电机及电力拖动系统(直流部分).ppt

电机及电力拖动基础 * 电气信息学院 第二节电力拖动系统运动方程式 二.电力拖动系统组成 电机：直流，交流（同步，异步） 工作机构：生产设备 控制机构：各种控制器（PLC,单片机等） 传动机构：减速机 二.电力拖动系统的运动方程式 1.方程式 电力拖动系统运动方程式描述了系统的运动状态，系统的运动状态取决于作用在原动机转轴上的各种转矩。 参数:(注意参考方向） 2.分析 动态：TTL = dn/dt 0，系统加速（动态） TTL = dn/dt 0，系统减速（动态） 稳态：T=TL = dn/dt = 0， 恒速或静止（静态） 第三 节工作机构的转矩和飞轮矩的折算 一.单轴系统与多轴系统 单轴系统：电机直接带动负载 多轴系统：电机通过减速机带动负载 关系：多轴系统可以等效成单轴系统（能量守恒原理） 转矩折算： 二旋转运动 1.转矩折算（能量守恒） a)不考虑传动损耗 2.飞轮矩折算（能量守恒） 第四 节生产机械的典型负载转矩的特性 一.恒转矩负载特性（ TL大小恒定) 1.反抗性恒转矩负载 定义： TL的实际方向与转速的实际方向相反 参考方向规定: TL的正方向与n的正方向相反 =TL0,n0 or TL0,n0 2.位能性恒转矩负载（ TL大小方向恒定）起重机 提升： TL的实际方向与转速的实际方向相反且参考方向相反= TL0,n0 下降： TL的实际方向与转速的实际方向相同且参考方向相反= TL0,n0 二.恒功率负载（某些机床） 三.通风机型负载特性 第五 节电力拖动系统稳定运行的条件 一.他励直流电动机的机械特性 机械特性：U电枢电压，励磁电流If和电枢电阻Rs为恒定的条件下，电机转速n与电磁转矩T的关系曲线n=f(T)。 (1)理想空载转速： T=0, n=n0=UN/CeΦN (1)电枢串电阻时的人为机械特性，既串Rs ?改变，n0不变 (2)改变U，?不变，no与U成正比 二.电力拖动系统稳定运行的条件 稳定运行： 电力拖动系统在系统的某种干扰作用下，离开了平衡位置，在新的条件下达到新的平衡，并在扰动消失后，还能回到原来的位置。 分析负载为恒转矩负载时的情况 结论：对恒转矩负载，电机的机械特性曲线 斜率向下则稳定，反之不稳定。 推广1：在T与TL的交点处（平衡点），转速之上TTL,同时在交点处转速之下TTL，则稳定。 推广2：在T=TL处，dT/dndTL/dn 第二章直流电动机拖动系统 起动：降压起动，电枢回路串电阻分级起动 调速：电枢回路串电阻，降压，弱磁 制动：能耗制动，反接制动，回馈制动 要求：起动时间短-加速度大-电磁转矩大 -电枢电流大-换向困难，火花大，产生机械撞击。 加额定电压后，起动瞬间的起动转矩和起动电流分别为： 方法1：电枢回路串电阻 Ia=(U-E)/(Ra+R)=U/(Ra+R)，改变R 使得 Ia（1.8～2.5）In 方法2：降压起动，U由低到高，使得 Ia （1.8～2.5）In Ia=(U-E)/Ra=U/Ra 二·串电阻分级起动 1.实现起动过程电气线路 2.起动过程 I1:电机最大允许电流 I2:切换电流, I2大则起动级数多I1 I2IL，I2=(1.1~2.2)IL a-b-c-d-e-f-g-h-i UN-CeΦnb=I2(Ra+Rst1+Rst2+Rst3) b点 UN-Ce Φnc=I1(Ra+Rst1+Rst2) c点 nb=nc 同理对d,e点和f,g点,得方程(2): (Ra+Rst1+Rst2)/ (Ra+Rst1)=(Ra+Rst1)/(Ra)=I1/I2=λ 由（1）（2）得 Ra+Rst1+Rst2+Rst3= Raλ3 (3) 由a点得方程 UN-CeΦna=I1(Ra+Rst1+Rst2+Rst3) 其中，na=0 即，UN/I1= (Ra+Rst1+Rst2+Rst3) (4) 由（3）和（4）得 Ra+Rst1=Raλ=Rst1=(λ-1)Ra Ra+Rst1+Rst2=Ra λ2=Rst2= λ Rst1 Ra+Rst1+Rst2+Rst3= Ra λ3 =Rst3= λ Rst2 求解步骤： (1)已知级数m求 得：Rst1=(λ-1)Ra， Rst2= λ Rst1,…, Rstm= λ Rst(m-1) (2)已知I