电力拖动基础第2版 孙克军《电拖》（第二版）第5章.ppt

5.3 异步电动机拖动系统的过渡过程 5.3.1 异步电动机直线段机械特性拖动恒转矩负载工作的过渡过程 机械特性的直线表达式： 1.电磁转矩Te的变化规律 系统在由Q点向W点过渡时，电动机满足运动方程式及其机械特性 ： （1） （2） 将（2）代入（1）得： 令 为机电时间常数。 （3） 则由（3）式得一阶微分方程： 通解为： 由初始条件：t=0时， Te=TQ求 积分常数C为： C=TQ-TL=TQ-TW 过渡过程中电磁转矩随时间变化的 一般公式 ： 式中 TQ------系统过渡过程的起始转矩； TW------系统过渡过程结束时的稳态转矩，与过渡过程开始后的负载转矩TL相等。 转速的过渡过程表达式为 : 过渡过程时间表达式为 : 或 5.3.2 异步电动机过渡过程的时间分析 异步电机机械特性的实用表达式为： 以最简单的异步电动机理想空载为例，介绍异步电机拖动系统过渡过程的时间问题。 理想空载时，负载转矩TL=0，这时拖动系统的运动方程式变为： 代入实用表达式，且由于 ,则 记 为系统的机电时间常数， 则上式为 两边积分得： S1，s2分别过渡过程开始与终了时的转差率。 1.空载起动时间 当空载起动时，由s1=1到s2=0 （理论上起动时间为无限大，在实际过程中s2=0.05时，即可认为起动结束。） 将s1=1，s2=0.05代入上式 可得： 令： 可得使空载起动过渡过程时间最短的临界转差率 ： 将s1=1，s2=0.05代入上式求得空载起动时间最短的转差率smost≈0.407。 可得异步电动机空载起动的最短时间为： 2.空载两相反接制动时间 空载状态下两相反接制动（停车）时，将s1=2，s2=1 令 得两相反接反接制动时间最短的临界转差率smobk≈1.47 空载状态下两相反接制动（反转）时，将s1=2，s2=0.05 同理得两相反接反接制动时间最短的临界转差率smobk≈0.74 5.3.3 异步电动机过渡过程的能量损耗 在过渡过程中，定、转子的铜损为 认为I1≈I’2, 由于转子铜损可用转差功率表示 ： 空载时 而 上式变为 异步电动机过渡过程能量损耗的一般表达式： S1，s2分别过渡过程开始与终了时的转差率 。 1．空载起动时过渡过程的能量损耗 s1=1，s2=0 加大转子电阻可减小起动电流，增加起动转矩。因此绕线式异步机可采用转子串电阻的起动方式，而笼型异步电机可采用高电阻率导条来减小起动过程的能量损耗。 2．空载两相反接反接制动过渡过程的能量损耗 s1=2，s2=1 反接制动停车后反向起动 s1=2，s2=0 3.空载能耗制动过渡过程的能量损耗 与直流电动机过渡过程的能量损耗相同，异步电动机过渡过程的能量损耗均与转动部分的转动惯量和异步电动机的同步转速有关，即与转动部分存储的动能有关。另外，异步电动机过渡过程的能量损耗还与定、转子电阻比值有直接关系。 4． 减少过渡过程能量损耗的方法 减少拖动系统存储的动能 合理的选择起、制动方式 合理的选择电动机的参数 第5章 结 束 电力拖动基础 第五章　 电力拖动系统的过渡过程 内 容 提 要 过渡过程的基本概念及分类 他励直流电动机拖动系统的过渡过程 异步电动机拖动系统的过渡过程 5.1 引言 过渡过程 ：系统由于受到外界或内部的扰动，从一个稳定工作状态（静态）过渡到另一个稳定工作状态的过程称为系统的过渡过程（动态） 。 外因：参数、负载变化； 内因：系统存在惯性。 静态：Te=TL，静止不动或以恒速运动 动态 ： 的加速或减速状态 过渡过程的研究对象 弄清过渡过程中转速、电流、电磁转矩等各物理量随时间变化的规律。 弄清这些变化规律受哪些因素制约或支配。 探讨减小过渡过程中能量损耗的方法。 过渡过程的分类 机械过渡过程 只考虑系统的机械惯性的过渡过程叫机械过渡过程。 电磁过渡过程 只考虑电磁惯性的过渡过程叫电磁过渡过程。 机电过渡过程 既考虑机械惯性又考虑电磁惯性的过渡过程叫机电过渡过程。 本章重点研究的是机械过渡过程 5.2 他励直流电动机拖动系统的过渡过程 5.2.1 他励直流电动机过渡过程的一般规律 假定：在过渡过程中， 电网电压为常数；磁通为常数；负载转矩为常数。 他励直流电动机任一机械特性 1.电磁转矩Te的变化规律 系统在由