ⑵ 该课是后续课的基础。 5、考试： 闭卷 成绩：卷面成绩 ＋ 平时成绩(作业、测验) 第一章 电气传动基础 · 电气传动 · 直流电气传动 · 交流电气传动 第一节 电气传动的动力学基础 一、基本运动方程式 1、方程式推导 Td - TL = d( Jω )/dt Te= To + Td 忽略To、则：Te-TL= d(Jω )/dt = J dω/dt + ωdJ/dt （1-1） 式中 Te —— 电动机的电磁转矩（N·M） TL —— 负载转矩 （N·M） J —— 总转动惯量 （Kg·m2） ω —— 电动机的角速度 （rad/s) 总转动惯量为常数时，式（1-1）可简化为： Te-TL = J dω/dt （1-2） 含义：电气传动系统的运动状态是由作用在轴上的所有转矩 的代数和决定的。 · 飞轮矩 GD2和转动惯量J的关系 式中， ,D—— 惯性半径与直径 m —— 旋转部分的质量 G —— 旋转部分的重量 g —— 重力加速度 · 转速 n ：r/min · 角速度 ：rad/s 则， = 2πn/60 将 = 2πn/60 , 代入（1-2）式 （1-3） （1-4） 375是具有加速度量纲的数， 式（1-4）是实用表达式。 2、动态、稳态的概念 由式（1-2）：当TeTL， 0, 系统加速 当TeTL， 0, 系统减速 Te?TL时，系统处于加速或减速的运动状态叫动态。 Te=TL时，系统以恒速运行，叫稳态。 稳态时，电机的电磁转矩由负载转矩决定。 3、Te、TL符号的规定： 轴端图： n Te(+) Te (-) n TL(-) TL(+) 二、转矩、飞轮矩的折算 · 多轴系统介绍 · 针对多轴系统需对惯量及转矩进行折算， 折算到同一根轴上，才能用运动方程式。 1、转矩的折算 按照能量守恒定律，折算后负载功率等于原负载功率减去传动的损耗。 其中：η1 — 传递效率 TL — 负载轴上的负载转矩 TL — 折算到电机轴上的等效负载转矩 则，折算到电机轴上的转矩是 ： TL’ = TL/j η （旋转） TL’ = GR/j η （直线） 其中：j = 主从动轴的速比 TL′ d = TL L/η （旋转） TL′d = GR L/η （直线） 2、飞轮矩的折算 根据动能守恒，折算后等效系统的储存的能量应该与实际系统相等。 设等效转动惯量为J ，飞轮矩为GD2