直流电机的电力拖动课件.ppt

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1、8.1电力拖动系统的运动方程式拖动：原动机带动生产机械运动。电力拖动：用电动机作为原动机的拖动方式。1.电力拖动系统的组成电动机传动机构工作机构控制设备电源2.电力拖动系统的优点(1)电能易于生产、传输、分配。(2)电动机类型多、规格全，具有各种特性，能满足各种生产机械的不同要求。一：电力拖动系统组成(3)电动机损耗小、效率高、具有较大的短时过载能力。(4)电力拖动系统容易控制、操作简单、便于实现自动化。3.应用举例精密机床、重型铣床、初轧机、高速冷轧机、高速造纸机、风机、水泵……2典型生产机械的运动形式一、单轴旋转系统电动机、传动机构、工作机构等所有运动部件均以

2、同一转速旋转。二、多轴旋转系统电动机工作机构电动机工作机构三、多轴旋转运动加平移运动系统四、多轴旋转运动加升降运动系统电动机工作机构电动机G3电力拖动系统的运动方程式一、单轴电力拖动系统的运动方程T2－TL=Jddt※J——转动惯量（kg·m2）——旋转角加速度（rad/s2）——惯性T2=T－T0※电动状态时，T0与T方向相反，T2＞0，T0＞0。制动状态下放重物时，T0与T方向相同，T2＞0，T0＜0。ddtJddt电动状态T2T0制动状态下放重物T2T0正方向T－TL=Jddt忽略T0，则飞轮矩(N·m2)因为J=m2Gg=D2（）2GD24g=旋

3、转部分的质量（kg）回转半径(m)2n60T2－TL=GD2d4gdt回转直径(m)※对于均匀实心圆柱体，与几何半径R的关系为R2==GD2dn375dtGD2dn375dtT2－TL=GD2dn375dtT－TL=忽略T0，有当T2＞TL时，→ndndt＞0→加速的瞬态过程。当T2=TL时，dndt=0稳定运行。当T2＜TL时，→ndndt＜0→减速的瞬态过程。n=0n=常数负载吸收的功率1.T2＞0，电动机输出机械功率2.T2＜0，电动机输入机械功率二、单轴电力拖动系统的功率平衡方程T2－TL=Jddt（）=ddtJ212电动机输出的功

4、率系统动能P2－PL=Jddt即T2与Ω方向相同。——电动状态。即T2与Ω方向相反。——制动状态。电动状态1T2TL制动状态1T2TL电动状态2T2TL制动状态2T2TL3.TL＞0，即TL与Ω方向相反。负载从电动机吸收机械功率。4.TL＜0，即TL与Ω方向相同。负载释放机械功率给电动机（拖动系统）。5.P2＞PL，，加速状态，系统动能增加。6.P2＜PL，，减速状态，系统动能减少。Ω和n不能突变，即系统不可能具有无穷大的功率。9.1他励直流电动机的机械特性n=UaCEΦ－RaCECTΦ2T当Ua、Ra、If=常数时：n=f(T)——机械特性=n0

5、－γT=n0－△n理想空载转速γ=dndTRaCECTΦ2=α=1γ——机械特性的硬度一、固有特性OTnn0Nn=f(T)UaN,IfN,RanNTNMnMTMN点：额定状态。M点：临界状态。二、人为特性1增加电枢电路电阻时的人为特性n=－TUNCEΦNRa＋RrCECTΦN2OTnn0Ra'Ra"＜(Ra＋Rr)→γ→即机械特性变软。2.降低电枢电压时的人为特性n=UaCEΦN－RaCECTΦN2Tn0"n0'Ua↓→n0↓但γ、不变→机械特性的硬度不变。OTnUa'Ua"＜3.减小励磁电流时的人为特性n=UNCEΦ－RaCECTΦ2TOTnn0"n0

6、'If"If'＜If→Φ→n0→γ、→机械特性变软。【例9.1.1】一台他励直流电动机，PN=10kW，UaN=220V，IaN=210A，nN=750r/min，求(1)固有特性；(2)固有特性的斜率和硬度。解：(1)固有特性忽略T0，则509.55210==2.426TNIaNCTΦ=2200.254=r/min=866.25r/min602PNnNTN=606.2840×103750=×N·m=509.55N·m260CEΦ=CTΦ6.2860=×2.426=0.254UaNCEΦn0=连接n0和N(TN，nN)两点即可得到固有特性。(2)固

7、有特性的斜率和硬度E=CEΦnNUaN－EIaNRa==0.254×750V=190.5V=1γRaCECTΦ2γ=220－190.5210=Ω=0.14Ω0.142.426×0.254==0.22810.228==4.398.2他励直流电动机的起动起动性能①起动电流IST②起动转矩TST直接起动起动瞬间：n=0，E=0，IST=UaRa对于他励电机=(10~20)IN——换向决不允许!T=TST=CTΦIST=(10~20)TN一、降低电枢电压起动需要可调直流电源。二、增加电枢电阻起动1.无级起动起动时起动变阻器由最大电阻调至零。起动变阻器的最大电阻RST=U

8、aIST－