第二章(电机与拖动).ppt

第一部分《电力拖动系统动力学》 第一部分《电力拖动系统动力学》 《电机与拖动基础》课件 第二章 电力拖动系统动力学 2.1 电力拖动系统转动方程式 2.2 多轴电力拖动系统的简化 2.3 负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件 2.1电力拖动系统转动方程式 二. 单轴电力拖动系统转动方程式 2.2 多轴电力拖动系统的简化 问题：全面分析多轴系统，必须列出每根轴的运动方程式及各轴相互联系的方程式，分析复杂。 方法：通常把负载转矩与系统飞轮矩折算到电动机轴上来，变多轴系统为单轴系统。 折算的原则是：保持系统的功率传递关系及系统的贮存动能不变。 2.2.1 工作机构为转动情况时的折算 1. 负载转矩的折算——保持功率传递关系不变 2. 飞轮矩的折算——保持系统动能不变 2.2.2 工作机构为平移运动时的折算 1.负载转矩的折算 2.2.3 工作机构做提升和下放重物运动时的折算 考虑传动损耗转矩时，提升和下放重物时转矩折算关系 结论： 解: 2.3 负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件 2.3.1 负载的转矩特性 2.3.2 电力拖动系统稳定运行的条件 绪论小结 铁磁材料的基本特性 高导磁性——μμ0 磁饱和性——μ≠常数 磁滞性——磁滞回线，B(或Φ)的变化总是滞后于H(或I) 电力拖动系统动力学分析 工作机构为转动情况时的折算 第2章 电力拖动系统动力学 小结 转矩的基本分类 按转矩的性质 拖动性转矩、制动性转矩 按转矩的提供者 电机提供的电磁转矩 T 负载提供的负载转矩 TF 恒转矩负载、恒功率负载、风机泵类负载 空载损耗转矩 T0 传动损耗转矩 ΔT 电动机 机械特性 泵类负载 恒转矩负载 恒功率负载 【思考题2.4】电梯设计时，其传动机构的效率在上升时为η0.5。请计算 η=0.4 的电梯下降时，其效率是多大？若上升时，负载转矩的折算值 TF=15N﹒m，则下降时负载转矩的折算值为多少？ΔT为多大？ 解2.4：根据提升和下放重物时的转矩关系特点 提升重物时： 下放重物时： 效率关系： 下放重物的效率： 重物折合转矩： 下放重物折合转矩： 传动机构损耗转矩： 稳定恒速下放重物时的转矩关系： 【思考题2.2】电动机拖动金属切削机床切削金属时，传动机构的损耗由电动机还是由负载负担？ 【思考题2.3】起重机提升重物与下放重物时，传动机构损耗由电动机还是重物负担？ 电动机 机械特性 泵类负载 恒转矩负载 恒功率负载 铁磁材料的特性 磁导率、磁滞曲线、磁滞损耗、涡流损耗、铁损耗 基本电磁定律 安培环路定律、电磁力定律、电磁感应定律 磁路基本定律 磁路欧姆定律、磁路基氏第一定律、磁路基氏第二定律 问题1：电机和变压器铁心通常采用何种铁磁材料？属于软磁材料还是硬磁材料？ 问题2：当恒定磁通通过变压器铁心时，铁心是否会发热？当交变磁通通过变压器铁心时，铁心是否会发热？为什么？ 电力拖动系统转动方程： 多轴电力拖动系统简化：将负载转矩 和飞轮矩 折合到电动机轴上，转化为单轴电拖系统。 折合原则：保持功率传递关系 和系统动能 不变。 工作机构 电动机 电动机 等效负载 1. 利用转动方程式简单分析系统运行状态 2. 负载的机械特性及其分类 3. 根据电动机机械特性和负载机械特性判断系统稳定性 (1) 单轴系统；(2) 多轴系统负载转矩和系统飞轮矩折算 括号中的部分总是小于1的，可以把它看成是效率。 传动机构的损耗转矩是摩擦性质的,提升重物与下放重物两种情况下各转轴的转动方向相反,因此, 提升和下放，损耗转矩大小相同,方向相反.提升重物时,损耗转矩方向与电动机输出转矩方向相反, 与负载转矩方向相同. 下放重物时,损耗转锯与负载转矩方向相同,与电动机输出转矩方向相反. 当已知T和Tl的特征时，可以判断和分析系统的状态。例如，已知电机的机械特性曲线，负载的机械特性曲线。 在讨论系统稳定性时，:注意：电磁过渡过程和机械过渡过程的区别。 做思考题2-1，2-2， 思考题2-4，2-4，2-5 注意：下降时的效率有可能为负值，临界点为上升效率为0.5时。 此时，实际上电机在做反向电动运行。 在讨论系统稳定性时，:注意：电磁过渡过程和机械过渡过程的区别。 注意：若电动机与负载机构之间有减速箱时，等效负载会减小。给选择电机提供了依据。 一般规定T和TF的方向：以转速n的方向为准，或者说，参考正方向即为T与n同向，TL与n反向。 1.实际方向T与n同向时，代数上则同正同负；反向时，则一正一负 2.实际方向TF与n同向时，代数上一正一负；反向时，同正同负。 按转矩的性质的分类：拖动性转矩，制动性转矩 注意传动机构损耗转矩的问题。 若系统遇到瞬时干扰，使转速n减小，在扰动消失后，转矩必须满足。。。转速才能恢复。 * * 一. 典型生产