电机与拖动第一张.ppt

第二章 电力拖动系统的 动力学基础 主要内容 电力拖动转动方程式 负载的转矩特性 电力拖动系统稳定运行的条件 多轴电力拖动系统的简化 重点：拖动系统的运动方程式，稳定运行条件 难点：转矩、飞轮矩的折算 电力拖动系统的组成 电力拖动系统转动方程式 Te－电动机电磁转矩 T0－电动机空载转矩 TF－工作机构的转矩 TL－负载转矩 TL＝ T0 ＋ TF ω－电机转速 方程式 电力拖动系统转动方程式（续） 工程计算中：n?ω，GD2?J 改写后的方程 负载的转矩特性 定义：生产机械工作机构的负载转矩与转速之间的关系 恒转矩负载的转矩特性 反抗性恒转矩: 绝对值大小不变，方向与运动方向相反，制动性转矩 位能性恒转矩: 绝对值大小和方向均不变 风机类负载的转矩特性: 恒功率负载的转矩特性 电力拖动系统稳定运行的条件 借助负载特性与电动机机械特性曲线 电动机机械特性曲线(Te与n的关系) 电动机电磁转矩与转速之间的关系 原理：转动方程 稳定运行的条件－分析 电力拖动系统运行在工作点上，就是稳定运行状态。 工作点：Te=TL 即负载特性与机械特性曲线的交点 稳定运行的条件－稳定运行 A?B: Te-TL0 减速 B?A’: 减速过程 A’?C: Te-TL0 加速 C?A: 加速过程 稳定运行的条件－不稳定运行 稳定运行的条件－分析 所谓稳定运行，是指电力拖动系统在某种扰动作用下虽偏离平衡状态，但能在新的条件下达到新的平衡，或者当外界扰动消失后系统仍能恢复到原来的平衡状态。 Te=TL仅仅是一个必要条件 充要条件 Te=TL，且转速升高时TeTL, 转速降低时 TeTL 即在Te=TL处， 多轴电力拖动系统的简化 多轴电力拖动系统的简化（续） 折算的原则 保持系统的功率传递关系及系统的储存动能不变 折算的方向：电机轴 折算的内容：负载转矩和飞轮矩 CASE 1：工作机构为转动 转矩折算：功率不变 jL是传动机构总的速比， jL＝j1 j2 j3? 考虑传动效率 是传动机构总效率， CASE 1: 工作机构为转动（续） 飞轮矩折算：动能不变 其他中间轴的飞轮矩折算也类似 总飞轮矩GD2为所有轴折算到电机轴的飞轮矩的总和(包括电机轴本身)，即 CASE 2: 工作机构为平移 转矩折算 CASE 2: 工作机构为平移（续） 飞轮矩折算 CASE 3: 工作机构为升降 转矩折算（提升） 无损耗： CASE 3: 工作机构为升降（续） 转矩折算（下降） 不计传动损耗时，负载转矩折算的大小和方向与提升情况相同 若考虑传动损耗 损耗转矩是摩擦性的， 与n的方向相反 CASE 3: 工作机构为升降（续） 转矩折算 由于升降与平移没有本质区别，故负载转矩折算也可以使用平移时的公式 飞轮矩折算与CASE 2相同 CASE 3: 工作机构为升降（续） 实例 电动机PN=20kW, nN=950r/min, j1=3, j2=3.5, j3=4, 齿轮传递效率都是 , 飞轮矩GDe2=123N?m2, GDb2=49N?m2, GDc2=40N?m2, GDd2=465N?m2, d=0.6m, G0=1962N, G=49050N, 忽略电动机空载转矩，钢丝重量及滑轮传递的损耗，求： (1) v=0.3m/s提升重物, TL’, nL, n, TL? (2) 折算后的负载与系统飞轮矩 (3) a=0.1m/s2提升重物, Te? 小结 掌握电力拖动系统的基本运动方程式 掌握电力拖动系统稳定的充要条件 Te=TL，且在Te=TL处， 掌握多轴电力拖动系统的折算原则 转矩：功率不变 飞轮矩：动能不变 * * 电源 电 机 传 动 机 构 工 作 机 构 控 制 设 备 动转矩 n不变，Te=TL A B A’ C 2 1 1’ 工程计算： 考虑传动损耗： 其他中间轴与CASE 1相同 考虑传动损耗： 损耗转矩为： * * *