第3章_直流电机拖动

《第3章_直流电机拖动》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、3.1电力拖动系统的动力学基础;3.2各类生产机械的负载转矩特性；3.3电力拖动系统稳定运行的条件；3.4直流电力拖动系统的动态分析；3.5他励直流电动机的起动；3.6他励直流电动机的调速；3.7他励直流电动机的制动；3.8工程中的实例分析。内容提要：第3章直流电动机的电力拖动电机与拖动3.1电力拖动系统的动力学基础3.1.1单轴电力拖动系统的运动方程式直线运动：电机与拖动由物理学知，质量为的物体作直线运动时，当加在物体上的拖动力为，阻力为，速度为时，在图3-1所示正方向下，描述此直线运动的方程式为图3-1直线运动系统单轴电力拖动系统：(3-1)图3-2单轴电力

2、拖动系统电机与拖动与直线运动相对应，转动惯量为的钢体做定轴旋转运动时，当加在钢体上的拖动转矩为，阻转矩为，角速度为时，在图3-2所示正方向下，描述旋转运动的的方程式为在单轴电力拖动系统中，电动机直接与生产机械相连，构成了一个定轴旋转系统，其运行状态仍可用旋转方程式（3-1）来描述。3.1.1单轴电力拖动系统的运动方程式转动惯量与飞轮惯量的换算关系为(3-2)(3-3)机械角速度与转速之间的关系为—旋转体的质量;—旋转体的惯性半径,电机与拖动将式（3-2）及（3-3）代入式（3-1），得(3-4)3.1.1单轴电力拖动系统的运动方程式说明：（1）是表征整个旋转系统

3、的惯量的物理量，是一个符号，切不可将它割裂开而理解为与的乘积，通常称为飞轮惯量或飞轮距。单位为。(2)当时，忽略，这时。(3)运动参考向及转矩的符号规定：●首先取一正方向；●对转速而言，与正方向一致规定为正，反之为负；●对于电磁转矩而言，与正方向一致规定为正，反之为负；●对负载转矩而言，与正方向一致规定为负，反之为正。电机与拖动3.1.1单轴电力拖动系统的运动方程式（1）若时，则=常值，系统稳态运行；（2）若时，则，正向加速或反向减速；（3）若时，则，正向减速或反向加速。正方向为正例：如右图所示，为正向，当（拖动转矩）（阻转矩）时，，由运动方程式可知，系统

4、加速运行。正方向为正电力拖动系统的几种运行状态：电机与拖动3.1.1单轴电力拖动系统的运动方程式问题的提出：在工业企业中，为了满足工业过程的要求，在很多场合电机不直接和工作机构相联，而是中间通过一些减速机构，如齿轮箱、皮带轮、蜗轮蜗杆等，这样就构成了多轴系统。为了简化计算，把多轴复杂系统等效成一个单轴简单系统，方法是把电机轴后面的传动机构和工作机构部分（如下图中虚线框部分所示）都折算到电机轴上，用一个等效负载来代替它，这样就可以用单轴系统的运动方程式来研究多轴系统，这时运动方程式为3.1.2多轴电力拖动系统的运动方程式3.1电力拖动系统的动力学基础电机与拖动(a

5、)等效前的实际多轴系统(b)等效后的等效单轴系统折算发电制动运行状态的功率传递方向电动机运行状态的功率传递方向1、多轴旋转系统的折算（指工作机构作旋转运动）等效系统需要折算的参量为：等效负载转矩及等效飞轮惯量等效后系统的运动方程式为：电机与拖动现将图3-3(a)中的多轴旋转系统折算成（b）中的等效单轴系统。折算(a)等效前的实际多轴旋转系统(b)等效后的单轴系统图3-3多轴旋转运动系统的等效3.1.2多轴电力拖动系统的运动方程式（1）工作机构转矩的折算①电动状态：电动机驱动机械负载，传动机构的损耗是由电动机承担。由图3-3可知:折算前电机发出的功率为折算后电机发

6、出的功率为作用在实际系统的负载轴上，把它折算到电机轴上，用电动机轴上等效负载转矩来代替。折算原则：折算前后系统的传送功率不变，中间传动机构的损耗在传动效率中考虑。电机与拖动根据折算原则，折算前后电动机发出的功率相等，有3.1.2多轴电力拖动系统的运动方程式（3-5）式中，—传动机构总的转速比；、—电机轴和工作机构轴的机械角速度；—工作机构轴上的负载转矩；—传动机构的总效率。电机与拖动从而得等效负载转矩为3.1.2多轴电力拖动系统的运动方程式生产机械驱动电动机，传动机构的损耗是由生产机械承担。（3-6）折算前电机得到的功率折算后电机得到的功率根据折算原则，可得折算

7、后的等效负载转矩为：关于效率的说明：●对于多级传动，总效率应为各级效率的乘积;●常数，某一具体的生产机械，负载大小不同，效率也不相同，一般轻载比满载低，近似取：（额定功率）。②发电制动状态：电机与拖动3.1.2多轴电力拖动系统的运动方程式根据折算原则，可得将传动机构和工作机构的飞轮惯量都折算到电机轴上，用一个等效的飞轮惯量来代替。因为各轴转动惯量对运动的过程影响直接反应在各轴所储存的动能上，所以折算原则为：折算前后系统储存的动能不变。折算后系统储存的动能为折算前系统储存的动能为（2）传动机构与工作机构飞轮惯量的折算电机与拖动3.1.2多轴电力拖动系统的运动方程式

8、（3-7）推广到一般系统