第1章(电力拖动控制系统)-2013rev

电力拖动控制系统,对象：电气2010级1-4班（76人)授课时间：2013.4.9-2013.6.22主讲教师：夏胜芬黄声华单位：电气学院电机及控制系电话：87542626-8212次：星期二3-4，星期四1-2教室：西12-S304，S307,绪论,本课程在电气学科中的位置本课程与先修课程的关系教材、参考教材本课程的学习内容教学安排电力拖动控制系统的发展动向,5.教学安排,讲课:40学时,共11章，实验:8学时2次：1.直流调速系统2.交流变频调速系统时间要排；地点：西二楼1楼电机实验室作业:每周二交考试：闭卷成绩：平时20分（含作业、课堂、实验）考试80分100分,第1章电力拖动基础,1.1电力拖动系统的运动方程1.2电力拖动系统的机械特性1.3他励直流电动机的起动、调速与制动1.4异步电动机的起动、调速与制动,学习目标与要求,1掌握电力拖动系统的构成。2了解机械传动机构与工作机械的折算。3掌握电力拖动系统的运动方程及明确速度控制的本质是对转矩的控制。4掌握电动机及负载的机械特性，掌握电动机电动制动和四象限运行的概念。5掌握电力拖动系统稳定运行条件。6复习他励直流电动机的起动、调速，学习掌握他励直流电动机的制动。7复习异步电动机的起动、调速，学习掌握异步电动机的制动。,学习重点速度控制的本质是对转矩的控制。电动机四象限运行的概念。电力拖动系统稳定运行条件。他励直流电动机4种制动的方法及原理。异步电动机5种制动的方法及原理。,1.1.2机械传动机构与工作机械的折算,转矩（力）、转速（速度）、转动惯量（质量）Nm（N）、rad/s（m/s)、kg/m2(kg),1折算的概念及折算原则,1）折算的概念,把一个多轴系统用一个单轴系统或单拖动（推动）系统来取代。,a）保持折算前后两个系统传送的功率相同b）保持折算前后两个系统储存的动能相同,2）折算原则：,3）要折算的量：,多轴系统,单轴系统,能量守恒,简化！以获得一个运动方程！,折算后的结果（折算目的达到了！）：无论是直线运动还是旋转运动，机械运动方程只有一个！复杂的机械问题简化了！,对直线运动，运动方程为,对旋转运动，运动方程为,1.1.3电力拖动系统的运动方程,对直线运动，运动方程为,对旋转运动，运动方程为,式中：G重量（N）；g重力加速度，g=9.81m/s2；D惯性直径（m）；惯性半径（m）,旋转运动方程的工程实用形式为：,称为飞轮矩,工程习惯：转速的单位为-n(r/min)，不用转动惯量J而用飞轮矩GD2(Nm2)。,1.1.4速度控制的本质是对转矩的控制,一、由运动方程式可知判断拖动系统的运动状态：,当T=Tl时，d/dt=0，电力拖动系统处在匀速旋转（含静止不动）的稳态中。,，,当TTl时，d/dt0，电力拖动系统处在加速（或反向减速）状态。,当Tn0，即电机反电势。,位能性负载拖动电动机转动时,在调压调速中突然降低端电压弱磁调速中突然增加磁通时,以突然降压产生回馈制动为例分析：,动态制动,电动,3反接制动:,Ua（）Ea（）Ia（）Ra，Ia反向，T方向反,制动停车则应及时切断电源，否则电机反转,制动过程结束：BC为制动线,条件：电枢电压反向,串入Rj的目的？,电机最终的稳态运行点,制动停车用时切断电源方法,制动停车过程为动态过程,A,B,C,B：稳态运行点,第四象限：“倒拉反转制动”,R增大。Ia下降，TTl,能量传递简图同反接制动,4倒拉反转制动,位能性负载（如吊车下放重物），电枢回路串较大的电阻以控制下放速度,电机转矩小于负载转矩，电动机被负载拉成反转,B：稳态运行点,第四象限：“倒拉反转制动”,R增大。Ia下降，TTl,能量传递简图同反接制动,条件：1)电枢正电压；2）位能性负载；3）电机反转；4）串电阻（非必要）,负载转矩性质不同运行状态侧重点不同反接制动时,TL与T反号;倒拉反转制动,TL与T同号。倒拉反转制动是以稳态运行为主，反接制动是动态过程。,倒拉反转制动与反接制动的关系,各种运转状态之比较,2人工机械特性,a)改变输入电压b)绕线式转子回路串电阻c)改变电源频率d)改变极对数,1.4.2异步电动机的起动,a)降压起动b)转子回路串电阻起动c)变频起动d)其它,1.4.3异步电动机的调速,a)调压调速b)转子回路串电阻调速c)定子回路串电抗调速,1。变频调速2。变转差调速3。变极调速,1.4.4异步电动机的制动,1回馈制动,a)负载带动电机发电b)变频调速时的回馈制动d)能量传递简图,发生条件：1）接交流电源2）,回馈（发电）原理,发生的场合：a)位能负载带动电机发电b)变频调速时降低变频器的输出频率c)变极调速时的回馈制动,机械特性曲线图,能量传递简图,c)变极调速时的回馈制动,2能耗制动,1)原理电路图,2)制动的工作原理：方法原理,3)机械特性曲线图,4)能量传递简图,原理电路图,3反接制动,4倒拉反转制动,5阻容制动,原理电路图,制动的工作原理,作业：P.241-11，1-12，1-13，1-14，1-15,课堂：p.231-1,1-2,1-3,1-41-5他励直流电动机在倒拉反转制动时，电动机的工作状态是，