电机与拖动 教学课件 作者 孙建忠 刘凤春 第7章.ppt

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1、第7章　电力拖动基础7.1　电力拖动系统的组成与分类7.2　电力拖动系统的运动方程式7.3　电力拖动系统的负载特性7.4　电力拖动系统的稳定运行条件7.5　电力拖动系统调速的基本概念7.1　电力拖动系统的组成与分类简单的电力拖动系统由电源、电动机、传动机构、负载和自动控制装置等部分组成，见图。图电力拖动系统的组成27.2　电力拖动系统的运动方程式7.2.1　单轴电力拖动系统的运动方程式7.2.2　多轴电力拖动系统的折算4电动机生产机械TnTmT0轴TTLn7.2.1　单轴电力拖动系统的运动方程式在工程计算中，常用n代替表示系统速度，用飞轮矩GD2代替J表示系统机械惯

2、性56电力拖动系统的运动状态：7.2.2　多轴电力拖动系统的折算1.多轴旋转运动系统2.平移运动系统3.升降运动系统多轴电力拖动系统的简化8多轴系统单轴系统将其它轴上的转矩、飞轮矩折算到电动机轴上TGD2等效负载电动机TL电动机工作机构Tj1η1j2η2T´LLGDM2GD12GDL211.多轴旋转运动系统(1)转矩的折算(2)飞轮矩的折算　在多轴拖动系统中，传动机构为电动机负载的一部分，因此，折算到电动机轴上的负载飞轮矩包括工作机构的飞轮矩和传动机构的飞轮矩，它与电动机转子的飞轮矩之和就是等效单轴系统的总飞轮矩。10转矩折算的原则：系统传递的功率不变

3、1.电动状态TGD2等效负载电动机TL电动机工作机构Tj1η1j2η2T´LLGDM2GD12GDL21(1)转矩的折算发电制动状态：功率由工作机构电机112.发电制动状态转矩折算的原则：系统传递的功率不变(2)飞轮矩的折算12飞轮矩折算的原则：系统储藏的动能不变TGD2等效负载电动机TL电动机工作机构Tj1η1j2η2T´LLGDM2GD12GDL21GD22GD32GD42旋转物体动能公式：2.平移运动系统某些生产机械的工作机构是作平移运动的，如刨床的工作台。将这种拖动系统等效成单轴系统，需要将平移作用力折算成等效单轴系统的负载转矩，将平移运

4、动部件的质量折算成等效单轴系统的飞轮矩。刨床拖动系统示意图3.升降运动系统(1)提升运动的转矩折算　提升重物时，工作机构的机械功率为Ggvg，由于提升重物时传动机构的损耗由电动机负担，若提升重物时的传动效率为ηc，则电动机的实际负载功率为Ggvg/ηc。(2)下降运动的转矩折算(3)飞轮矩的折算起重机拖动系统示意图升降运动的转矩与飞轮矩的折算15TGD2等效负载电动机TL电动机滚筒Tj1η1j2η2LGDM2GD12GD221mv提升运动：电动机为电动状态下降运动：电动机为发电状态1.提升运动：方法同平移运动(1).转矩的折算2.下降运动提升和下降的传动损

5、耗相同(2).飞轮矩的折算：不论提升还是下降运动7.3　电力拖动系统的负载特性7.3.1　恒转矩负载7.3.2　恒功率负载7.3.3　通风机、泵类负载7.3.1　恒转矩负载1.反抗性恒转矩负载2.位能性恒转矩负载1.反抗性恒转矩负载机械特性转矩总是阻碍运动的——反抗性负载当转动方向改变时，负载转矩的方向也随之改变。nTL0Tm-Tm202、位能性恒转矩负载机械特性TL电动机轴Tn特点：绝对值大小恒定；作用方向与n无关，不变。nTL0Tm7.3.2　恒功率负载某些机床，如车床、刨床等，在进行粗加工时，切削量大，切削阻力矩大，主轴以低速运转；在进行精加工时，切削量小，切

6、削阻力也小，主轴则以高速运转。不同转速下的负载转矩基本上与转速成反比，负载功率基本为常数，即ＴＬ＝ｋ/ｎ，其中k为比例系数。nTL0负载转矩与转速成反比关系TL=K/n负载功率它与n无关，称恒功率负载。7.3.3　通风机、泵类负载7-9负载转矩基本上与转速成平方关系TL=kn2。负载属于反抗性负载7.4　电力拖动系统的稳定运行条件电力拖动系统稳定运行的条件a)稳定运行　b)不稳定运行电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是：⒈T=TL。只有在两条机械特性的交点处，才能实现转矩平衡。⒉在工作点处，7.5　电力拖动系统调速的基本概念7.5.1　调速的基本概念7.5.2　调速系

7、统的主要性能指标7.5.1　调速的基本概念1.无级调速和有级调速2.恒转矩调速和恒功率调速3.向上调速和向下调速1.无级调速和有级调速无级调速是指电动机的转速可以平滑地调节。无级调速的转速变化均匀，适应性强，而且容易实现调速自动化，因此被广泛采用。异步电动机变频调速系统、直流发电机-电动机调速系统、晶闸管整流器-直流电动机调速系统等，都属于无级调速。有级调速是指电动机的转速只有有限的几种，如双速、三速、四速等。有级调速方法简单方便，但转速范围有限，且不易实现调速自动化。异步电动机变极调速、直流电动机电枢电路串电阻调速等，都属于有级调速。2.恒转矩调速