課程開始及電力拖動系統(tǒng)的動力學基礎課件

《電機拖動與控制技術》電氣工程系

第一篇直流拖動控制系統(tǒng)

引言

電力拖動系統(tǒng)的動力學基礎直流電機及其拖動閉環(huán)控制的直流調速系統(tǒng)轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)和調節(jié)器的工程設計方法直流調速系統(tǒng)的數(shù)字控制可逆直流調速系統(tǒng)和位置隨動系統(tǒng)第1章第2章第3章第4章*第5章第二篇交流拖動控制系統(tǒng)第1章異步電動機及其拖動閉環(huán)控制的異步電動機變壓調速系統(tǒng)——一種轉差功率消耗型調速系統(tǒng)

第3章籠型異步電動機變壓變頻調速系統(tǒng)（VVVF系統(tǒng)）

*第2章1.了解電力拖動基本概念；2.熟悉電力拖動系統(tǒng)運動方程式；3.掌握拖動轉矩和負載轉矩的概念。重點：運動方程式和負載轉矩。引言.電力拖動系統(tǒng)的動力學基礎第一節(jié)電力拖動系統(tǒng)的運動方程式電力拖動裝置可分為電動機、工作機構、控制設備及電源等四個組成部分。在許多情況下，電動機與工作機構并不同軸，而在二者之間有傳動機構，它把電動機的運動經(jīng)過中間變速或變換運動方式后再傳給生產機械的工作機構。采用電力拖動主要原因

現(xiàn)代化生產中，多數(shù)生產機械都采用電力拖動，主要原因是：1.電能的運輸、分配、控制方便經(jīng)濟。2.電動機的種類和規(guī)格很多，它們具有各種各樣的特性，能很好的滿足大多數(shù)生產機械的不同要求。3.電力拖動系統(tǒng)的操作和控制簡便，可以實現(xiàn)自動控制和遠距離操作等等。1、當電動機靜止或等速旋轉，電力拖動系統(tǒng)處于穩(wěn)定運轉狀態(tài)下。2、當電力拖動系統(tǒng)處于加速狀態(tài)3、當電力拖動系統(tǒng)處于減速狀態(tài)二、運動方程式中轉矩的正負符號分析運動方程式的一般形式規(guī)定某個轉動方向為正方向，則轉矩T正向取正，反向取負；阻轉矩Tz正向取負，反向取正。工程上為了節(jié)省材料，電動機轉速都較高。輸出功率一定時，即P=TΩ=常數(shù)，當Ω↓→T↑，由于T=CTΦIa，則Ia↑和Φ↑，Ia↑→導線粗；Φ↑→鐵磁材料多。一般設計電動機速度高，通過提高Ω→降低T,節(jié)省材料。生產機械要求低速，而電動機設計的轉速較高，二者之間必有減速裝置，故一般電力多動系統(tǒng)多為多軸拖動系統(tǒng)。第二節(jié)工作機構轉矩、力、飛輪矩和質量的折算以電動機軸為折算對象，需要折算的參量為：工作機構轉矩，系統(tǒng)中各軸（除電動機軸外）的轉動慣量。對于某些作直線運動的工作機構，還必須把進行直線運動的質量及運動所需克服的阻力折算到電動機軸上去。等效折算圖傳動圖二、工作機構直線作用力的折算根據(jù)傳送功率不變三、傳動機構與工作機構飛輪慣量的折算四、工作機構直線運動質量的折算折算的原則是轉動慣量中及質量中儲存的動能相等，即有（因為，，，）[例8-1]刨床傳動系統(tǒng)如圖所示。若電動機M的轉速為n=420r/min，其轉子（或電樞）的飛輪慣量工作臺重工件重

各齒輪齒數(shù)及飛輪慣量見表。齒輪8的節(jié)距t8=25.13mm

。求刨床拖動系統(tǒng)在電動機軸上總的飛輪慣量。齒輪8轉速2）直線運動部分工作臺速度3）刨床拖動系統(tǒng)在電機軸上總的飛輪慣量第三節(jié)考慮傳動機構損耗時的折算方法一、考慮傳動機構損耗的簡化方法（一）工作機構轉矩的簡化折算1．電動機工作在電動狀態(tài)2．電動機工作在發(fā)電制動狀態(tài)使用多級傳動時（二）工作機構直線作用力的簡化折算1．電動機工作在電動狀態(tài)2．電動機工作在發(fā)電制動狀態(tài)在提升與下放時傳動損耗相等的條件下，下放傳動效率與提升傳動效率之間有下列關系。1.反抗性恒轉矩負載特性特點：恒值負載轉矩TL總是與轉速n的方向相反，即作用方向總是阻礙運動的方向。當正轉時n為正，TL與n方向相反，應為正，即在第一象限當反轉時n為負，TL與n方向相反，應為負，即在第三象限。當轉速n=0時，外加轉矩不足以使系統(tǒng)運動。根據(jù)作用力與反作用力原理，這時反抗力負載轉矩大小和方向取決于外加轉矩的大小和方向。即與外加轉矩大小相等，方向相反。負載轉矩特性應與橫軸重合。例如軋機，機床刀架平移機構等。反抗性恒轉矩負載特性位能性恒轉矩負載特性

例如：起重機的提升機構，不論是提升重物還是下放重物，重力的作用總是方向朝下的。即重力產生的負載轉矩方向固定不變，故在第一和第四象限。2.位能性恒轉矩負載特性負載轉矩基本上與轉速成反比，切削功率基本不變。三、恒功率負載轉矩特性特點：當轉速n變化時，負載功率基本不變。根據(jù)如車床的主軸機構和軋鋼機的主傳動。適用于金屬切削車床。恒功率負載特性