第2章电力拖动系统动力学.ppt

第二章电力拖动系统动力学,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（Nm）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/mins）,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，=123,2.2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