第二章電力拖動系統(tǒng)

第二章電力拖動系統(tǒng)第1頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)典型生產(chǎn)機械運動形式及轉(zhuǎn)矩一、電力拖動系統(tǒng)的基本概念電力拖動是用電動機帶動生產(chǎn)機械運動，以完成一定的生產(chǎn)任務(wù)。電力拖動系統(tǒng)的組成第2頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月二、負載轉(zhuǎn)矩生產(chǎn)機械轉(zhuǎn)矩分為：摩擦阻力產(chǎn)生的和重力作用產(chǎn)生的。摩擦阻力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為反抗性轉(zhuǎn)矩，其作用方向與n相反，為制動轉(zhuǎn)矩。重力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為位能性轉(zhuǎn)矩，其作用方向與n無關(guān)，提升時為制動轉(zhuǎn)矩；下放時為拖動轉(zhuǎn)矩。第3頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)電力拖動系統(tǒng)的運動方程一.單軸電力拖動系統(tǒng)的運動方程研究運動方程,以電動機的軸為研究對象，電動機運行時的軸受力如圖示。電力拖動系統(tǒng)正方向的規(guī)定：先規(guī)定轉(zhuǎn)速n的正方向，然后規(guī)定電磁轉(zhuǎn)矩的正方向與n的正方向相同，規(guī)定負載轉(zhuǎn)矩的正方向與n的正方向相反。第4頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月電動機運行時的軸受力如圖示，由力學定律可知,其必須遵守下列方程式:T：電磁轉(zhuǎn)矩；TL：負載轉(zhuǎn)矩,N.mJ：電動機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量，kg.m2

：電動機角速度,rad/s在工程計算中,常用n代替

表示系統(tǒng)速度,用飛輪力矩GD2代替J表示系統(tǒng)機械慣性。第5頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月

=2

n/60J=m

2=(G/g)

(D2)/4=GD2/4gM：系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的質(zhì)量，KgG：系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的重量，N

：系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)動半徑，mD：系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)動直徑，mg：重力加速度=9.8m/s2第6頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月第7頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月二、多軸電力拖動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩的折算多軸系統(tǒng)需等效為單軸系統(tǒng)。等效指系統(tǒng)傳遞的功率不變。第8頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)負載的機械特性負載的機械特性指：n=f(TL)關(guān)系一、恒轉(zhuǎn)矩負載機械特性：負載的轉(zhuǎn)矩特性，就是負載的機械特性，簡稱負載特性。1、反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載特性負載轉(zhuǎn)矩由摩擦力產(chǎn)生，其特點：大小恒定（與n無關(guān)）；作用方向與運動方向相反。第9頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月2、位能性恒轉(zhuǎn)矩負載特性負載轉(zhuǎn)矩由重力產(chǎn)生其特點：絕對值大小恒定；作用方向與n無關(guān)，不變提升時：n>0,Tf>0阻轉(zhuǎn)矩下放時：n<0,Tf>0拖動轉(zhuǎn)矩第11頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月二、風機負載機械特性負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成平方關(guān)系TF=kn2。第12頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月三、恒功率負載機械特性負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比關(guān)系TF=k/n第13頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月四、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行條件

處于某一轉(zhuǎn)速下運行的電力拖動系統(tǒng)，由于受到某種擾動，導致系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化而離開原來的平衡狀態(tài)，如果系統(tǒng)能在新的條件下達到新的平衡狀態(tài)，或者當擾動消失后系統(tǒng)回到原來的轉(zhuǎn)速下繼續(xù)運行，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的，否則系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。BCA第14頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月

處于某一轉(zhuǎn)速下運行的電力拖動系統(tǒng)，由于受到某種擾動，導致系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化而離開原來的平衡狀態(tài)，如果系統(tǒng)能在新的條件下達到新的平衡狀態(tài)，或者當擾動消失后系統(tǒng)回到原來的轉(zhuǎn)速下繼續(xù)運行，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的，否則系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。電源電壓下降變成曲線1，因為轉(zhuǎn)子電路有電感，這個過程有過程，稱為電磁過渡過程因系統(tǒng)有機械慣性即飛輪轉(zhuǎn)矩存在，轉(zhuǎn)速變化也是有過程的，稱為機械慣性過程，即轉(zhuǎn)速不能突變。BCA第15頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月四、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行條件BA/AA-B由于機械過程，轉(zhuǎn)速不能突變B-C由于，轉(zhuǎn)速減速C點到達平衡點D第16頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的充分必要條件