电力拖动系统的组成与分类

拖动:原动机带动生产机械运动。

电力拖动:用电动机作为原动机的拖动方式。

一、电力拖动系统的组成

1. 电力拖动系统的优点

(1) 电能易于生产、传输、分配。

(2) 电动机类型多、规格全,具有各种特性,能 满足各种生产机械的不同要求。

(3) 电动机损耗小、效率高、具有较大的短时 过载能力。

(4) 电力拖动系统容易控制、操作简单、 便于实现自动化。

2. 应用举例

精密机床、重型铣床、 初轧机、 高速冷轧机、高速造纸机、风机、水泵

二、典型的电力拖动系统

1. 单轴旋转系统

2. 多轴旋转系统

3. 多轴旋转运动加平移运动系统

4. 多轴旋转运动加升降运动系统

电力拖动系统的运动方程式

一、单轴电力拖动系统的运动方程

电动状态时, Te>0,n>0,TL>0 。

制动状态下放重物时,Te>0,n<0,TL>0 。

转换一下:

当 Te>TL 时, → dn/ d t >0 →n加速的暂态过程。

当 Te = TL 时,→ dn /d t = 0 稳定运行。

当 Te<TL 时, →dn /d t <0 →n减速的暂态过程。

单轴电力拖动系统的功率平衡方程:

Ω 和 n 不能突变,因为不可能有无穷大的功率。

电力拖动系统的负载特性

负载的转矩特性: n = f (TL )

转速和转矩的参考方向:

一、恒转矩负载特性

1. 反抗性恒转矩负载

由摩擦力产生的。

当 n>0, TL>0。 当 n< 0,TL<0。

如机床平移机构、 压延设备等。

2. 位能性恒转矩负载

由重力作用产生的。

当 n > 0 , TL > 0 。 当 n < 0 , TL > 0 。

如起重机的提升机构 和矿井卷扬机等。

二、恒功率负载特性

TL* n = 常数。

如机床的主轴系统等

三、 通风机负载特性

TL 的方向始终与 n 的方向相反。

如通风机、水泵、油泵等。

电力拖动系统的稳定运行条件

工作点: 在电动机的机械特性与负载 的机械特性的交点上。

稳定运行的充分条件:

电动机的自适应负载能力

动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动 调整这种能力称为自适应负载能力。

自适应负载能力是电动机区别于其他动力机械的重要特点。 如:柴油机当负载增加时,必 须由操作者加大油门,才能带动 新的负载。

电力拖动系统的调速

一、调速的基本概念

1. 无级调速和有级调速

无级调速:电动机的转速可以平滑地调节。 有级调速:电动机的转速只有有限的几种。

2. 恒转矩调速和恒功率凋速

电动机在不同转速下满载运行时: 如果允许输出的转矩相同,则为恒转矩调速。 如果允许输出的功率相同,则为恒功率调速。

3. 向上调速和向下调速

向上调速:使转速向基速以上调节。 向下调速:使转速向基速以下调节。

二、调速系统的主要性能指标

1. 调速范围

2. 静差率

越小,电动机的相对稳定性就越高

D、δ、 的关系 ( = nmax)

3. 调速的平滑性——平滑系数

= 1 时为无级调速,调速的平滑性最好。

4. 调速的经济性

用调速系统的设备投资、调速运行中的能量 损耗及设备维修费用等来衡量。