第2章电力拖动系统动力学.ppt

交流调速系统 教师 黄宜军 第二章电力拖动系统动力学 主要学习内容 2 3负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件 2 2多轴电力拖动系统简化 2 1电力拖动系统转动方程式 2 1电力拖动系统转动方程式 学习思路 了解系统构成 了解相关概念 导出转动方程 了解简化系统 2 1电力拖动系统转动方程式 1 电力拖动系统组成 电力拖动系统组成框图 2 1电力拖动系统转动方程式 最简单的电力拖动系统 2 1电力拖动系统转动方程式 2 相关概念 电动机转速 n 工程单位 r min 国际单位制 rad s 电动机电磁转矩 T 单位 N m 电动机空载转矩 T0 工作机构 负载 转矩 Tp 负载转矩 TL Tp T0 一般情况下 T0很小 所以TL Tp 2 1电力拖动系统转动方程式 3 转动方程 涉及的概念 称为动转矩 m为系统转动部分质量 G为系统转动部分的重力 G mg 为系统转动部分的转动惯性半径 D为系统转动部分的转动惯性直径 GD2为转动部分的飞轮矩 系数375是有单位的量 m min s 2 1电力拖动系统转动方程式 4 实际电力拖动系统的简化 2 2多轴电力拖动系统简化 学习思路 确定简化对象 确定简化原则 按不同运动情况进行简化 转矩折算 飞轮矩折算 功率不变 动能不变 2 2多轴电力拖动系统简化 1 工作机构为转动情况时 转矩与飞轮矩的折算 转矩折算 折算原则 功率不变 折算结果 转矩按照速比的反比来折算 不考虑传动机构的损耗 2 2多轴电力拖动系统简化 考虑传动机构损耗 涉及的概念 f为工作机构转轴的角速度 为电动机转轴的角速度 Tf为工作机构的实际负载转矩 TF为Tf折算到电机轴上的折算值 j为传动机构总的速比 一般情况下 j j1j2j3 为传动机构总的效率 一般情况下 1 2 3 2 2多轴电力拖动系统简化 飞轮矩折算 折算原则 动能不变 折算结果 即 飞轮矩是按照速比平方的反比来折算 多级传动 工程简化 2 2多轴电力拖动系统简化 2 工作机构为平移运动时 转矩与飞轮矩的折算 转矩折算 飞轮矩折算 不考虑传动机构损耗 考虑传动机构损耗 2 3负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件 学习思路 了解几种典型负载的转矩特性 了解电动机的机械特性 系统运行情况分析 系统稳定运行的充要条件 2 3负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件 1 几种典型负载的转矩特性 概念 生产机械工作机构的负载转矩与转速之间的关系 称为负载的转矩特性 1 恒转矩负载的转矩特性 反抗性恒转矩负载 特点 工作机构负载转矩是制动性转矩 即转矩大小不变 方向总是与运动方向相反 2 3负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件 反抗性恒转矩负载的图像表述 2 3负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件 位能性恒转矩负载 特点 工作机构的负载转矩是个定值 位能性恒转矩负载的图像表述 2 3负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件 2 风机 泵类负载的转矩特性 特点 这类负载转矩的大小与转速的平方成正比 风机 泵类负载的图像表述 2 3负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件 3 恒功率负载的转矩特性 特点 负载的转速与转矩的乘积为为常数 恒功率负载的图像表述 2 3负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件 2 电力拖动系统稳定运行的条件 1 电动机的机械特性 电动机的电磁转矩 T 与转速 n 之间的关系叫电动机的机械特性 2 电力拖动系统稳定运行的必要条件 n不变 2 3负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件 3 系统运行情况分析 工作点 把电动机机械特性曲线和负载转矩特性曲线在同一坐标下作出 两条特性曲线的交点就是拖动系统的工作点 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负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件 2 3负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件 4 系统稳定运行的充要条件 且在 处 有 2 3负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件 数学意义 在工作点上 机械特性曲线的斜率小于负载特性曲线的斜率 物理意