四机电传动系统的过渡过程.ppt

第四章 机电传动系统的过渡过程 4.1 研究机电传动系统过渡过程的实际意义 4.2机电传动系统过渡过程的分析 4.3机电传动系统的机电时间常数 4.4加快机电传动系统过渡过程的方法 第七章 机电传动控制系统中电动机的选择 7.2电动机的发热与冷却 7.3不同工作制下电动机容量的选择 7.3.3 重复短时工作制电动机容量的选择 7.4电动机容量选择的统计法和类比法 * * * * 静态(稳态)：动态转矩为零，系统以恒速运转； 动态(暂态)：存在动态转矩，速度处于变化之中。 过渡过程：当系统中电动机的转矩TM或负载转矩TL发生变化时，系统就要由一个稳定运转状态变化到另一个稳定运转状态，这个变化过程称为过渡过程。 在过渡过程中，电动机的转速、转矩和电流都要按一定的规律变化，它们都是时间的函数。 本章就是在机电传动系统运动方程式的基础上研究机电传动系统的过渡过程。 机电传动系统可能处于两种运行状态： 研究过渡过程的目的和实际意义：为满足各种要求，必须研究过渡过程的基本规律，研究系统各参量对时间的变化规律，如转速、转矩、电流等对时间的变化规律，才能正确地选择机电传动装置，为机电传动自动控制系统提供控制原则，设计出完善的启动、制动等自动控制线路，以求改善产品质量，提高生产率和减轻劳动强度。 除了不经常启动、制动而长期运转的工作机械，如通风机、水泵等外，大多数的生产机械对机电传动系统过渡过程都提出各种各样的要求。如龙门刨床的工作台等，它们在工作中需要经常进行启动、制动、反转和调速，因此，都要求过渡过程尽量快，以缩短生产周期中非生产时间，提高生产率。对升降机、载人电梯、等生产机械，它们对启动、制动过程则要求平滑，加减速度变化不能过大，以保证安全和舒适。而对造纸机、印刷机等生产机械，也必须限制加速度的大小，如果超过允许值，则可能损坏机器部件或可能生产出次品。另外，在过渡过程中能量损耗的大小，系统的准确停车与协调运转等方面，都对机电传动系统的过渡过程提出不同的要求。 在有些情况下,如直流他励电动机电枢回路不串接电感，电磁惯性影不大，则可只考虑机械惯性。在这种过渡过程中，仅转速n不能突变，而电枢电流Ia和转矩TM是可以突变的。 由于热惯性较大，温度变化较转速、电流参量变化要慢得多，一般可不考虑，而只考虑机械惯性和电磁惯性。当对机电传动系统进行控制、系统中电气参数发生突然变化以及传动系统的负载突然变化时，传动系统中的转速、转矩、电流、磁通等的变化都要经过一定的时间，因而形成机电传动系统得电气机械过渡过程。 (1) 机械惯性：它反映在 J或GD2，使转速n不能突变。 (2) 电磁惯性：它反映在电枢回路电感和励磁绕组电感上， 分别使电枢回路电流Ia和励磁磁通Φ不能突变。 (3) 热惯性：它反映在温度上，使温度不能突变。 电传动系统之所以产生过渡过程，是因为存在以下三种惯性： GD2 375 dn dt TM-TL = 根据解析几何直线方程截距式 稳态运行时： TM、TL代入(2.4)式： （2.4） Tst: n=0时的转矩，启动转矩 n0: 理想空载转矩 ns: TL为恒转矩时系统稳态转速 由 得 机电传动系统的机电时间常数 反映了机电传动系统的机械惯性 也可写成 n=0时 对上式求解有： 求导，可得t=0时的加速度： τm在数值上等于转速n以t=0时的加速度直线上升到稳态转速ns时所需时间。 机电时间常数 直接影响机电传动系统过渡过程的快慢， 大，则过渡过程进行的慢， 小，则过渡过程进行的快。 物理意义：机电时间常数 既与机械量GD2有关，又与电气量R、Φ有关。 数值上 等于n以t=0时的加速度直线上升到稳态转速ns时所需的时间。 对上式两边积分，Td=TM-TL代入得 如果从起始转速n1到终了转速n2的过渡过程中，始终保持动态转矩Td不变，则系统为匀加、减速运动，过渡过程时间： 1)启动：n1=0 2)制动：n2=0 3)自由停车：TM=0 加快机电传动系统过渡过程的方法： 1. 减小系统GD2； 2. 增加动态转矩Td 减小 7.1电动机容量选择的原则 (3)启动能力：由于鼠笼式异步电动机的启动转矩一般较小，所 以，为使电动机能可靠启动,必须保证TLTst。 选择电动机容量的三项基本原则： (1)发热：电动机在运行时，必须保证电动机的实际最高工作温 度θmax等于或略小于电动机绝缘的允许最高工作温 度θa，即θmax θa 。 (2)过载能力：电动机在运行时，必须具有一