电气传动的特点

1、2021-12-29电气传动的发展12.4电传动的主要特点电传动的主要特点 2021-12-29电气传动的发展2电传动的定义电传动的定义 l电传动技术是指用电动机把电能转换成机电传动技术是指用电动机把电能转换成机械能的技术械能的技术电磁铁电磁铁电动机电动机2021-12-29电气传动的发展3电传动电传动 l电动机通过压缩机、泵等改变成流体动力电动机通过压缩机、泵等改变成流体动力去驱动各种机械工作去驱动各种机械工作l电不仅用作动力，也宜用作控制电不仅用作动力，也宜用作控制l电气传动系统包括三部分：电气传动系统包括三部分：控制部分、功控制部分、功率部分、电动机。率部分、电动机。2021-12-29

2、电气传动的发展4 电传动的特点相同重量下的输出力1效率2速度刚度，调速，与响应速度32021-12-29电气传动的发展5相同重量下的输出力 l指执行机构如发电机，电动机，液压及气指执行机构如发电机，电动机，液压及气动泵的功率与重量比动泵的功率与重量比 ，即功率密度即功率密度l流体式电传动流体式电传动l问题？问题？ 2021-12-29电气传动的发展6相同重量下的输出力 以整个系统为研究对象液压站液压站 因为液压就必须有液压站 液压站的重量和体积大2021-12-29电气传动的发展7相同重量下的输出力 以整个系统为研究对象气动：压缩机气动：压缩机电传动：集中供电，规模生产成本低电传动：集中供电，

3、规模生产成本低最大功率：液压最大功率：液压300KW 发电机发电机-电动机系统电动机系统2240kW结论结论从系统和最大功率的角度，电传动从系统和最大功率的角度，电传动在相同重量下的输出力是有优势的在相同重量下的输出力是有优势的2021-12-29电气传动的发展8效率 l机械效率为0.40.97，电气效率为0.60.95，液压效率为0.30.6，气动效率为0.150.2，机械电气液压气动结论结论2021-12-29电气传动的发展9调速调速 直流电动机的转速直流电动机的转速n的表达式为：的表达式为：式中式中: Ua 电动机电枢两端的电压；电动机电枢两端的电压； Ia 电动机电枢回路电流；电动机电

4、枢回路电流； R 电动机回路电阻；电动机回路电阻； Ke 电动机电势常数；电动机电势常数； 电动机励磁磁通。电动机励磁磁通。eaaKRIUn U R 影响因素影响因素2021-12-29电气传动的发展10直流电动机的调速直流电动机的调速（1）调阻调速l工作条件：工作条件： 保持励磁保持励磁 = = NN ； 保持电压保持电压 U =UU =UN N ；l调节过程：调节过程： 增加电阻增加电阻 R Ra a R R R R n n ，n n0 0不变；不变；l调速特性：调速特性： 转速下降，机械特性曲转速下降，机械特性曲线变软。线变软。2021-12-29电气传动的发展11直流电动机的调速直流电

5、动机的调速（2）调压调速l工作条件：工作条件： 保持励磁保持励磁 = = N N ； 保持电阻保持电阻 R = RR = Ra al调节过程：调节过程： 改变电压改变电压 U UNN U U U U n n ， n n0 0 l调速特性：调速特性： 转速下降，机械特性曲转速下降，机械特性曲线平行下移。线平行下移。2021-12-29电气传动的发展12直流电动机的调速直流电动机的调速（3）调磁调速l工作条件：工作条件：l 保持电压保持电压 U =UU =UNN ；l 保持电阻保持电阻 R = R R = R a a ；l调节过程：调节过程：l 减小励磁减小励磁 NN l n n ， n n0 0

6、 l调速特性：调速特性：l 转速上升，机械特性转速上升，机械特性曲线变软。曲线变软。nn0OTeTL N 1 2 3nNn1n2n32021-12-29电气传动的发展13直流电动机的调速直流电动机的调速(1)(1)电枢回路串电阻调速电枢回路串电阻调速特点：特点： 损耗较大、损耗较大、有级有级调速调速，机械特性，机械特性较软。较软。(2)(2)弱磁调弱磁调速速 特点：特点： 调速范围小调速范围小(3)(3)变电枢电压调速变电枢电压调速特点：特点： 机械特性上下平移、机械特性上下平移、可平滑地调节转速可平滑地调节转速n，但只能降压调速。但只能降压调速。是主是主要的调速方式。要的调速方式。 T=Cm

7、Ia2021-12-29电气传动的发展14直流电动机的调速直流电动机的调速l对于要求大范围平滑调速的直流电气传动系统对于要求大范围平滑调速的直流电气传动系统来说来说,调压调速方式最好调压调速方式最好。l工程上，常将调压与调磁相结合，可以扩大调速范围2021-12-29电气传动的发展15发电机-电动机速度控制系统图G 发电机发电机M 电动机电动机eaaKRIUnR、U三个因素三个因素R不变不变2021-12-29电气传动的发展16发电机-电动机速度控制系统图G 发电机发电机M 电动机电动机nU EEn/t等速驱动等速驱动结论结论电动机的转速靠放大器来改变发电机的励电动机的转速靠放大器来改变发电机

8、的励磁电流进行控制磁电流进行控制。2021-12-29电气传动的发展17发电机-电动机速度控制系统图i: 速度所需点位速度所需点位0: 输出（测量）速度点位输出（测量）速度点位: 输出误差点位输出误差点位采用闭环控制，可以将转速控制在设定转速的1%以内结论结论2021-12-29电气传动的发展18装甲车电传动方案一装甲车电传动方案一双侧电机驱动双侧电机驱动转向转向2021-12-29电气传动的发展19装甲车电传动方案二装甲车电传动方案二横轴式电传动发动机发动机发电机发电机牵引电动机牵引电动机左右车轮左右车轮供电传动轴2021-12-29电气传动的发展20新型电磁耦合传动功率流：功率流：M1（机

9、（机-电）电） K（交（交-直直-交）交） M2（电（电-机）机）H：电磁滑差耦合器离合器：电磁滑差耦合器离合器问题：传递功率低问题：传递功率低采用电磁调速的电动机，轴伸端采用电磁调速的电动机，轴伸端与负载之间通过电磁离合器联结与负载之间通过电磁离合器联结2021-12-29电气传动的发展21直流斩波器调压调速直流斩波器调压调速（ b) 电 压 波 形sU0TutontdUVT强 迫 关 断 电 路MVDsU+-+-（ a） 原 理 图VT 三极管三极管VD二极管二极管VT工作于开关状态。工作于开关状态。VT通时，通时，U加到加到M；VT断断时，时，U与与M断开断开原理原理2021-12-29电气传动的发展22直流斩波器调压调速直流斩波器调压调速（ b) 电 压 波 形sU0TutontdUVT强 迫 关 断 电 路MVDsU+-+-（ a） 原 理 图VT 三极管三极管VD二极管二极管二级管作用？二级管作用？续流续流2021-12-29电气传动的发展23电传动特点电传动特点 电传动调速可用闭环达到其所要求的精度 机械及流体无级调速没法通过自身进行闭环控制，必须借助电控，因而使