电力拖动基本知识

FILENAME2.6-2.7电力拖动基本知识.doc第1页共5页课时教学计划课程:机电传动与控制任课教师:XXX授课题目2.6三相异步电动机的机械特性2.7电力拖动基本知识教学形式讲授共2课时，总第17—18课时授课班级07机电3、4授课日期2008年月日教学目的要求1.掌握三相异步电动机的机械特性2.了解电力拖动基本知识重点三相异步电动机的机械特性难点三相异步电动机的人为机械特性课堂结构及时间分配复习引入…………………..（5分钟）教学内容三相异步电动机的机械特性……….（35分钟）电力拖动基本知识…….（45分钟）课堂小结…………………..（3分钟）布置作业…………………..（2分钟）课后体会教学过程及教学内容[复习引入]复习:电磁转矩与磁通、转子有功电流的关系，即引入:上一节我们讲解电磁转矩特性，本节介绍三相异步电动机的机械特性。[教学内容]第六节三相异步电动机的机械特性一、固有机械特性在额定条件下（电压、频率、接线方式）电机的固有T－n特性曲线对于曲线如下图，它由四个特殊点决定1、T=0，n=n0(S=0),电动机处于理想空载点，此时电动机的转速为理想空载转速n0。2、T=TN,n=nN(S=SN),为电动机额定工作点。这时：SN=(n0-nN)/n0TN=9.55PN/nNn0nS0nNSNSmnm01TNTn0nS0nNSNSmnm01TNTstTmaxnTT3、T＝Tstn＝0（S＝1）启动工作点:对于启动转矩Tst受如下条件的影响：（1）电源电压，U影响较大，U波动，T平方关系变化（2）转子电阻R2合适Tst有较大值（3）电感X20大Tst下降一般用启动能力系数λst来表示电动机启动能力的好坏。λst=Tst/TN（一般λst≥1）异步电机工作的条件是启动Tst≥负载TL4、当T＝Tmax、S＝Sm、n=nm，在临界工作点，这时Tmax＝KU2/2X20，Sm＝R2/X20由于T、Tmax∝U2，所以电源波动对扭矩最大值影响很大。在电机工作过程中：负载变化（冲击）不能>Tmax。以过载能力系数λm来表示：λm=Tm/TN一般，鼠笼式为：λm=1.8~2.2线绕式为：λm=2.5~2.2二、人为机械特性：人为改变参数有：U、R或X1、R2等1、降低电源电压U当U下降时 Tmax下降，Tst下降， n0Smnm不变。这时曲线变化如右图。2、定子电路串电阻电抗（感）这时由于阻抗的分压作用使得U下降所以与上面相似：区别是：阻抗分压与电流大小有关，这时定子电压是变化的（1）U下降（2）串电阻SSnn0Sm0TUN12降U串R1s或X1sSSnn0Sm0TUNTmaxTbTcabc0.5UN0.8UNSSnn0SmSmr0TmaxTR2R2+R2r3、改变电源频率当改变f时，n0变化但由于X1，X20都变化不能只改变f一般使U/f＝常数这时nc∝f，Sm∝1/f，Tst∝1/f，Tmax不变,f↓→n0↓→Sm↑→Tst↑,Tmax不变SSnn0SmTst0TmaxTTLabcff1f24、转子串电阻：只有线绕式的转子能实现，这时Tmax不变Sm↓第七节电力拖动基本知识采用电动机拖动生产机械，并实现生产工艺过程中各种要求的系统，称为电力拖动系统。如下图一、电力拖动系统的运动方程1、单轴电力拖动系统的运动方程：单轴电力拖动系统中电磁转矩、负载转矩与转速变化的关系用运动方程式（或称机械方程）来描述。T-TL=Jdω/dt用转速n代替角速度.来表示系统转动速度，用飞轮惯量或称飞轮矩GD2代替转动惯量J来表示系统的机械惯性，代入转动方程，化简后得T-TL=(GD2/375)*(dn/dt)2、性质：动转矩等于零时，系统处于恒转速运行的稳态；动转矩大于零时，系统处于加速运动的过渡过程中；动转矩小于零时，系统处于减速运动的过渡过程中。二、常见的负载转矩特性机械的工作机构的负载转矩与转速之间的关系，称之为负载的转矩特性。一般用n=f（TL）曲线表示1恒转矩负载的转矩特性（1）反抗性恒转矩负载（2）位能性恒转矩负载（如图）2泵类负载的转矩特性3恒功率负载的转矩特性[课堂小结]一、固有机械特性二、人为机械特性：单轴电力拖动系统的运动方程：T-TL=Jdω/dt[布置作业]P768[课后体会]提问引入新课讲清三个特殊点的含义人为特性重点讲解结合图为调速原理打基础单轴传动系统运动状态分析清楚，为调速时负载变化系统状态的理解打基础板书设计FILENAME2.6-2.7电力拖动基本知识.doc第5页共5页第六节三相异步电动机的机械特性一、固有机械特性在额定条件下（电压、频率、接线方式）电机的固有T－n特性曲线对于曲线如下页图，它由四个特殊点决定1、T=0，n=n0(S=0),电动机处于理想空载点，此时电动机的转速为理想空载转速n0.2、T=TN,n=nN(S=SN),为电动机额定工作点。这时：SN=(n0-nN)/n0，TN=9.55PN/nNPN为电机额定功率（W）,nN电机额定转速（r/min）,SN额定转差率S＝0.06~0.0153、T＝Tstn＝0（S＝1）启动工作点:对于启动转矩Tst受如下条件的影响：（1）电源电压，U影响较大，U波动，T平方关系变化（2）转子电阻R2合适Tst有较大值（3）电感X20大Tst下降一般用启动能力系数λst来表示电动机启动能力的好坏。λst=Tst/TN（一般λst≥1）异步电机工作的条件是启动Tst≥负载TL4、当T＝TmaxS＝Smn=nm，在临界工作点，这时Tmax＝KU2/2X20，Sm＝R2/X20由于T，Tmax∝U2，所以电源波动对扭矩最大值影响很大。在电机工作过程中：负载变化（冲击）不能>Tmax。以过载能力系数λm来表示：λm=Tm/TN一般，鼠笼式为：λm=1.8~2.2线绕式为：λm=2.5~2.2二、人为机械特性：人为改变参数有：U，R或X1，R2等1、降低电源电压U当U下降时 Tmax下降，Tst下降， n0Smnm不变。这时曲线变化如右图。2、定子电路串电阻电抗（感）这时由于阻抗的分压作用使得U下降所以与上面相似：区别是：阻抗分压与电流大小有关，这时定子电压是变化的（1）U下降（2）串电阻。3、改变电源频率当改变f时，n0变化但由于X1，X20都变化不能只改变f一般使U/f＝常数这时nc∝f，Sm∝1/f，Tst∝1/f，Tmax不变,f↓n0↓Sm↑Tst↑,Tmax不变4、转子串电阻：只有线绕式的转子能实现，这时Tmax不变Sm↓第七节电力拖动基本知识一、电力拖动系统的运动方程1、单轴电力拖动系统的运动方程：T-TL=Jdω/dtT-TL=(GD2/375)*(dn/dt)2、性质