電氣傳動與調速系統(tǒng)

~開放遠程課堂~電氣傳動與調速系統(tǒng)主講：鄧肖粵dengxy@：446546946江廣播電視大學June22緒論1.電能在國民經(jīng)濟中的運用2.電能的廣泛運用和電機有著嚴密的關系3.電氣傳動系統(tǒng)是以電動機作為原動機驅動消費機械的系統(tǒng)4.電氣傳動系統(tǒng)的開展5.電氣傳動與調速系統(tǒng)的分類和特點6.本課程的性質、內容及義務7.課程的導學緒論1.電能在國民經(jīng)濟中的運用電能與其它能源相比具有的優(yōu)點：宜大量消費、集中管理、遠間隔傳輸、自動控制，并且更環(huán)保。機械能電能遠間隔傳送發(fā)電機機械能消費機械電動機2.電能的廣泛運用和電機有著嚴密的關系緒論3.電氣傳動系統(tǒng)是以電動機作為原動機驅動消費機械的系統(tǒng)。經(jīng)過對電動機的控制，實現(xiàn)消費機械的起動、停頓、速度調理等功能。消費機械電動機UfTMωTL電氣傳動系統(tǒng)的主要特征功率范圍極大：幾毫瓦10-3至幾百兆瓦108調速范圍極寬：每分鐘幾轉至每分鐘幾十萬轉運用范圍極廣：適用于各種負載緒論4.電氣傳動系統(tǒng)的開展1〕繼電器-接觸器控制：20世紀50年代；2〕電子控制：電力電子器件發(fā)明后，出現(xiàn)了模擬控制和數(shù)字控制；3〕計算機控制：以微處置器為中心的數(shù)字控制已成為現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)中控制器的主要方式。緒論電氣傳動調速系統(tǒng)的開展得益于電力電子技術的提高和開展。電力電子元件的開展：1957年晶閘管(SCR)第一代整流器時代1980年大功晶體管(GTR)可關斷晶閘管(GTO)第二代逆變器時代1990年絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)電力場效應管(P-MOSFET)第三代變頻時代如今我們正步入智能化時代……緒論5.電氣傳動與調速系統(tǒng)的分類和特點直流電動機：調速性能和轉矩控制性能好。但有電刷換向器，工藝復雜、本錢高、維護費事、單機容量和轉速受限制。交流電動機：構造簡單、價錢低、運轉可靠、維護方便、效率高。但早期其調速性能和轉矩控制性能不夠理想，大多用于恒速系統(tǒng)。隨著新技術的開展，交流電氣傳動除了性能構造上的優(yōu)勢，在調速性能方面也完全可以和直流系統(tǒng)媲美。緒論6.本課程的性質、內容及義務性質：“電氣傳動與調速系統(tǒng)〞是機械設計制造及自動化專業(yè)的一門選修課。內容：動力學根底，直流電動機、交流電動機的各種特性，電動機的選擇，常用電力電子開關元件，直流調速控制系統(tǒng)，異步電動機調速控制系統(tǒng)，同步電動機變壓變頻調速系統(tǒng)。義務：了解電氣傳動的根本知識，掌握直流、交流電動機以及電力電子開關的任務原理、運用和選擇方法，掌握常用的電動機速度控制系統(tǒng)的任務原理、特點、性能及運用。緒論課程導學電氣傳動系統(tǒng)力學根底直流電動機的傳動特性交流電動機的傳動特性電動機的選擇無換向器電動機調速控制系統(tǒng)常用電力電子開關元件直流調速控制系統(tǒng)交流調速控制系統(tǒng)~電氣傳動與調速系統(tǒng)~第1章電氣傳動系統(tǒng)動力學根底主講：鄧肖粵dengxy@：446546946：88061192浙江廣播電視大學June22第1章電氣傳動系統(tǒng)動力學根底本章導學經(jīng)過本課程的學習我們要掌握電氣傳動系統(tǒng)中的電動機的速度控制的動力學問題。消費機械電動機TMωTL單軸系統(tǒng)轉速ω是由TM、TL和J決議的，它們之間的關系可以用旋轉系統(tǒng)的牛頓第二定律來表示。第1章導學電氣傳動系統(tǒng)轉速ω是在一定范圍內變化的，要處理整個消費過程中的速度問題，必需從負載的機械特性出發(fā)，同時要思索電動機的機械特性與負載的機械特性的關系。消費機械電動機TMωTL第1章導學主要內容1．電氣傳動系統(tǒng)的動力學方程式；2．幾種典型的負載機械特性；3．電氣傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉條件。第1章導學學習重點及教學要求1．掌握電氣傳動系統(tǒng)的動力學方程式及其含義；2．熟習電氣傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運轉的條件，熟習幾種典型的負載機械特性。1.1電氣傳動系統(tǒng)的動力學方程式單軸電氣傳動的動力學方程式為：消費機械電動機TMωTL工程計算用n替代ω、GD2替代J，有：1.1電氣傳動系統(tǒng)的動力學方程式TM-TL為動轉矩。TM-TL=0系統(tǒng)處于恒轉速運轉的穩(wěn)態(tài)；TM-TL>0系統(tǒng)處于加速運轉過程；TM-TL<0系統(tǒng)處于減速運轉過程。TM(+)n(+)TL(+)軸端圖1.3負載的機械特性典型的負載機械特性有：恒轉矩型機械特性；離心式通風機型機械特性；恒功率型機械特性；直線型機械特性。1.3.1恒轉矩型機械特性消費機械的負載轉矩與轉速無關的特性1.對抗性恒轉矩機械特性nTLnTL負載轉矩由摩擦力產(chǎn)生，其特點：大小恒定〔與n無關〕；作用方向與運動方向相反。TLn01.3.1恒轉矩型機械特性2.位能性恒轉矩機械特性nTLTLn0提升時：n>0,TL>0制動轉矩下放時：n<0,TL>0拖動轉矩TLn0TT思索損耗ΔT1.3.2離心式通風型機械特性負載轉矩的大小根本與轉速的平方成正比，既TL=Cn2又稱泵類負載機械特性。TLn12TL00思索軸上的摩擦轉矩，實踐通風機的機械特性應為：TL=TL0+Cn2如虛線所示。1.3.3恒功率型機械特性負載轉矩的大小根本上與轉速成反比，既TL=K/n負載功率：TLn01.3.4直線型機械特性負載轉矩與轉速成正比地增大TLn02.3.2電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運轉的條件消費機械電動機TnTL系統(tǒng)穩(wěn)定運轉的必要條件：n不變，T=TL但不充分。電動機軸的T與n關系就是電動機的機械特性。Tn0TLn0A負載轉矩特性電動機機械特性2.3.2電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運轉的條件當有干擾時，系統(tǒng)能否穩(wěn)定？當干擾消逝后，能否回到原來的穩(wěn)定形狀？TBTA'TCBTn0n0ATAA'C2.3.2電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運轉的條件系統(tǒng)不穩(wěn)定舉例TBTATn0An0B2.