C节 电力拖动系统基础.pptVIP

重点 生产机械的负载转矩特性的分类； 电力拖动系统稳定运行的条件。 图所示为单轴电力拖动系统，图中标注的物理量主要有：电动机的转速，电动机电磁转矩，电动机空载转矩，工作机构（负载）的转矩。 电力拖动系统运动方程式 单轴电力拖动系统中电磁转矩、负载转矩与转速变化的关系用转动方程(rotation equation)来描述，为 化简后得 * * 1.了解电力拖动系统的基本组成； 2. 掌握电力拖动系统运动方程式； 3. 熟悉转矩与飞轮矩的折算方法； 4. 掌握生产机械的负载转矩特性的分类； 5. 掌握电力拖动系统稳定运行的条件。 电力拖动系统的运行分析 以电动机为原动机，按人们所给定的规律来带动生产机械，称为电力拖动。 单轴电力拖动系统 电力拖动系统的运行分析 拖动系统的基本运动方程式 直线运动系统中力的平衡方程式： 旋转运动系统中转矩平衡方程式： 式中J为系统的转动惯量，不方便计算，在工程中，常用飞轮矩GD2来表征转动体的惯性作用。 式中g=9.8[m/s2]，是重力加速度。 电力拖动系统的运行分析 运动方程式的实用形式为： 其中，T—电磁转矩[N?m] TL—总负载转矩，为生产机械的转矩与空载转矩之和 GD2—飞轮矩或飞轮惯量[N?m2] n —电机轴上的转速[r/min] t —时间[s] 多轴电力拖动系统 为了简化多轴系统的分析计算，通常把负载转矩与系统飞轮矩折算到电动机轴上来，变多轴系统为单轴系统，列写一个转动方程式进行计算，其结果与联立求解多个方程式的结果完全一样。 典型的负载转矩特性 负载转矩特性指电动机的负载转矩TL与转速n的关系，即n=f(TL)。 一、恒转矩负载 1、反抗性恒转矩负载 2、位能性恒转矩负载 二、恒功率负载 三、通风机负载 典型的负载转矩特性 一、恒转矩负载特性 转速n变化时，负载转矩TL的大小保持不变。 1、反抗性恒转矩负载 特点是负载转矩的大小不变，但方向始终与生产机械运动的方向相反，总是阻碍电动机的运转。取反对正向运动的方向为负载转矩的正方向。其特性在第一和第三象限。 例如摩擦转矩属于反抗性恒转矩负载。 典型的负载转矩特性 2、位能性恒转矩负载 特点是不论生产机械运动的方向变化与否，负载转矩的大小和方向始终不变。其负载转矩特性在第一和第四象限。 例如起重设备提升或下放重物时，由于重力所产生的负载转矩的大小和方向均不改变。 典型的负载转矩特性 二、恒功率负载特性 当转速变化时，负载的功率PL保持不变。 即： PL = TL ·ω = 常数 K 或 TL = K／n 也就是说恒功率负载的转矩与转速成反比。 例如，一些机床切削加工，车床粗加工时，切削量大，阻力大，转速低；精加工时，切削量小，阻力小，转速高。 典型的负载转矩特性 三、通风机负载特性 TL = K · n2 负载转矩的大小与转速n 的平方成正比。 凡是按离心力原理工作的生产机械，如通风机、水泵等泵类负载都属于通风机负载。 此外，还有直线型负载转矩特性（TL = K · n）等。实际生产机械的负载特性常为几种类型负载的相近或综合。 电力拖动系统的运行分析 当T-TL=0,dn/dt=0时,n=0或n=常数,即电动机静止或恒速旋转。电力拖动系统处于平衡状态。 当T-TL0 , dn/dt0 时，电力拖动系统处于加速运行状态。 当T-TL0 , dn/dt0 时，电力拖动系统处于减速运行状态。 电力拖动系统的运行分析 转矩不但有大小而且具有方向。转矩的方向规定如下： 首先规定(或假设)某一电动状态时，n的方向为正方向，则当电磁转矩T的方向与所规定(或假定)的正方向相同时取正值,相反时取负值；对于负载转矩TL，则当TL的方向与所规定(或假设)的正方向相同时取负值，反之取正值。 举例：电车上、下坡时转矩平衡关系 电力拖动系统的运行分析 二、拖动系统运动过程的分析 将电机机械特性与运动方程式二者结合起来可以分析整个拖动系统运动过程的规律。分析中应注意以下几点： 平衡状态时，T=TL，(电机转矩T的大小取决