电机及拖动ppt

《电机及拖动ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2章直流电动机的电力拖动2.1电力拖动系统的运动方程式和负载转矩特性2.2他励直流电动机的机械特性2.3他励直流电动机的起动2.4他励直流电动机的制动2.5他励直流电动机的调速2.6串励及复励直流电动机的电力拖动思考题与习题2.1电力拖动系统的动力学基础2.1.1电力拖动系统的运动方程式1．运动方程式电力拖动系统的运动方程式描述了系统的运动状态，系统的运动状态取决于作用在原动机转轴上的各种转矩。下面分析电动机直接与生产机械的工作机构相接时拖动系统的各种转矩及运动方程式。图2.1.1所示为直线运动系统，根据牛顿第二定律，其运动方程为（2.1.1）图2.1.1直线运动图2.1.2所示为电动

2、机单轴拖动系统，电动机的电磁转矩Tem通常与转速n同方向，是驱动性质的转矩。生产机械的工作机构转矩即负载转矩TL通常是制动性质的。如果忽略电动机的空载转矩T0，根据牛顿第二定律可知，拖动系统旋转时的运动方程式为(2.1.2)式中：J为运动系统的转动惯量，单位为kg·m2；Ω为系统旋转的角速度，单位为rad／s；J(dΩ/dt)为系统的惯性转矩，单位为N·m。图2.1.2电动机单轴拖动系统在实际工程计算中，经常用转速n代替角速度Ω来表示系统的转动速度，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。Ω与n、J与　　的关系为(2.1.3)(2.1.4)式中，n为转速，单位为r／mi

3、n；m与G为旋转体的质量与重量，单位分别为kg与N；r与D为惯性半径与直径，单位为m；g为重力加速度，g=9.8m／s2。把式(2.1.3)、(2.1.4)代人式(2.1.2)，可得运动方程的实用形式(2.1.5)式中，GD2为旋转体的飞轮矩，单位为N·m2。应注意，式(2.1.5)中的375具有加速度量纲；而飞轮矩GD2是反映物体旋转惯性的一个整体物理量。电动机和生产机械的GD2可从产品样本和有关设计资料中查到。由式(2.1.5)可知，系统的旋转运动可分三种状态：(1)当Tem>TL，dn/dt>0时，系统处于加速运行状态，即处于瞬态过程；(2)当Tem

4、于减速运行状态，也处于瞬态过程；(3)当Tem=TL，dn/dt=0时，n=0或n=c(c为常数)，系统处于静止或恒转速运行状态，即处于稳态。可见，当　　　时，系统处于加速或减速运行，即处于动态，所以常把　　或(Tem－TL)称为动态转矩，而TL为静负载转矩，运动方程式(2.1.５)就是动态的转矩平衡方程式。由上面的分析我们可以得出以下结论：电力拖动系统拖动生产机械稳定运行时，电动机输出转矩的大小由负载转矩的大小决定，并且与之相等。2.电力拖动方程式中转矩正、负号的规定惯例在电力拖动系统中，随着生产机械负载类型和工作状况的不同，电动机的运行状态将发生变化，即作用在电动机转轴上的电磁转矩(

5、拖动转矩)Tem和负载转矩(阻转矩)TL的大小和方向都可能发生变化。因此，运动方程式(2.1.5)中的转矩Tem和TL是带有正负号的代数量。在应用运动方程式时，必须注意转矩的正负号。通常规定如下：首先选定电动机处于电动状态时的旋转方向为转速n的正方向，然后按照下列规则确定转矩的正负号：(1)电磁转矩Tem与转速n的正方向相同时为正，相反时为负；(2)负载转矩TL与转速n的正方向相反时为正，相同时为负。惯性转矩（GD2/375）·(dn/dt)的大小及正负号由Tem和TL的代数和(Tem-TL)决定。2.1.2工作机构转矩、飞轮矩、力和质量的折算在图2.1.2所示的拖动系统中，电动机和工作

6、机构直接相连，这时工作机构的转速等于电动机的转速，若忽略电动机的空载转矩，则工作机构的负载转矩就是作用在电动机轴上的阻转矩，这种系统称为单轴系统。实际的电力拖动系统往往不是单轴系统，而是通过一套传动机构，把电动机和工作机构连接起来。当工作机构作旋转运动时[图2.1.3(a)]，传动机构的作用是把电动机的转速n变换成工作机构所需要的转速nL；如图2.1.3(a)这样带有传动机构的拖动系统称为多轴系统。图2.1.3(a)是一个四轴系统，应分别对每一根轴列出运动方程，四个运动方程联立求解，便可以求出系统的运动状态。显然，研究多轴系统的运动问题要比研究单轴系统复杂得多，为了简化分析计算方法，通常把传

7、动机构和工作机构看成一个整体，且等效成一个负载，直接作用在电动机的轴上，变多轴系统为单轴系统，如图2.1.3(b)所示。图2.1.3电力拖动系统(a)实际的多轴系统；(b)等效的单轴系统折算的内容包括：(1)把旋转工作机构的负载转矩TL或直线工作机构的负载力FL折算到电动机轴上而成为等效的负载转矩T′L；(2)把传动机构和工作机构各轴上的飞轮矩GD21，GD22，……GD2L(或转动惯量Jl，J2，……，J