第2章 电力拖动系统动力学.ppt

第2章电力拖动系统动力学
最简单的电力拖动系统是电动机转轴与生产机械的工作机构直接相连,称为单轴电力拖动系统
电源
控制设备
电动机
传动系统
工作机构
电力拖动系统组成
第2章导学
通过本课程的学习我们要掌握电气传动系统中的电动机速度控制的力学理论。单轴系统转速是由T、TL和J决定的,它们之间的关系可以用旋转系统的牛顿第二定律来表示。
生产机械
电动机
T

TL
第2章导学
多轴系统由于电机的转速和生产机械的转速不同,需通过折算来分析。同样平移机械和升降机械也需折算来解决。
电气传动系统转速是在一定范围内变化的,要解决整个生产过程中的速度问题,必须要了解负载的机械特性,同时要考虑电动机的机械特性与负载的机械特性的稳定性关系。
第2章导学
本章主要内容
电力拖动系统转动方程式
多轴电力拖动系统简化
负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件
电力拖动系统转动方程式
单轴电气传动的动力学方程式为:
生产机械
电动机
T

TL
电力拖动系统转动方程式
工程计算用n代替Ω、GD2代替J,有:
(T-TL)为动转矩。
(T-TL)=0 系统处于恒转速运行的稳态;
(T-TL)>0 系统处于加速运行过程;
(T-TL)<0 系统处于减速运行过程。
多轴电力拖动系统简化
折算原则:保持系统的功率传递关系及系统的储存动能不变。
根据不同的负载,分析三种负载情况的折算
电动机
T, T0
n
GDa2
j1,η1
nb
GDb2
j2,η2
nf
GDc2
工作机构
Tf
电动机
T, T0
等效负载
TF
n
GD2
转动情况时,转矩与飞轮矩的折算
1. 转矩折算
由折算前后功率不变原则,如不考虑损耗
j=n/nf 为传动机构的总速比,j=j1 j2 j3 .... 。
电动机
T, T0
等效负载
TF
n
GD2
电动机
T, T0
n
GDa2
j1,η1
nb
GDb2
j2,η2
nf
GDc2
工作机构
Tf
转动情况时,转矩与飞轮矩的折算
若考虑损耗
η为机构总效率,η=η1 η2 η3 ...。
传动机构的转矩损失:
电动机
T, T0
等效负载
TF
n
GD2
电动机
T, T0
n
GDa2
j1,η1
nb
GDb2
j2,η2
nf
GDc2
工作机构
Tf
转动情况时,转矩与飞轮矩的折算
2. 飞轮矩折算
旋转物体的动能:
折算前后该转轴的动能不变,负载轴上的飞轮矩:
化简后:
电动机
T, T0
等效负载
TF
n
GD2
电动机
T, T0
n
GDa2
j1,η1
nb
GDb2
j2,η2
nf
GDc2
工作机构
Tf