电气传动精品课件

1、电气传动第1页，共34页，2022年，5月20日，5点49分，星期五 直流可调电源途径： 旋转发电机组 静止电力电子器件半控器件相位控制电源全空器件脉宽调制电源2、本课程主要研究内容： 电气传动的基础 晶闸管电动机传动系统 闭环控制的传动系统 闭环控制系统调节器的设计 （5）异步电动机变频调速 （6）其它交流调速系统第2页，共34页，2022年，5月20日，5点49分，星期五3、参考书(1)廖晓钟编，电力电子技术与电气传动，北京理工大学出版社(2)陈伯时 陈敏逊编，交流调速系统，机械工业出版社(3)李 夙编，异步电动机直接转矩控制，机械工业出版社 4、要求： 认真听课，课后复习，课程的关联性较

2、大。 该课是后续课的基础。5、考试： 闭卷 成绩：卷面成绩 平时成绩(作业、测验) 第3页，共34页，2022年，5月20日，5点49分，星期五第一章 电气传动基础 电气传动 直流电气传动 交流电气传动第一节 电气传动的动力学基础一、基本运动方程式 1、方程式推导 Td - TL = d(J )/dt第4页，共34页，2022年，5月20日，5点49分，星期五Te= To + Td忽略To、则：Te-TL= d(J )/dt = J d/dt + dJ/dt （1-1） 式中 Te 电动机的电磁转矩（NM） TL 负载转矩 （NM） J 总转动惯量 （Kgm） 电动机的角速度 （rad/s)

3、总转动惯量为常数时，式（1-1）可简化为： Te-TL = J d/dt （1-2）第5页，共34页，2022年，5月20日，5点49分，星期五含义：电气传动系统的运动状态是由作用在轴上的所有转矩 的代数和决定的。 飞轮矩 GD和转动惯量J的关系式中， ,D 惯性半径与直径 m 旋转部分的质量 G 旋转部分的重量 g 重力加速度 转速 n ：r/min 角速度 ：rad/s则， = 2n/60将 = 2n/60 , 代入（1-2）式（1-3）第6页，共34页，2022年，5月20日，5点49分，星期五（1-4）375是具有加速度量纲的数， 式（1-4）是实用表达式。2、动态、稳态的概念 由式（

4、1-2）：当TeTL， 0, 系统加速 当TeTL， 0, 系统减速TeTL时，系统处于加速或减速的运动状态叫动态。Te=TL时，系统以恒速运行，叫稳态。稳态时，电机的电磁转矩由负载转矩决定。3、Te、TL符号的规定：轴端图：nTe(+)Te (-)nTL(-)TL(+)第7页，共34页，2022年，5月20日，5点49分，星期五二、转矩、飞轮矩的折算 多轴系统介绍 针对多轴系统需对惯量及转矩进行折算， 折算到同一根轴上，才能用运动方程式。第8页，共34页，2022年，5月20日，5点49分，星期五1、转矩的折算按照能量守恒定律，折算后负载功率等于原负载功率减去传动的损耗。其中：Te ，dn/

5、dt 0减速到 na 加速到 na - n ， TL 0第12页，共34页，2022年，5月20日，5点49分，星期五 稳定条件： 特性 Te（n） 和 TL（n）有交点，并且在该交点对应的转速之上保证TL Te ，而在该交点对应的转速之下要求TL -n 0时，E U ，I 变成正，而电源仍是反接，所以 电流流入电源正端，电动机具有发电并向电源回馈的性质。此时， Te 为正，n 为负制动状态。 降压过程中出现 E U， I 反向，流入电源正端，且Te 为负， n 为正制动状态。4、电机运行状态小结 机械特性通式 、 象限，n 与 Te 同向，电动 、 象限，n 与 Te 反向，制动 制动状态特

6、点： n n0，再生发电制动 n0 = 0， 能耗制动 n 与 n0 反向，反接制动第25页，共34页，2022年，5月20日，5点49分，星期五制动时，电机转为发电机运行，将动能或位能 电能 电阻发热或回馈电网。 例1-2: P.21五、直流他励电动机传动的动态特性 过渡过程 动态特性1、 动态特性的数学分析 运动方程式： 机械特性方程：（1-21）将（1-20）代入 （1-21）得：（1-20）22（1-22）第26页，共34页，2022年，5月20日，5点49分，星期五当 Te =TL 时，稳态电流为Is， 稳态转速是ns , 即：并令：动态过程的机电时间常数则（1-22）可以写成：（1

7、-23）设 t = 0 时,电动机初始转速为nini，初始电流为Iini。解微分方程式（1-23）可得：（1-24）同样可推得： （1-26） （1-27）2第27页，共34页，2022年，5月20日，5点49分，星期五 初始值、稳态值、机电时间常数为描述动态过程的三要素。2、启动的动态特性 讨论串一级电阻的起动过程初始值：nini = na = 0稳态值：ns = nb 机电常数：Tm=分析： 理论上讲，电机要经过无限长时间才能达到稳态值nb ，实际上， 当t = 4Tm 时，e = e = 0.0183 n = 0.9817nb，可以 近似认为动态过程结束。-4第28页，共34页，2022

8、年，5月20日，5点49分，星期五动态过程的长短，取决于机电时间常数Tm，而Tm又取决于GD 和R的大小。GD 越大表示拖动系统的惯性越大，加速时间越长；R越大，电动机产生的启动电流和启动转矩越小，加速时间越长，启动时间越长。22电气传动系统的机械特性和动态特性之间存在着对应关系。可以通过机械特性上对应的点来求动态特性的初始值和稳态值。 动态过程中参数发生变化时，则应分段处理。例如：稳态工作点的求法：n = f（Te）与 n = f（TL）的交点第29页，共34页，2022年，5月20日，5点49分，星期五3、制动的过渡过程举例：反接制动过程第30页，共34页，2022年，5月20日，5点49分，星期五第31页，共34页，2022年，5月20日，5点49分，星期五第一章小结1、传动系统的运动状态是由作用在轴上的所有转矩的代数和决定的 运动方程式的实用表达式为：加速、减速、动态、稳态2、多轴系统要将转矩与飞轮矩折算到电机轴上 3、用n Te 平面图分析传动系统 稳态运行点、稳定的稳态运行点、稳定运行的条件 4、他励电动机的机械特性 n =n0 、n、固有特性、额定转速、额定转速降第32页，共34页，2022年，5月20日，5点49分，星期五5、调速 性能指标：静差率：s