第二章电力拖动系统优秀课件.ppt

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1、第二章电力拖动系统第1页，本讲稿共17页第一节第一节 典型生产机械运动形式及转矩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。完成一定的生产任务。电力拖动系统的组成电力拖动系统的组成第2页，本讲稿共17页二、负载转矩二、负载转矩生产机械转矩分为：摩擦阻力产生的和生产机械转矩分为：摩擦阻力产生的和重力作用产生的。重力作用产生的。摩擦阻力产生的转矩为反抗性转矩，其摩擦阻力产生的转矩为反抗性转矩，其作用方向与作用方向与n n相反，为制动转矩。相反，为制动转矩。重力产生的转

2、矩为位能性转矩，其作用重力产生的转矩为位能性转矩，其作用方向与方向与n n无关，提升时为制动转矩；下放无关，提升时为制动转矩；下放时为拖动转矩。时为拖动转矩。第3页，本讲稿共17页第二节第二节第二节第二节 电力拖动系统的运动方程电力拖动系统的运动方程电力拖动系统的运动方程电力拖动系统的运动方程 一一一一.单轴电力拖动系统的运动方程单轴电力拖动系统的运动方程单轴电力拖动系统的运动方程单轴电力拖动系统的运动方程 研究运动方程研究运动方程研究运动方程研究运动方程,以电动机的轴为研究对象，电动机运以电动机的轴为研究对象，电动机运以电动机的轴为研究对象，电动机运以电动机的轴为研究对象，电动机运行时的轴受

3、力如图示。行时的轴受力如图示。行时的轴受力如图示。行时的轴受力如图示。电力拖动系统正方向的规定：电力拖动系统正方向的规定：电力拖动系统正方向的规定：电力拖动系统正方向的规定：先规定转速先规定转速先规定转速先规定转速n n n n的正方的正方的正方的正方向，然后规定电磁转矩的正方向与向，然后规定电磁转矩的正方向与向，然后规定电磁转矩的正方向与向，然后规定电磁转矩的正方向与n n n n的正方向相同，的正方向相同，的正方向相同，的正方向相同，规定负载转矩的正方向与规定负载转矩的正方向与规定负载转矩的正方向与规定负载转矩的正方向与n n n n的正方向相反。的正方向相反。的正方向相反。的正方向相反。

4、第4页，本讲稿共17页 电动机运行时的轴受力如图示，由力学定律可知电动机运行时的轴受力如图示，由力学定律可知电动机运行时的轴受力如图示，由力学定律可知电动机运行时的轴受力如图示，由力学定律可知,其必须其必须其必须其必须遵守下列方程式遵守下列方程式遵守下列方程式遵守下列方程式:T T：电磁转矩；：电磁转矩；T TL L：负载转矩：负载转矩,N.m,N.m J J：电动机轴上的总转动惯量，：电动机轴上的总转动惯量，kg.mkg.m2 2 ：电动机角速度：电动机角速度,rad/s ,rad/s 在工程计算中在工程计算中,常用常用n n代替代替 表示系统速度表示系统速度,用飞轮用飞轮力矩力矩GDGD2

5、 2代替代替J J表示系统机械惯性。表示系统机械惯性。第5页，本讲稿共17页 =2=2 n/60n/60J=mJ=m 2 2=(G/g)=(G/g)(D(D2 2)/4=GD)/4=GD2 2/4g/4gM M：系统转动部分的质量，：系统转动部分的质量，KgKgG G：系统转动部分的重量，：系统转动部分的重量，N N ：系统转动部分的转动半径，：系统转动部分的转动半径，m mD D：系统转动部分的转动直径，：系统转动部分的转动直径，m mg g：重力加速度：重力加速度=9.8m/s=9.8m/s2 2第6页，本讲稿共17页第7页，本讲稿共17页二、二、多轴电力拖动系统转矩的折算多轴电力拖动系统

6、转矩的折算多轴系统需等效为单轴系统。等效指系多轴系统需等效为单轴系统。等效指系统传递的功率不变。统传递的功率不变。第8页，本讲稿共17页第三节第三节 负负 载载 的的 机机 械械 特特 性性负载的机械特性指：负载的机械特性指：n=f(Tn=f(TL L)关系关系一、恒转矩负载机械特性：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 1、反抗性恒转矩负载特性、反抗性恒转矩负载特性负载转矩由摩擦力产生，其特点：负载转矩由摩擦力产生，其特点：大小恒定大小恒定（与（与n n无关）；作用方向与运动方向相反。无关）；作用方向与运动方向相反。第9页，本讲稿共17页第10页，本讲

7、稿共17页2 2、位能性恒转矩负载特性、位能性恒转矩负载特性负载转矩由重力产生其特点：负载转矩由重力产生其特点：绝对值大绝对值大小恒定；作用方向与小恒定；作用方向与n n无关，不变无关，不变提升时：提升时：n 0,T n 0,Tf f00阻转矩阻转矩下放时：下放时：n 0,T n 0 0拖动转矩拖动转矩第11页，本讲稿共17页二、风机负载机械特性二、风机负载机械特性负载转矩与转速成平方关系负载转矩与转速成平方关系T TF F=kn=kn2 2。第12页，本讲稿共17页三、恒功率负载机械特性三、恒功率负载机械特性负载转矩与转速成反比关系负载转矩与转速成反比关系T TF F=k/n=k/n第13页

8、，本讲稿共17页四、电力拖动系统稳定运行条件四、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。下继续运行，则系统是稳定的，否则系统是不稳定的。BCA第14页，本讲稿共17页 处于某一转速下运行的电力拖动系统，由于受到某种扰处于某一转

9、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，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。否则系统是不稳定的。电源电压下降变成曲线电源电压下降变成曲线1，因为转，因为转子电路有电感，这个过程有过程，子电路有电感，这个过程有过程，称为电磁过渡过程称为电磁过渡过程因系统有机械惯性即飞轮转因系统有机械惯性即飞轮转矩存在，转速变化也是有过

10、矩存在，转速变化也是有过程的，称为机械惯性过程，程的，称为机械惯性过程，即转速不能突变。即转速不能突变。BCA第15页，本讲稿共17页四、电力拖动系统稳定运行条件四、电力拖动系统稳定运行条件BA/AA-B由于机械过程，由于机械过程，转速不能突变转速不能突变B-C由于由于，转速减速，转速减速C点到达平衡点点到达平衡点D第16页，本讲稿共17页电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是：1、必要条件：、必要条件：电动机的机械特性与负载的转电动机的机械特性与负载的转矩特性有交点，即存在矩特性有交点，即存在：2、充分条件、充分条件：在交点处满足于在交点处满足于：BA/A第17页，本讲稿共17页