第章电力拖动系统的基础.pptVIP

电力拖动系统是用电动机来拖动机械运行的系统。包括：电动机、传动机构、控制设备三个基本环节。 电力拖动系统框图如下： 电力拖动系统的运行状态分：静态和动态 静态：稳定运行状态或稳态（静止或匀速，系统处于平衡状态）； 动态：也称暂态或过渡状态，即不稳定运行状态； 按连接分：单轴拖动系统和多轴拖动系统 单轴拖动系统：电动机与生产机械的工作机构之间采用直接连接。最简单、最基本的拖动系统，只有一个负载转矩和一个转动惯量，数学模型简单。 多轴拖动系统：电动机通过各种传动机构变速后与生产机械的工作机构之间相连接。经过转速和转动惯量的“折算”即可等效成单轴拖动系统 1.1.1 ：电力拖动系统运动方程式 电力拖动系统的运动方程式实质上是牛顿第二定律 表达式的应用形式。 在直线运动中，系统的运动方程式为： 在旋转运动中，系统的运动方程式为： 在工程计算中，常用n代替? 表示系统速度， 用飞轮力矩GD2代替J表示系统机械惯性。 运动方程的实用形式为： 1.1.2 ：电力拖动系统中转速和转矩的正方向 在应用运动方程式时，必须首先按电动机惯例规定转速和各种转矩的正方向。当某转速或转矩为正值时，其实际方向与正方向相同；当它们为负值时，其实际方向与正方向相反。 1）电磁转矩T的正方向与转速n的正方向相同。即认为电磁转矩是驱动转矩。 2）负载总转矩TL 的正方向与转速n 的正方向相反。即认为负载总转矩是阻碍转矩。 3）至于负载转矩T2和空载转矩T0均属于负载总转矩TL的组成部分，其正方向应该与TL相同，即与转速方向相反。 1.2 负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算 许多生产机械要求低速运转，而电动机一般具有较高的额定转速。这样，电动机与生产机械之间就得装设减速机构，为列出这个系统的运动方程，必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量都折算到某一根轴上，一般折算到电动机轴上，即折算成最简单的典型单轴系统。 折算基本原则：折算前后的能量关系或功率关系保持不变。 1.2.1负载转矩的折算 负载转矩是静态转矩，可根据静态功率守恒原则进行折算。 对于旋转运动，如图1.3（a）所示，当系统匀速运动时，生产机械的负载功率为 式中， ——生产机械的负载转矩； ——生产机械的旋转角速度 负载转矩的折算 负载转矩的折算 负载转矩的折算 如果是电动机拖动生产机械旋转或移动，则传动机构中的损耗应由电动机承担，根据功率平衡关系，有 又因 得出 如果是生产机械拖动电动机旋转，则传动机构中的损耗由生产机械的负载来承担，于是有 或 1.2.2 转动惯量和飞轮转矩的折算 根据动能守恒原则进行折算 一.旋转运动 1.折算到电动机轴上的总转动惯量为 转动惯量和飞轮转矩的折算 2.折算到电动机轴上的总飞轮转矩为 3.实际工程 转动惯量和飞轮转矩的折算 二.直线运动 1.总转动惯量 2.总飞轮转矩为 总结：将所求得的 、 代入式（1.5）多轴拖动系统的运动方程式 §1.3 机械负载的转矩特性 生产机械的机械特性指n=f(TL)的关系 2、位能性恒转矩负载特性下放时： n0 ,TL 0拖动转矩 1.3.2: 恒功率负载 负载转矩与转速成反比关系TL=k/n 1.3.3: 风机泵类负载 负载转矩与转速成平方关系TL=Cn2。 §1.4 电气控制常用元件 低压电器，通常是指工作在交流交流1200V或直流1500V以下的电器； 按其功能可分为低压配电电器和控制电器 前者包括刀开关、转换开关、熔断器和断路器等 后者包括接触器、继电器、起动器、主令电器 基本结构主要由感应和执行机构两个环节组成 1．功能：熔断器是一种用于过载与短路保护的电器，具有结构简单、价格低廉、使用方便等优点，因而广泛应用。 2.图形符号与文字符号： FU 3.结构与类型：熔断器是根据电流的热效应原理工作的。当电路正常工作时，流过流体的电流小于或等于它的额定电流，由于熔体发热的温度尚未达到熔体的熔点，所以熔体不会熔断，当电流达到额定电流的1.3~2倍时，熔体会缓慢熔断。 熔断器的结构如下图所示 1.4.3: 开关元件 1.刀开关 刀开关的图形符号和文字符号如下图所示： 2.自动开关 2.自动开关 ⑷低压断路器的选择 ① 额定电流和额定电压应大于或等于线路、设备的正常工作电压和工作电流。 ② 热脱扣器的整定电流应与所控制负载（比如电动机）的额定电流一致。 ③ 欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。 ④ 过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。 1.4.4: 接触器 1．功能 接触器是能频繁远距离地自动接通