电气传动第一章

电气传动第一章第1页，课件共25页，创作于2023年2月第一章：绪论1.1电气传动在国民经济中的作用及发展概况1.2电气传动的动力学基础第2页，课件共25页，创作于2023年2月1.1电气传动在国民经济中的作用及发展概况1.1.1电气传动相关基本概念1.1.2电气传动在国民经济中的作用1.1.3电气传动的发展概况第3页，课件共25页，创作于2023年2月1.1.1电气传动相关基本概念（1）电气传动：是以电动机作为原动机驱动生产机械的系统的总称，又称为电力拖动。以机械运动的驱动设备—电机为控制对象,以控制器为核心,以电力电子功率变换装置为执行机构的控制系统，是一种典型的自动控制系统第4页，课件共25页，创作于2023年2月1.1.1电气传动相关基本概念传动系统的控制包括稳态：控制精度动态：启动、制动调速电气传动自动控制系统基本结构图1.1电气传动自动控制系统基本结构第5页，课件共25页，创作于2023年2月1.1.1电气传动相关基本概念例1图1.2旋转变流机组供电的直流调速系统第6页，课件共25页，创作于2023年2月1.1.1电气传动相关基本概念（2）电气传动系统的组成部分：电动机、控制装置、被拖动的生产机械(3)电气传动的种类按驱动电机的类型:

直流传动--由直流电动机驱动的传动系统。

交流传动--由交流电动机驱动的传动系统。直流电动机的调速方法中，以调压调速方法最好。交流电动机的调速方法中，以变频调速方法最好第7页，课件共25页，创作于2023年2月1.1.2电气传动在国民经济中的作用电气传动的特点：（1）功率范围极大；（2）调速范围极宽；（3）适用范围极广。广泛用于冶金、机械、轻工、矿山、航空等各个行业以及日常生活中。是促进国民经济不断发展的重要因素。第8页，课件共25页，创作于2023年2月1.1.3电气传动的发展概况1.电力电子技术的发展概况2.直流电机的发展概况3.交流电机的发展概况第9页，课件共25页，创作于2023年2月1.2电气传动的动力学基础1.2.1基本运动方程式1.2.2转矩、飞轮矩的折算1.2.3电动机的机械特性和负载转矩特性第10页，课件共25页，创作于2023年2月1.2.1基本运动方程式

如图1.3所示,电动机带动工作机械的电气传动系统的运动规律取决于电机的输出转矩和负载转矩之间的关系,并符合刚体旋转的运动定律,即式(1.1)图1.3电气传动系统（1.1）第11页，课件共25页，创作于2023年2月1.2.1基本运动方程式省略空载转矩时，旋转运动方程式如(1.2)所示。（1.2）Te—电动机的电磁转矩(N*m)TL—负载转矩(N*m)J—拖动系统折算到电动机轴上的总转动惯量(kg*m)

ω—电动机的角速度(rad/s)第12页，课件共25页，创作于2023年2月1.2.1基本运动方程式（1.4）当转动惯量为常数时，式（1.2）可以简化为（1.3）工程计算中，往往不用转动惯量J，而用飞轮惯量（飞轮矩），两者之间的关系如式（1.4）式中：第13页，课件共25页，创作于2023年2月1.2.1基本运动方程式当Te＞TL

时，dn/dt＞0，系统加速当Te＜TL

时，dn/dt＜0，系统减速当Te≠TL

时，系统处于加速或减速运动状态（动态）当Te=TL时，系统以恒速运动，即稳态运动。稳态时，电动机的电磁转矩大小由工作机械即电动机的负载转矩所决定。（1.5）式（1.2）的实用表达式如式（1.5）所示第14页，课件共25页，创作于2023年2月1.2.1基本运动方程式规定转矩的正方向电动机电磁转矩的方向与所设定电动机旋转的正方向相同时为正，相反时为负。负载转矩与所设定电动机旋转的正方向相同时为负，相反时为正。图1.4轴端图第15页，课件共25页，创作于2023年2月1.2.2电动机的机械特性和负载转矩特性1．电动机机械特性电动机的机械特性是指电动机的转速n和电磁转矩之间的关系，表示为=。

图1.5电机的机械特性第16页，课件共25页，创作于2023年2月1.2.2电动机的机械特性和负载转矩特性2．负载转矩特性

工作机械的负载转矩与转速的关系

=即为负载转矩特性。（1）恒转矩负载特性

图1.6恒转矩负载转矩特性（a）反抗性（b）位能性第17页，课件共25页，创作于2023年2月1.2.2电动机的机械特性和负载转矩特性（2）通风机负载特性（曲线1）（3）恒功率负载转矩特性（曲线2）图1.7通风机和恒功率负载转矩特性第18页，课件共25页，创作于2023年2月1.2.2电动机的机械特性和负载转矩特性电气传动系统稳定运行条件特性和特性有交点，并且在该交点对应的转速之上保证＜，而在该交点对应的转速之下则要求＞。第19页，课件共25页，创作于2023年2月1.2.2电动机的机械特性和负载转矩特性图1.8机械特性与负载特性配合的两种情况（a）稳定（b）不稳定电气传动系统稳定运行条件第20页，课件共25页，创作于2023年2月1.2.3转矩、飞轮矩的折算实际的电气传动系统中,在电机与工作机械之间往往要经过多轴传动，如图1.9所示。图1.9多轴传动系统(a)双轴传动系统;(b)起重传动系统第21页，课件共25页，创作于2023年2月1.2.3转矩、飞轮矩的折算按照能量守恒，折算到电机轴上的负载功率应等于工作机械的负载功率加上传动机构中的损耗，则：1．转矩的折算两种运动负载折算到电机轴上的转矩为（用于直线运动负载）（用于旋转运动负载）式中——传动效率，<1——主动轴与从动轴的转速比，第22页，课件共25页，创作于2023年2月1.2.3转矩、飞轮矩的折算

2．飞轮矩的折算（旋转负载）按照能量守恒等效转动惯量和飞轮矩为（1.6）（1.7）（1.8）第