电力拖动系统动力学(1)

平移运动 速度
电机转速
传动效率
平移运动—飞轮矩的折算
折算原则:折算前后的动能不变
折算到电机轴上的飞轮矩为：
GDL2g
365Ggvg2 nd2
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负载转矩和飞轮矩的折算
升降运动—负载转矩的折算 升降运动是建筑设备常见的运动
起重机拖动系统
对于升降运动，在进行转 矩折算时，其上升和下降 运动过程的转矩不同，传 动系统的效率也不同
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负载转矩和飞轮矩的折算
升降运动——负载转矩的折算
原则:折算前后的功率不变
电机
传动 机构
卷筒，半径R
提升重物时负载转矩的折算
升降速度
提升重物时，传动机构的损耗由电动机负担
TL
GzR i
1
c
重力
下放重物时，传动机 构的损耗由负载负担
TL
Gz i
R
c
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负载转矩和飞轮矩的折算
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负载转矩和飞轮矩的折算
等效单轴拖动系统的运动方程式
如何 等效
T
TL
GD2 375
dn dt
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负载转矩和飞轮矩的折算
旋转运动—负载转矩的折算
TL
等效原则：折算前后的功率不变
不考虑传动机构的损耗：TLTgg 1
Tg
2
折 算 转 矩TLTg gTn gn dgT ig
拖动系统组成
能量 转换
机械 传动
电源
提供 能源
电机
传动 机构
拖动 对象
控制 装置
控制电机的运 动方式
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绪论 电机与拖动的基本概念
电力拖动系统在建筑设备中的应用 空调系统中冷机组，冷却水泵，冷冻水泵， 空调机，风机盘
管中的风机 电梯中的曳引电机 给排水系统、消防系统中的水泵、消防系统中的卷帘 各类电风扇
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绪论 电机与拖动的基本概念
三、电机的调速 拖动对象的运动过程是变化的，即需要改变运动的
速度、方向等 通过控制手段改变电机的运动速度和方向是简便而
重要的方式 拖动的核心是调速，电机的调速是电机与拖动的重
要内容
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绪论 电机与拖动的基本概念
四、电路与磁路基本物理量对照
电路 电流 ： I（A） 电动势： E（V）
1 2J21 2G 4D g2260n2G 7D 14 2n 92
折算到电机轴上的负载飞轮矩
G D L 2G D 1 2G D 2 2i 1 2G D 3 2G D i4 2 1 2 iG 2 2D g 2
传动机构各轴折算到电动机轴上的飞轮矩为各轴上的飞轮矩
除以电动机与该轴的速比平方
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负载转矩和飞轮矩的折算
绪论 电机与拖动的基本概念
电力拖动 电力：以电能为动力能源 拖动：使物体运动 电力拖动：将电能转换为机械能实现使物体运动的方式 电能转换为机械能主要由电动机完成
电力拖动：电动机拖动生产机械运转的方式 电机与拖动是社会生活最常见的过程
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绪论 电机与拖动的基本概念
电机：将电能转换为机械能的设备，以电磁感应为基本原理 电机分类：不同的分类原则有不同的分类
提升传动效率与下放传动效率的关系 传动功率的损耗pc为：电机功率—负载功率，即：
p c G zR j G zR j G zR j(1 1 ) (上 升 时 )
c
c
p c G z R j G z R jc G z R j( 1 c )( 下 降 时 )
对于同一重物在提升和下放， 传动机构的损耗可以认为不变。
c
2
1
c
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负载转矩和飞轮矩的折算
升降运Hale Waihona Puke Baidu传动效率讨论
折算后拖动系统总飞轮矩 GD2GDd2GDL 2 G D 2
总飞轮矩估算公式
G
D
2 d
G
D
2 L
GD2 (1)GDd2 0.2~0.3
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负载转矩和飞轮矩的折算
平移运动—负载转矩的折算
折算原则:折算前后的功率不变
平移运动阻力
折算到电机轴上的转矩为：
TL
9.55 Fgvg
cnd
实际负载转矩 传动机构总转速比 i=i1 i2
考虑传动机构的传动效率：TL
Tg g
c
折 算 转 矩T LT c g gT cgn n g 编d辑 ppt T cg i
传动机构总效率
c=1 2
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负载转矩和飞轮矩的折算
旋转运动—飞轮矩的折算
折算原则:折算前后的动能不变
G
D
2 L
旋转物体的动能(J):
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第1章 电力拖动系统动力学
电力拖动系统的运动方程式 运动方程式是运动过程的物理模型，是运动过程 的力学表征 电力拖动系统的运动方程式描述旋转运动的力学 关系，即牛顿力学定律在旋转运动过程的应用 旋转运动中一般采用“转矩”和“角速度”描述 力矩和速度
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电力拖动系统的运动方程式
电机分类
电源性质分类
功能性质分类
运动方式分类 旋转磁场分类
直 交 发 电 变 控 静止的 运动的
流 流 电 动压制
电 电 机 机器电
机机
机
变 电发
压 动电
器 机机
同异 步步 电电 机机
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2
绪论 电机与拖动的基本概念
二、拖动系统
使物体运动不仅需要动力，还需要具有适当的控制方式和机 械传动系统
单轴旋转拖动系统的运动方程式
根据旋转运动的牛顿第二定律电力
拖动系统的运动方程式：
T
TL
J
d dt
飞轮转矩
转动惯量： J m2 GD2
4g
转速n： 2 n 60
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转速 电磁转矩
负载转矩
T
TL
GD2 375
dn dt
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电力拖动系统的运动方程式
电力拖动系统的运动状态 GD2 dn
T TL 375 dt 1、系统加速：当TTL时，ddnt 0
电阻R：R l （Ω） S
欧姆定律： I E R
电压降：U=IR
磁路
磁通：Φ（Wb）
磁势：F（安匝）
磁阻Rm ：R m
l S
磁通： F Rm
磁压降：F=ΦRm
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（Wb）
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绪论 电机与拖动的基本概念
五、关于本课程 主要介绍直流电机、交流异步电机和同步电机 了解上述电机的基本原理和结构特点 熟悉和掌握上述电机的调速特性和调速原理 拖动系统与建筑节能密切相关
转速 电磁转矩
负载转矩
2、系统减速：当TTL时，ddnt 0 3、系统稳速运动：当TTL时，ddnt 0
动态转矩或加速转
矩（T－TL）
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负载转矩和飞轮矩的折算
多轴旋转拖动系统
电机与负载之间具 有减速机构，即不 是同轴直接传递
多轴旋转拖动系统的运 动方程式需要进行转矩 折算等效为单轴系统