电力拖动基础总结.ppt
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1、2019/7/15,1,电力拖动基础总结,杜少武,2019/7/15,2,第一章 电力拖动系统的动力学基础,运动方程式,单位为kg m2,旋转运动,转动惯量,直线运动,式中:GD2 = 4gJ 称为飞轮惯量(N m2 )。,2019/7/15,3,第一章 电力拖动系统的动力学基础,运动方程式中转矩的符号 运动方程式的一般形式,规定某一转动方向为参考(正)方向, 电磁转矩T :与参考方向一致取正,反之取负; 阻转矩Tz :与参考方向一致取负,反之取正。,2019/7/15,4,第一章 电力拖动系统的动力学基础,工作机构转矩、力、飞轮矩和质量的折算 工作机构转矩T的折算 折算的原则是系统的传送功率
2、不变,传动机构与工作机构飞轮惯量折算 折算的原则是转动惯量JZ中及质量mZ 中储存的动能相等,2019/7/15,5,第一章 电力拖动系统的动力学基础,生产机械的负载转矩特性 定义: 在运动方程式中,阻转矩(或称负载转矩)Tz 与转速n 的关系 Tz=f (n) 即为生产机械的负载转矩特性。 分类 大多数生产机械的负载转矩特性可归纳为三种类型:恒转矩负载、风机负载、恒功率负载。,2019/7/15,6,第二章 直流电动机的电力拖动,他励直流电动机的机械特性 机械特性方程式 直流电动机的几个基本方程式,机械特性方程式,2019/7/15,7,第二章 直流电动机的电力拖动,他励直流电动机的机械特性
3、 固有机械特性与人为机械特性,2019/7/15,8,第二章 直流电动机的电力拖动,他励直流电动机的起动 直流电动机起动时的过渡过程,2019/7/15,9,第二章 直流电动机的电力拖动,他励直流电动机的制动 分类 机械制动 电磁制动器,即机械抱闸; 电气制动 能耗制动、反接制动、回馈制动(再生制动),能耗制动,2019/7/15,10,第二章 直流电动机的电力拖动,他励直流电动机的制动,能耗制动,2019/7/15,11,第二章 直流电动机的电力拖动,他励直流电动机的制动,反接制动转速反向的反接制动,2019/7/15,12,第二章 直流电动机的电力拖动,他励直流电动机的制动,反接制动电枢反
4、接的反接制动,2019/7/15,13,第二章 直流电动机的电力拖动,他励直流电动机的制动,反接制动电枢反接时反接制动的过渡过程,2019/7/15,14,第二章 直流电动机的电力拖动,他励直流电动机的制动,回馈制动,位能负载拖动电动机,他励电动机改变电枢电压调速,2019/7/15,15,第二章 直流电动机的电力拖动,他励直流电动机的调速,调速方法机械、电气、机械电器配合,电气方法改变电枢供电电压、改变励磁、改变电枢回路电阻,2019/7/15,16,第二章 直流电动机的电力拖动,他励直流电动机的调速,调速时的技术指标,调速范围D,静差率d(或称相对稳定性),调速范围D与静差率d之间的关系,
5、平滑性,调速时的容许输出 容许输出是指电动机在得到充分利用的情况下,在调速过程中轴上所能输出的功率和转矩,2019/7/15,17,第二章 直流电动机的电力拖动,过渡过程能量损耗,空载起动,空载能耗制动,空载反接制动,空载反转过程,减少过渡过程能量损耗方法 减少系统动能储存量JW0/2 电枢设计成细而长的形状 采用双电动机拖动 合理选择起、制动方式 起动时,逐级改变加在电动机上的电压 制动时,若不能采用回馈制动应尽量采用能耗制动,2019/7/15,18,第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态,三相异步电动机机械特性的三种表达式,物理表达式,2019/7/15,19,第三章 三相异步电
6、动机的机械特性及各种运转状态,三相异步电动机机械特性的三种表达式,参数表达式,通常,2019/7/15,20,第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态,三相异步电动机机械特性的三种表达式,实用表达式,忽略R1,则,2019/7/15,21,第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态,三相异步电动机固有机械特性与人为机械特性,固有机械特性,几个特殊运行点,1)起始点A,特点:n = 0(s = 1),T = Tst,I1st=(47)IN; 2)额定工作点B ,特点:n = nN(s=sN),T = TN,I1 = IN ; 3)同步转速点H ,特点:n= n0(s = 0),T=0,
7、I1 = I0 ; 4)最大转矩点P和P 电动状态最大转矩点P,特点:T=Tm,s = sm,对应书中式(10-16) 、(10-17) 中的正号; 回馈制动最大转矩点P,特点:T=Tm,s= sm,对应书中式(10-16) 、(10-17) 中的负号。,2019/7/15,22,第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态,三相异步电动机固有机械特性与人为机械特性,人为机械特性,降低 Ux时的人为机械特性,当降低Ux时,Tm,Tst与Ux2成正比,sm与Ux无关。,2019/7/15,23,第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态,三相异步电动机固有机械特性与人为机械特性,人为机械特
8、性,转子回路串联对称电阻时的人为机械特性,R2增大时,n0, Tm不变,sm增大,Tst一开始增大,当增大到Tst=Tm后Tst开始减小。,2019/7/15,24,第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态,三相异步电动机固有机械特性与人为机械特性,人为机械特性,定子回路串联对称电抗时的人为机械特性,X1增大时,n0不变,Tm 、sm、Tst随X1的增大而减小。,2019/7/15,25,第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态,三相异步电动机固有机械特性与人为机械特性,人为机械特性,定子回路串联对称电阻时的人为机械特性,R1增大时,n0不变,Tm 、sm、Tst随X1的增大而减小
9、,与定子回路串对称电抗相似。,2019/7/15,26,第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态,三相异步电动机固有机械特性与人为机械特性,人为机械特性,转子回路接入并联电抗时的人为机械特性,起动初期,转子频率相当大,电抗器的感抗Xst=2psf1Lst较大,转子电流的大部分将流过电阻Rst,这时相当于转子串电阻起动。随着起动过程的进行,sf1或Xst越来越小,起动结束时, Xst很小,几乎将Rst短接。,2019/7/15,27,第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态,三相异步电动机各种运转状态,电动运转状态,电动运转状态的特点是电动机转矩的方向与旋转的方向相同,机械特性落在第
10、一与第三象限。 电动状态时,电动机从电网吸收电能,转换成机械能带动负载。,2019/7/15,28,第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态,三相异步电动机各种运转状态,制动运转状态,这时,nn0,转差率s为:,回馈制动,2019/7/15,29,第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态,三相异步电动机各种运转状态,制动运转状态,这时转差率s为:,反接制动转速反向的反接制动,2019/7/15,30,第三章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态,三相异步电动机各种运转状态,这时转差率s为:,反接制动定子两相反接的反接制动,制动运转状态,2019/7/15,31,第三章 三相异步电
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