第1章 调速与传动.pptVIP

拖动系统的传动机构

1．转动惯量拖动系统中，多数属于廻转运动。在工程力学中，旋转体的运动常用转动惯量来衡量。它是描述旋转体惯性大小的物理量。在工程中转动惯量折合到机械飞轮上的力矩，称为飞轮力矩。用GD2来表示，单位是：N.m2。拖动系统的转动惯量越大，系统的起动、制动、停车就越困难。因此，飞轮力矩是影响拖动系统动态过程的一个重要参数。第29页，共41页，星期日，2025年，2月5日第1页，共41页，星期日，2025年，2月5日1.1拖动系统组成与参数

三相异步交流电动机通常作为生产机械的原动机，其电磁转矩克服生产机械的阻力转矩，将生产机械带动到一定转速运行。这个由电气控制及电动机、生产机械和传动装置三部分组成的系统，称为电力拖动系统。如图5-1所示。1．控制系统及其电动机作为电力拖动系统的原动机，电动机是将电能转化为机械能的设备。其控制系统主要是对电动机的起动、调速和制动等实施控制。第2页，共41页，星期日，2025年，2月5日传动装置传动装置是把电动机输出机械功率传递给生产机械设备。通常是一些变速装置，如皮带、齿轮和联轴器等。生产机械生产机械是拖动系统工作对象，是电动机的负载。如风机、各种机床、水泵等。对拖动系统运行状况的评价，主要取决于生产机械的要求是否获得满足，是否保证工艺要求及产品质量。第3页，共41页，星期日，2025年，2月5日拖动系统主要参数(1)转速拖动系统的基本工作就是由电动机以一定转速带动生产机械运行。因此，转速是拖动系统的主要参数之一，用nM表示电动机的转速；用nL表示生产机械的轴转速。(2)转矩电动机的输出转矩TM克服负载阻转矩TL，使得拖动系统运行工作。这是两种转矩平衡的结果。第4页，共41页，星期日，2025年，2月5日额定参数的机械特性电动机在额定参数工作的机械特性如图5-2所示。主要特征可用三点描述：（1）理想空载点N（2）起动点S（3）临界点K第5页，共41页，星期日，2025年，2月5日（1）理想空载点N电动机输出轴转矩TM为0时，称为理想空载转速。此时，电动机输出转速与同步转速基本相等。（2）起动点S电动机在接通三相交流电源起动的瞬间，即n=0时，电动机电磁转矩为起动转矩TS，也称为堵转转矩。因此，起动转矩TS应大于电动机额定转矩TMN的0.8～2.2倍。（3）临界点K当起动转矩TS大于负载转矩TL时，电动机的转速n不断上升，电动机输出转矩TM也不断增大，沿着曲线SK段上升，很快到达曲线的拐点K。在这点上，电动机所产生的电磁转矩最大，称为临界转矩TK。与此相对应的转速称为临界转速nK。经过临界转矩TK（K点）后，电动机输出转矩TM又沿着KN段逐渐减小。第6页，共41页，星期日，2025年，2月5日改变参数的机械特性

由电机理论可知，影响电动机转矩的因素有电源电压、转子电路电阻和电源频率三个参数。如果改变这三个参数，电动机的机械特性也将随之改变。即人工机械特性。第7页，共41页，星期日，2025年，2月5日（1）改变电源电压

改变电压后的机械特性如图5-3中的曲线2所示。与额定参数机械特性曲线1相比较可以看出，理想空载点不变，同步转速n0不变，但临界点左移，临界转矩减小为TK2，临界转速nK不变，起动转矩减小为TS2。异步电动机的降压起动，是改变电压机械特性的典型应用。第8页，共41页，星期日，2025年，2月5日（2）改变转子电阻（转差率）改变转子电阻后的机械特性如图5-4曲线2所示。同步转速n0和临界转矩TK不变，但临界转速却减小到nK2，说明电动机的转差率增大，机械特性变软。同时起动转矩增大到TS2。改变转子电阻方式一般用于绕线式异步电动机。第9页，共41页，星期日，2025年，2月5日（3）降低电源频率降低电源频率后的机械特性如图5-5中的曲线2所示.与额定参数机械特性曲线1相比较可以看出，理想空载点下降，同步转速降低为n02，临界点下降，临界转矩减小为TK2，临界转速下降到nK2。第10页，共41页，星期日，2025年，2月5日负载的机械特性在电力拖动系统中，生产机械是原动机的负载，其转速与转矩的函数关系n=f(TL)，称为负载的机械特性。不同的生产机械，其机械特性也是不同的。转速与功率的函数关系n=f(PL)，称为负载的功率特性。常见的有恒转矩负载、恒功率负载和二次方率负载。第11页，共41页，星期日，2025年，2月5日恒转矩负载在任何转速下，负载转矩总是保持恒定或基本恒定,并与转速无关的负载，称为恒转矩负载。1．实例分析带式输送机，是恒转矩负载典型实例之一。物体与传送带之间的静磨擦力使得物体和传送带一起运动，