第二章 电力拖动系统.ppt

1、第二章 电 力 拖 动 系 统 的 动 力 学 基 础,本章要求： 掌握拖动、电力拖动、负载机械特性、拖动转矩、阻转矩以及转矩正方向规定的基本概念。 熟悉生产机械典型的运动形式。 掌握电力拖动系统中研究的主要物理量。 熟练掌握单轴电力拖动系统的运动方程式，并会利用其判断系统的工作状态。 掌握典型的负载机械特性。,第一节 典型生产机械运动形式及转矩,一、电力拖动系统的基本概念 电力拖动是用电动机带动生产机械运动，以完成一定的生产任务。 电力拖动系统的组成,二、负载转矩 生产机械转矩分为：摩擦阻力产生的和重力作用产生的。 摩擦阻力产生的转矩为反抗性转矩，其作用方向与n相反，为制动转矩。 重力产生的

2、转矩为位能性转矩，其作用方向与n无关，提升时为制动转矩；下放时为拖动转矩。,第二节 电力拖动系统的运动方程,一. 单轴电力拖动系统的运动方程 研究运动方程,以电动机的轴为研究对象，电动机运行时的轴受力如图示。 电力拖动系统正方向的规定：先规定转速n的正方向，然后规定电磁转矩的正方向与n的正方向相同，规定负载转矩的正方向与n的正方向相反。,电动机运行时的轴受力如图示，由力学定律可知,其必须遵守下列方程式: T：电磁转矩； TL：负载转矩,N.m J：电动机轴上的总转动惯量，kg.m2 ：电动机角速度,rad/s 在工程计算中,常用n代替表示系统速度, 用飞轮力矩GD2代替J表示系统机械惯性。,

3、=2n/60 J =m2=(G/g)(D2 )/4=GD2/4g M：系统转动部分的质量，Kg G：系统转动部分的重量，N ：系统转动部分的转动半径，m D ：系统转动部分的转动直径，m g ：重力加速度=9.8m/s2,二、 多轴电力拖动系统转矩的折算,多轴系统需等效为单轴系统。等效指系统传递的功率不变。,第三节 负 载 的 机 械 特 性,负载的机械特性指：n=f(TL)关系 一、恒转矩负载机械特性： 负载的转矩特性，就是负载的机械特性，简称负载特性。 1、反抗性恒转矩负载特性 负载转矩由摩擦力产生，其特点：大小恒定（与n无关）；作用方向与运动方向相反。,2、位能性恒转矩负载特性,负载转矩

4、由重力产生其特点：绝对值大小恒定；作用方向与n无关，不变 提升时： n 0 ,Tf0阻转矩 下放时： n 0拖动转矩,二、风机负载机械特性,负载转矩与转速成平方关系TF=kn2。,三、恒功率负载机械特性,负载转矩与转速成反比关系TF=k/n,四、电力拖动系统稳定运行条件,处于某一转速下运行的电力拖动系统，由于受到某种扰动，导致系统的转速发生变化而离开原来的平衡状态，如果系统能在新的条件下达到新的平衡状态，或者当扰动消失后系统回到原来的转速下继续运行，则系统是稳定的，否则系统是不稳定的。,B,C,A,处于某一转速下运行的电力拖动系统，由于受到某种扰动，导致系统的转速发生变化而离开原来的平衡状态，如果系统能在新的条件下达到新的平衡状态，或者当扰动消失后系统回到原来的转速下继续运行，则系统是稳定的，否则系统是不稳定的。,电源电压下降变成曲线1，因为转子电路有电感，这个过程有过程，称为电磁过渡过程,因系统有机械惯性即飞轮转矩存在，转速变化也是有过程的，称为机械惯性过程，即转速不能突变。,B,C,A,四、电力拖动系统稳定运行条件,A-B由于机械过程，转速不能突变,B-C由于 ，转速减速,C点到达平