第2章电力拖动系统动力学

1、1第第2 2章章 电力拖动系统动力学电力拖动系统动力学主要内容：主要内容： 1. 1. 系统运动方程系统运动方程 2. 2. 负载转矩特性负载转矩特性 3. 3. 系统稳定运行条件系统稳定运行条件2第第2 2章章 电力拖动系统动力学电力拖动系统动力学电动机传动机构工作机构(负载)控制设备电源电力拖动系统电力拖动系统3第第2 2章章 电力拖动系统动力学电力拖动系统动力学2.1 2.1 电力拖动系统运动方程电力拖动系统运动方程 单轴电力拖动系统的示意图单轴电力拖动系统的示意图4第第2 2章章 电力拖动系统动力学电力拖动系统动力学2.1 2.1 电力拖动系统运动方程电力拖动系统运动方程 单轴电力拖动

2、系统的动力学方程：单轴电力拖动系统的动力学方程：dtdJTTL其中，其中，J J为转动惯量：为转动惯量： 机械角速度：机械角速度：gGDDgGmJ4422260/2 n5第第2 2章章 电力拖动系统动力学电力拖动系统动力学2.1 2.1 电力拖动系统运动方程电力拖动系统运动方程 根据方程，系统有三种运行情况：根据方程，系统有三种运行情况：1.1.若若 时，则时，则 = =常值，系统稳态运行；常值，系统稳态运行；2.2.若若 时，则时，则 ，电机处于加速状态；，电机处于加速状态；3.3.若若 时，则时，则 ，电机处于减速状态。，电机处于减速状态。 emLTTnemLTT0dndtemLTT0dn

3、dt6第第2 2章章 电力拖动系统动力学电力拖动系统动力学2.1 2.1 电力拖动系统运动方程电力拖动系统运动方程 u 扩展：扩展：（1 1）首先取转速的方向为正方向；）首先取转速的方向为正方向；（2 2）对于电磁转矩，若与相同，则取）对于电磁转矩，若与相同，则取“+”+”；反之，若与；反之，若与方方 向相反，则取向相反，则取“-”-”；（3 3）对负载转矩而言，若与方向相反，则取）对负载转矩而言，若与方向相反，则取 “ “+”+”；方向；方向相相 同则取同则取“-”-”；7第第2 2章章 电力拖动系统动力学电力拖动系统动力学2.1 2.1 电力拖动系统运动方程电力拖动系统运动方程 u 多轴电

4、力拖动系统的折算多轴电力拖动系统的折算8第第2 2章章 电力拖动系统动力学电力拖动系统动力学2.3 2.3 负载转矩特性与系统稳定运行条件负载转矩特性与系统稳定运行条件 一、各类生产机械的负载转矩特性一、各类生产机械的负载转矩特性负载转矩特性负载转矩特性：()Lnf T1 1、恒转矩负载的转矩特性、恒转矩负载的转矩特性特点：负载转矩的大小不受转速变化的影响。在任特点：负载转矩的大小不受转速变化的影响。在任 何转速下，其大小总是保持恒定或大致恒定。何转速下，其大小总是保持恒定或大致恒定。 9第第2 2章章 电力拖动系统动力学电力拖动系统动力学2.3 2.3 负载转矩特性与系统稳定运行条件负载转矩

5、特性与系统稳定运行条件 1 1、恒转矩负载的转矩特性、恒转矩负载的转矩特性u 反抗性的恒转矩负载反抗性的恒转矩负载特点：反抗性恒转矩负载特点：反抗性恒转矩负载的转矩与转速的方向总是的转矩与转速的方向总是相反，即负载转矩总是阻相反，即负载转矩总是阻碍电机的运动。碍电机的运动。 10第第2 2章章 电力拖动系统动力学电力拖动系统动力学2.3 2.3 负载转矩特性与系统稳定运行条件负载转矩特性与系统稳定运行条件 1 1、恒转矩负载的转矩特性、恒转矩负载的转矩特性u 位能性的恒转矩负载位能性的恒转矩负载特点：位能性恒转矩负载特点：位能性恒转矩负载的转矩的方向不随转速方的转矩的方向不随转速方向的改变而改

6、变。无论电向的改变而改变。无论电机正、反转，负载转矩始机正、反转，负载转矩始终为单一方向。终为单一方向。 11第第2 2章章 电力拖动系统动力学电力拖动系统动力学2.3 2.3 负载转矩特性与系统稳定运行条件负载转矩特性与系统稳定运行条件 2 2、风机、泵类负载的转矩特性、风机、泵类负载的转矩特性特点：特点： 2LTKn12第第2 2章章 电力拖动系统动力学电力拖动系统动力学2.3 2.3 负载转矩特性与系统稳定运行条件负载转矩特性与系统稳定运行条件 3 3、恒功率负载的转矩特性、恒功率负载的转矩特性特点：特点： 1LTkn13第第2 2章章 电力拖动系统动力学电力拖动系统动力学2.3 2.3

7、 负载转矩特性与系统稳定运行条件负载转矩特性与系统稳定运行条件 二、电力拖动系统稳定运行条件二、电力拖动系统稳定运行条件 当系统在某一工作点稳定运行时，扰动作用会导致系统当系统在某一工作点稳定运行时，扰动作用会导致系统的转速发生变化。的转速发生变化。(1)(1)如果在扰动持续期间，系统能在新的条件下达到新的平如果在扰动持续期间，系统能在新的条件下达到新的平 衡，在新的工作点稳速运行衡，在新的工作点稳速运行; ;(2)(2)而且在扰动消失后能够自动回到原来的工作点稳速运而且在扰动消失后能够自动回到原来的工作点稳速运 行，这样的系统是稳定的，否则系统是不稳定的。行，这样的系统是稳定的，否则系统是不

8、稳定的。1 1、系统稳定运行的概念、系统稳定运行的概念14第第2 2章章 电力拖动系统动力学电力拖动系统动力学2.3 2.3 负载转矩特性与系统稳定运行条件负载转矩特性与系统稳定运行条件 二、电力拖动系统稳定运行条件二、电力拖动系统稳定运行条件1 1、系统稳定运行的概念、系统稳定运行的概念15第第2 2章章 电力拖动系统动力学电力拖动系统动力学2.3 2.3 负载转矩特性与系统稳定运行条件负载转矩特性与系统稳定运行条件 二、电力拖动系统稳定运行条件二、电力拖动系统稳定运行条件2 2、系统稳定运行的条件、系统稳定运行的条件 T=TT=TL L：只有在两条特性的交点处，才能：只有在两条特性的交点处，才能 实现转矩平衡。实现转矩平衡。 在在T=TL处处，dndTdndTL16第第2 2章章 电力拖动系统动力学电力拖动系统动力学小结：小