您当前的位置:五五电子网电子知识变频技术变频器基础电力拖动基础--电力拖动系统动力学 正文
电力拖动基础--电力拖动系统动力学

电力拖动基础--电力拖动系统动力学

点击数:7768 次   录入时间:03-04 11:49:09   整理:http://www.55dianzi.com   变频器基础

教学目标

v 掌握拖动系统的运动方程式:

    v 理解该方程的推导过程,明确电动机输出转矩以及负载转矩的正方向规定,熟悉该方程的使用条件,并且能够运用它来分析工程实际中各种电力拖动系统的各种运行状态。

    v 掌握工作机构转矩、飞轮转矩的折算。

    v 熟悉生产机械的负载转矩特性:恒转矩负载、泵类负载、恒功率负载

    v 掌握电力拖动系统稳定运行的条件

1.1 力拖动系统转动方程式

    电动机转轴与生产机械的工作机构直接相连,工作机构是电动机的负载,这种简单系统称为单轴电力系统,电动机与负载一个轴、同一转速。

在上述正方向规定中,若转速、电磁转矩、负载转矩都为正值,那么电磁转矩是拖动性质的转矩,负载转矩是制动性质的转矩。

    

1.2 多轴电力拖动系统的简化

    为了简化多轴系统的分析计算,通常把负载转矩与系统飞轮矩折算到电动机轴上来,变多轴系统为单轴系统,列写一个转动方程式进行计算,其结果与联立求解多个方程式的结果完全一样。

    折算的原则是:保持系统的功率传递关系及系统的贮存动能不变。分析计算该系统时,首先就要从已知的实际负载转矩 T f 求出等效的负载转矩 T F ,称为负载转矩的折算,从已知的各转轴上的飞轮矩求出系统的总飞轮矩 , 称为系统飞轮矩的折算。

    

         

1.3 负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件

o 恒转矩负载的转矩特性

反抗性恒转矩负载

    特点:工作机构转矩的绝对值大小是恒定不变的,转矩的性质是阻碍运动的制动性转矩。

    皮带运输机、轧钢机、机床的刀架平移和行走机构等由摩擦力产生转矩的机械,都是反抗性恒转矩负载。

位能性恒转矩负载

    特点:工作机构的转矩绝对值大小是恒定的,而且方向不变。

    起重机提升下放重物就属于这个类型。

泵类负载的转矩特性

    水泵、油泵、通风机和螺旋桨等,其转矩的大小与转速的平方成正比

o 恒功率负载的转矩特性

    车床进行切削时,具体到每次切削的切削转矩都属恒转矩负载。但是当我们考虑精加工时,需要较小吃刀量和较高速度;粗加工时,需要较大吃刀量和较低速度。这种要求,体现为负载的转速与转矩之积为常数,即机械功率,我们称之为恒功率负载。轧钢机轧制钢板时,工件小需要高速度低转矩;工件大需要低速度高转矩,这种工艺要求也是恒功率负载。

    以上所述恒转矩负载、泵类负载及恒功率负载都是从实际各种负载中概括出来的典型的负载型式,实际上的负载可能是以某种典型为主、或某几种典型的结合。例如通风机,主要是泵类负载特性,但是轴承摩擦又是反抗性的恒转矩负载特性,只是运行时后者数值较小而已。再例如起重机在提升和下放重物时,一般主要是位能性恒转转矩负载。

 

电力拖动系统稳定运行的条件

    从电力拖动系统转动方程式知道,系统稳定运行即恒速不变的必要条件是动转矩为零。

    从转动方程分析,电力拖动系统运行在工作点上,就是稳定运行状态。但是,实际运行的电力拖动系统,经常会出现一些小的干扰,比如电源电压或负载转矩波动等。这样就存在下面的问题: 系统在工作点上稳定运行时,将突然出现了干扰,该系统是否仍能够稳定运行?待干扰消失后,该系统是否能够回到原来工作点上继续稳定运行?

    干扰:电源电压向下波动

    电磁过渡过程:电源电压突然降低了,电动机中各电磁量的平衡关系被破坏,转子电流大小要改变,电磁转矩也要改变,电动机的机械特性发生变化。由于转子回路有电感存在,变化有个过程。

    机械过渡过程:由于电动机机械特性发生改变,电动机电磁转矩变化, A 点的转矩平衡关系被破坏,系统转速要改变。因飞轮矩的存在,转速的变化有个过渡过程。

    从上面对于稳定运行与否的分析看出,电力拖动系统在电动机与负载两条机械特性的交点上,并不一定都能够稳定运行,也就是说, T=T L 仅仅是系统稳定运行的一个必要条件还不是充分条件。要想稳定运行,还需要电动机与负载两条机械特性在交点 T=T L 处配合得好。对于一个电力拖动系统,稳定运行的充分必要条件是: T=T L 。

      

      

 


本文关键字:动力学  变频器基础变频技术 - 变频器基础