電氣傳動(dòng)精品課件

1、電氣傳動(dòng)第1頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)49分，星期五 直流可調(diào)電源途徑： 旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)組 靜止電力電子器件半控器件相位控制電源全空器件脈寬調(diào)制電源2、本課程主要研究?jī)?nèi)容： 電氣傳動(dòng)的基礎(chǔ) 晶閘管電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng) 閉環(huán)控制的傳動(dòng)系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) （5）異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速 （6）其它交流調(diào)速系統(tǒng)第2頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)49分，星期五3、參考書(shū)(1)廖曉鐘編，電力電子技術(shù)與電氣傳動(dòng)，北京理工大學(xué)出版社(2)陳伯時(shí) 陳敏遜編，交流調(diào)速系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社(3)李 夙編，異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制，機(jī)械工業(yè)出版社 4、要求： 認(rèn)真聽(tīng)課，課后復(fù)習(xí)，課程的關(guān)聯(lián)性較

2、大。 該課是后續(xù)課的基礎(chǔ)。5、考試： 閉卷 成績(jī)：卷面成績(jī) 平時(shí)成績(jī)(作業(yè)、測(cè)驗(yàn)) 第3頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)49分，星期五第一章 電氣傳動(dòng)基礎(chǔ) 電氣傳動(dòng) 直流電氣傳動(dòng) 交流電氣傳動(dòng)第一節(jié) 電氣傳動(dòng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)一、基本運(yùn)動(dòng)方程式 1、方程式推導(dǎo) Td - TL = d(J )/dt第4頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)49分，星期五Te= To + Td忽略To、則：Te-TL= d(J )/dt = J d/dt + dJ/dt （1-1） 式中 Te 電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩（NM） TL 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 （NM） J 總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 （Kgm） 電動(dòng)機(jī)的角速度 （rad/s)

3、總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為常數(shù)時(shí)，式（1-1）可簡(jiǎn)化為： Te-TL = J d/dt （1-2）第5頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)49分，星期五含義：電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是由作用在軸上的所有轉(zhuǎn)矩 的代數(shù)和決定的。 飛輪矩 GD和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J的關(guān)系式中， ,D 慣性半徑與直徑 m 旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量 G 旋轉(zhuǎn)部分的重量 g 重力加速度 轉(zhuǎn)速 n ：r/min 角速度 ：rad/s則， = 2n/60將 = 2n/60 , 代入（1-2）式（1-3）第6頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)49分，星期五（1-4）375是具有加速度量綱的數(shù)， 式（1-4）是實(shí)用表達(dá)式。2、動(dòng)態(tài)、穩(wěn)態(tài)的概念 由式（

4、1-2）：當(dāng)TeTL， 0, 系統(tǒng)加速 當(dāng)TeTL， 0, 系統(tǒng)減速TeTL時(shí)，系統(tǒng)處于加速或減速的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)叫動(dòng)態(tài)。Te=TL時(shí)，系統(tǒng)以恒速運(yùn)行，叫穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)時(shí)，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩由負(fù)載轉(zhuǎn)矩決定。3、Te、TL符號(hào)的規(guī)定：軸端圖：nTe(+)Te (-)nTL(-)TL(+)第7頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)49分，星期五二、轉(zhuǎn)矩、飛輪矩的折算 多軸系統(tǒng)介紹 針對(duì)多軸系統(tǒng)需對(duì)慣量及轉(zhuǎn)矩進(jìn)行折算， 折算到同一根軸上，才能用運(yùn)動(dòng)方程式。第8頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)49分，星期五1、轉(zhuǎn)矩的折算按照能量守恒定律，折算后負(fù)載功率等于原負(fù)載功率減去傳動(dòng)的損耗。其中：Te ，dn/

