电机与电力拖动控制系统张红莲2直流拖动.ppt

单轴电力拖动系统 2.1.3 多轴电力拖动系统的简化 分析多轴电力拖动系统，可以分别对每一根转轴列写转动方程式，然后再联立求解，但比较复杂。 简化计算方法：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。 多轴电力系统折算的原则是：保持系统的功率传递关系及系统的贮存动能不变。 多轴电力拖动系统几种典型的情况是：工作机构转动，工作机构平动，工作机构提升和下放。 （一） 工作机构为转动情况时转矩的折算 （二）飞轮矩的折算 (三) 工作机构为平移运动时的折算 例2-1 龙门刨床传动系统如图。求折算到电动机轴上的静态和 传动系统的总飞轮转矩。已知：电动机的转速n=860r/min 工作台重m1=3003.1kg 工件重m2=600kg 切削力F=19620N 各齿轮的齿数及飞轮矩如表，每对齿轮的传动效率ηn=0.8, 齿轮8 的直径D8=0.5m。 解: §2.3 他励直流电动机的机械特性n=f(Te) 描述他励直流电动机电磁转距和转速之间的关系。是研究电动机起动、调速、运行时的有效形式。 2.3.2 他励直流电动机的机械特性曲线 2 人为机械特性 他励直流电动机的参数如电压、励磁电流、电枢回路电阻大小等改变后，其机械特性称为人为机械特性。分三种情况： （1）电枢回路串电阻的人为机械特性 （2）改变电枢电压的人为机械特性 （3）减少气隙磁通量的人为机械特性 根据电机的铭牌数据估算固有机械特性 一般直流电机都不允许直接起动，起动的方法有两种： 串电阻、降电压 2.4.2 电枢回路串电阻起动 起动过程分析 电枢回路串电阻起动的特点： 电路构成简单； 起动过程电阻会消耗能量，不适用于经常起动的大中型直流电机。 当电机运行在第Ⅰ和第Ⅲ象限时，电机分别工作在正向和反向电动运行状态。当电机运行在第Ⅱ和第Ⅳ象限时，电机处于制动运行状态。 在电动运行状态时，电机的电磁转矩是拖动性转矩，而负载转矩为制动转矩。 他励直流电动机的调速方法 由他励直流电动机的机械特性： 可以通过三种方法对电机进行电气调速—— 电枢回路串电阻调速、降电压调速、减弱磁通调速。 2.6.1 调速的性能指标 调速的性能指标是决定电动机选择哪一种调速方法的依据，主要的性能指标有几方面： 调速范围与静差率 调速的平滑性 调速的经济性 1、调速范围 调速范围是指电动机在额定负载转矩调速时，其最高转速与最低转速之比，用D表示。 调速范围和静差率之间的关系： 1 电枢串联电阻调速 3 降电压调速 “调速方式”问题讨论一种具体的调速方法是否与负载相匹配的问题，以便在调速过程中，电动机都能得到充分的利用。 （1）恒转矩调速方式 在某种调速方法中，保持电枢电流为额定值不变，若电动机电磁转矩恒定不变，则称这种调速方法属于恒转矩调速方式。 电枢回路串电阻和降电压的调速方法属于恒转矩的调速方式。 电枢回路串电阻调速 降电压调速 （2）恒功率调速方式： 在某种调速方法中，保持电枢电流为额定值不变，若电动机电磁功率恒定不变，则称这种调速方法属于恒功率调速方式。 弱磁升速属于恒功率调速方式。 弱磁升速 三种调速方法调速性能的比较 2.7.3 负载类型与电动机调速方式的匹配 恒功率调速方式与恒功率负载相匹配； 恒转矩调速方式与恒转矩负载相匹配。 泵类负载无论采用哪种调速方法都不能达到匹配。 1 串励直流电动机的机械特性 机械特性的特点： （1）是一条非线性的软特性： （2）串励直流电动机不允许空载运行； （3）电磁转矩与电枢电流的平方成正比，因此起动转矩大，过载能力强。 （4）若磁路饱和，串励电动机的机械特性接近于他励直流电动机。 2 复励直流电动机的机械特性 一般来说，都采用积复励的电动机。 积复励直流电动机的机械特性介于并励（他励）与串励直流电动机机械特性之间。 （1）分析过渡过程中转速、转矩电流的变化规律及其定量计算问题。 （2）缩减过渡过程时间，减少过渡过程中的能量损耗，提高劳动生产率。 例2-9 某他励直流电动机，额定功率PN=17kW，额定电压UN= 220V，额定电流IN=90A，,额定转速nN=1500r/min，额定励磁电压Uf=110V。 该电动机在额定电压额定磁通时拖动某负载运行的转速为n=1550r/min，当负载要求向下调速，最低转速nmin=600r/min，现采用降压调速方法，请计算下面两种情况下调速时电枢电流的变化范围。 （1）若该负载为恒转矩负载； （2）若该负载为恒功率负载。 解：额定电枢感应电动势取为EN=0.94UN进行计算。 电枢电阻