第2章電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)

1、1第第2 2章章 電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 1. 1. 系統(tǒng)運(yùn)動方程系統(tǒng)運(yùn)動方程 2. 2. 負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性 3. 3. 系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件2第第2 2章章 電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)電動機(jī)傳動機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)(負(fù)載)控制設(shè)備電源電力拖動系統(tǒng)電力拖動系統(tǒng)3第第2 2章章 電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)2.1 2.1 電力拖動系統(tǒng)運(yùn)動方程電力拖動系統(tǒng)運(yùn)動方程 單軸電力拖動系統(tǒng)的示意圖單軸電力拖動系統(tǒng)的示意圖4第第2 2章章 電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)2.1 2.1 電力拖動系統(tǒng)運(yùn)動方程電力拖動系統(tǒng)運(yùn)動方程 單軸電力拖動

2、系統(tǒng)的動力學(xué)方程：單軸電力拖動系統(tǒng)的動力學(xué)方程：dtdJTTL其中，其中，J J為轉(zhuǎn)動慣量：為轉(zhuǎn)動慣量： 機(jī)械角速度：機(jī)械角速度：gGDDgGmJ4422260/2 n5第第2 2章章 電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)2.1 2.1 電力拖動系統(tǒng)運(yùn)動方程電力拖動系統(tǒng)運(yùn)動方程 根據(jù)方程，系統(tǒng)有三種運(yùn)行情況：根據(jù)方程，系統(tǒng)有三種運(yùn)行情況：1.1.若若 時，則時，則 = =常值，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行；常值，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行；2.2.若若 時，則時，則 ，電機(jī)處于加速狀態(tài)；，電機(jī)處于加速狀態(tài)；3.3.若若 時，則時，則 ，電機(jī)處于減速狀態(tài)。，電機(jī)處于減速狀態(tài)。 emLTTnemLTT0dndtemLTT0dn

3、dt6第第2 2章章 電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)2.1 2.1 電力拖動系統(tǒng)運(yùn)動方程電力拖動系統(tǒng)運(yùn)動方程 u 擴(kuò)展：擴(kuò)展：（1 1）首先取轉(zhuǎn)速的方向為正方向；）首先取轉(zhuǎn)速的方向為正方向；（2 2）對于電磁轉(zhuǎn)矩，若與相同，則?。τ陔姶呸D(zhuǎn)矩，若與相同，則取“+”+”；反之，若與；反之，若與方方 向相反，則取向相反，則取“-”-”；（3 3）對負(fù)載轉(zhuǎn)矩而言，若與方向相反，則?。ω?fù)載轉(zhuǎn)矩而言，若與方向相反，則取 “ “+”+”；方向；方向相相 同則取同則取“-”-”；7第第2 2章章 電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)2.1 2.1 電力拖動系統(tǒng)運(yùn)動方程電力拖動系統(tǒng)運(yùn)動方程 u 多軸電

4、力拖動系統(tǒng)的折算多軸電力拖動系統(tǒng)的折算8第第2 2章章 電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)2.3 2.3 負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性與系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性與系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件 一、各類生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性一、各類生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性：()Lnf T1 1、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性特點：負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小不受轉(zhuǎn)速變化的影響。在任特點：負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小不受轉(zhuǎn)速變化的影響。在任 何轉(zhuǎn)速下，其大小總是保持恒定或大致恒定。何轉(zhuǎn)速下，其大小總是保持恒定或大致恒定。 9第第2 2章章 電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)2.3 2.3 負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性與系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件負(fù)載轉(zhuǎn)矩

5、特性與系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件 1 1、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性u 反抗性的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載反抗性的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特點：反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特點：反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向總是的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向總是相反，即負(fù)載轉(zhuǎn)矩總是阻相反，即負(fù)載轉(zhuǎn)矩總是阻礙電機(jī)的運(yùn)動。礙電機(jī)的運(yùn)動。 10第第2 2章章 電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)2.3 2.3 負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性與系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性與系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件 1 1、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性u 位能性的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載位能性的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特點：位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特點：位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的轉(zhuǎn)矩的方向不隨轉(zhuǎn)速方的轉(zhuǎn)矩的方向不隨轉(zhuǎn)速方向的改變而改

6、變。無論電向的改變而改變。無論電機(jī)正、反轉(zhuǎn)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩始機(jī)正、反轉(zhuǎn)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩始終為單一方向。終為單一方向。 11第第2 2章章 電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)2.3 2.3 負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性與系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性與系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件 2 2、風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性、風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性特點：特點： 2LTKn12第第2 2章章 電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)2.3 2.3 負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性與系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性與系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件 3 3、恒功率負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性、恒功率負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性特點：特點： 1LTkn13第第2 2章章 電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)2.3 2.3

7、 負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性與系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性與系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件 二、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件二、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件 當(dāng)系統(tǒng)在某一工作點穩(wěn)定運(yùn)行時，擾動作用會導(dǎo)致系統(tǒng)當(dāng)系統(tǒng)在某一工作點穩(wěn)定運(yùn)行時，擾動作用會導(dǎo)致系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。(1)(1)如果在擾動持續(xù)期間，系統(tǒng)能在新的條件下達(dá)到新的平如果在擾動持續(xù)期間，系統(tǒng)能在新的條件下達(dá)到新的平 衡，在新的工作點穩(wěn)速運(yùn)行衡，在新的工作點穩(wěn)速運(yùn)行; ;(2)(2)而且在擾動消失后能夠自動回到原來的工作點穩(wěn)速運(yùn)而且在擾動消失后能夠自動回到原來的工作點穩(wěn)速運(yùn) 行，這樣的系統(tǒng)是穩(wěn)定的，否則系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。行，這樣的系統(tǒng)是穩(wěn)定的，否則系統(tǒng)是不

8、穩(wěn)定的。1 1、系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的概念、系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的概念14第第2 2章章 電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)2.3 2.3 負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性與系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性與系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件 二、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件二、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件1 1、系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的概念、系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的概念15第第2 2章章 電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)2.3 2.3 負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性與系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性與系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件 二、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件二、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件2 2、系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件、系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件 T=TT=TL L：只有在兩條特性的交點處，才能：只有在兩條特性的交點處，才能 實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩平衡。實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩平衡。 在在T=TL處處，dndTdndTL16第第2 2章章 電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)電力拖動系統(tǒng)動力學(xué)小結(jié)：小