5、dt 0減速到 na 加速到 na - n ， TL 0第12頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)49分，星期五 穩(wěn)定條件： 特性 Te（n） 和 TL（n）有交點(diǎn)，并且在該交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速之上保證TL Te ，而在該交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速之下要求TL -n 0時(shí)，E U ，I 變成正，而電源仍是反接，所以 電流流入電源正端，電動(dòng)機(jī)具有發(fā)電并向電源回饋的性質(zhì)。此時(shí)， Te 為正，n 為負(fù)制動(dòng)狀態(tài)。 降壓過(guò)程中出現(xiàn) E U， I 反向，流入電源正端，且Te 為負(fù)， n 為正制動(dòng)狀態(tài)。4、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)小結(jié) 機(jī)械特性通式 、 象限，n 與 Te 同向，電動(dòng) 、 象限，n 與 Te 反向，制動(dòng) 制動(dòng)狀態(tài)特

6、點(diǎn)： n n0，再生發(fā)電制動(dòng) n0 = 0， 能耗制動(dòng) n 與 n0 反向，反接制動(dòng)第25頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)49分，星期五制動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，將動(dòng)能或位能 電能 電阻發(fā)熱或回饋電網(wǎng)。 例1-2: P.21五、直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性 過(guò)渡過(guò)程 動(dòng)態(tài)特性1、 動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)分析 運(yùn)動(dòng)方程式： 機(jī)械特性方程：（1-21）將（1-20）代入 （1-21）得：（1-20）22（1-22）第26頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)49分，星期五當(dāng) Te =TL 時(shí)，穩(wěn)態(tài)電流為Is， 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速是ns , 即：并令：動(dòng)態(tài)過(guò)程的機(jī)電時(shí)間常數(shù)則（1-22）可以寫成：（1

7、-23）設(shè) t = 0 時(shí),電動(dòng)機(jī)初始轉(zhuǎn)速為nini，初始電流為Iini。解微分方程式（1-23）可得：（1-24）同樣可推得： （1-26） （1-27）2第27頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)49分，星期五 初始值、穩(wěn)態(tài)值、機(jī)電時(shí)間常數(shù)為描述動(dòng)態(tài)過(guò)程的三要素。2、啟動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性 討論串一級(jí)電阻的起動(dòng)過(guò)程初始值：nini = na = 0穩(wěn)態(tài)值：ns = nb 機(jī)電常數(shù)：Tm=分析： 理論上講，電機(jī)要經(jīng)過(guò)無(wú)限長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)態(tài)值nb ，實(shí)際上， 當(dāng)t = 4Tm 時(shí)，e = e = 0.0183 n = 0.9817nb，可以 近似認(rèn)為動(dòng)態(tài)過(guò)程結(jié)束。-4第28頁(yè)，共34頁(yè)，2022

8、年，5月20日，5點(diǎn)49分，星期五動(dòng)態(tài)過(guò)程的長(zhǎng)短，取決于機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm，而Tm又取決于GD 和R的大小。GD 越大表示拖動(dòng)系統(tǒng)的慣性越大，加速時(shí)間越長(zhǎng)；R越大，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩越小，加速時(shí)間越長(zhǎng)，啟動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)。22電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械特性和動(dòng)態(tài)特性之間存在著對(duì)應(yīng)關(guān)系。可以通過(guò)機(jī)械特性上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)來(lái)求動(dòng)態(tài)特性的初始值和穩(wěn)態(tài)值。 動(dòng)態(tài)過(guò)程中參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，則應(yīng)分段處理。例如：穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)的求法：n = f（Te）與 n = f（TL）的交點(diǎn)第29頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)49分，星期五3、制動(dòng)的過(guò)渡過(guò)程舉例：反接制動(dòng)過(guò)程第30頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)49分，星期五第31頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)49分，星期五第一章小結(jié)1、傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是由作用在軸上的所有轉(zhuǎn)矩的代數(shù)和決定的 運(yùn)動(dòng)方程式的實(shí)用表達(dá)式為：加速、減速、動(dòng)態(tài)、穩(wěn)態(tài)2、多軸系統(tǒng)要將轉(zhuǎn)矩與飛輪矩折算到電機(jī)軸上 3、用n Te 平面圖分析傳動(dòng)系統(tǒng) 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)、穩(wěn)定的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)、穩(wěn)定運(yùn)行的條件 4、他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 n =n0 、n、固有特性、額定轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)速降第32頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，5點(diǎn)49分，星期五5、調(diào)速 性能指標(biāo)：靜差率：s