1、電氣傳動第1頁，共34頁，2022年，5月20日，5點49分，星期五 直流可調(diào)電源途徑： 旋轉(zhuǎn)發(fā)電機組 靜止電力電子器件半控器件相位控制電源全空器件脈寬調(diào)制電源2、本課程主要研究內(nèi)容： 電氣傳動的基礎(chǔ) 晶閘管電動機傳動系統(tǒng) 閉環(huán)控制的傳動系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的設(shè)計 （5）異步電動機變頻調(diào)速 （6）其它交流調(diào)速系統(tǒng)第2頁，共34頁，2022年，5月20日，5點49分，星期五3、參考書(1)廖曉鐘編，電力電子技術(shù)與電氣傳動，北京理工大學(xué)出版社(2)陳伯時 陳敏遜編，交流調(diào)速系統(tǒng)，機械工業(yè)出版社(3)李 夙編，異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制，機械工業(yè)出版社 4、要求： 認真聽課，課后復(fù)習(xí)，課程的關(guān)聯(lián)性較

2、大。 該課是后續(xù)課的基礎(chǔ)。5、考試： 閉卷 成績：卷面成績 平時成績(作業(yè)、測驗) 第3頁，共34頁，2022年，5月20日，5點49分，星期五第一章 電氣傳動基礎(chǔ) 電氣傳動 直流電氣傳動 交流電氣傳動第一節(jié) 電氣傳動的動力學(xué)基礎(chǔ)一、基本運動方程式 1、方程式推導(dǎo) Td - TL = d(J )/dt第4頁，共34頁，2022年，5月20日，5點49分，星期五Te= To + Td忽略To、則：Te-TL= d(J )/dt = J d/dt + dJ/dt （1-1） 式中 Te 電動機的電磁轉(zhuǎn)矩（NM） TL 負載轉(zhuǎn)矩 （NM） J 總轉(zhuǎn)動慣量 （Kgm） 電動機的角速度 （rad/s)

3、總轉(zhuǎn)動慣量為常數(shù)時，式（1-1）可簡化為： Te-TL = J d/dt （1-2）第5頁，共34頁，2022年，5月20日，5點49分，星期五含義：電氣傳動系統(tǒng)的運動狀態(tài)是由作用在軸上的所有轉(zhuǎn)矩 的代數(shù)和決定的。 飛輪矩 GD和轉(zhuǎn)動慣量J的關(guān)系式中， ,D 慣性半徑與直徑 m 旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量 G 旋轉(zhuǎn)部分的重量 g 重力加速度 轉(zhuǎn)速 n ：r/min 角速度 ：rad/s則， = 2n/60將 = 2n/60 , 代入（1-2）式（1-3）第6頁，共34頁，2022年，5月20日，5點49分，星期五（1-4）375是具有加速度量綱的數(shù)， 式（1-4）是實用表達式。2、動態(tài)、穩(wěn)態(tài)的概念 由式（

4、1-2）：當(dāng)TeTL， 0, 系統(tǒng)加速 當(dāng)TeTL， 0, 系統(tǒng)減速TeTL時，系統(tǒng)處于加速或減速的運動狀態(tài)叫動態(tài)。Te=TL時，系統(tǒng)以恒速運行，叫穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)時，電機的電磁轉(zhuǎn)矩由負載轉(zhuǎn)矩決定。3、Te、TL符號的規(guī)定：軸端圖：nTe(+)Te (-)nTL(-)TL(+)第7頁，共34頁，2022年，5月20日，5點49分，星期五二、轉(zhuǎn)矩、飛輪矩的折算 多軸系統(tǒng)介紹 針對多軸系統(tǒng)需對慣量及轉(zhuǎn)矩進行折算， 折算到同一根軸上，才能用運動方程式。第8頁，共34頁，2022年，5月20日，5點49分，星期五1、轉(zhuǎn)矩的折算按照能量守恒定律，折算后負載功率等于原負載功率減去傳動的損耗。其中：Te ，dn/

5、dt 0減速到 na 加速到 na - n ， TL 0第12頁，共34頁，2022年，5月20日，5點49分，星期五 穩(wěn)定條件： 特性 Te（n） 和 TL（n）有交點，并且在該交點對應(yīng)的轉(zhuǎn)速之上保證TL Te ，而在該交點對應(yīng)的轉(zhuǎn)速之下要求TL -n 0時，E U ，I 變成正，而電源仍是反接，所以 電流流入電源正端，電動機具有發(fā)電并向電源回饋的性質(zhì)。此時， Te 為正，n 為負制動狀態(tài)。 降壓過程中出現(xiàn) E U， I 反向，流入電源正端，且Te 為負， n 為正制動狀態(tài)。4、電機運行狀態(tài)小結(jié) 機械特性通式 、 象限，n 與 Te 同向，電動 、 象限，n 與 Te 反向，制動 制動狀態(tài)特

6、點： n n0，再生發(fā)電制動 n0 = 0， 能耗制動 n 與 n0 反向，反接制動第25頁，共34頁，2022年，5月20日，5點49分，星期五制動時，電機轉(zhuǎn)為發(fā)電機運行，將動能或位能 電能 電阻發(fā)熱或回饋電網(wǎng)。 例1-2: P.21五、直流他勵電動機傳動的動態(tài)特性 過渡過程 動態(tài)特性1、 動態(tài)特性的數(shù)學(xué)分析 運動方程式： 機械特性方程：（1-21）將（1-20）代入 （1-21）得：（1-20）22（1-22）第26頁，共34頁，2022年，5月20日，5點49分，星期五當(dāng) Te =TL 時，穩(wěn)態(tài)電流為Is， 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速是ns , 即：并令：動態(tài)過程的機電時間常數(shù)則（1-22）可以寫成：（1

7、-23）設(shè) t = 0 時,電動機初始轉(zhuǎn)速為nini，初始電流為Iini。解微分方程式（1-23）可得：（1-24）同樣可推得： （1-26） （1-27）2第27頁，共34頁，2022年，5月20日，5點49分，星期五 初始值、穩(wěn)態(tài)值、機電時間常數(shù)為描述動態(tài)過程的三要素。2、啟動的動態(tài)特性 討論串一級電阻的起動過程初始值：nini = na = 0穩(wěn)態(tài)值：ns = nb 機電常數(shù)：Tm=分析： 理論上講，電機要經(jīng)過無限長時間才能達到穩(wěn)態(tài)值nb ，實際上， 當(dāng)t = 4Tm 時，e = e = 0.0183 n = 0.9817nb，可以 近似認為動態(tài)過程結(jié)束。-4第28頁，共34頁，2022

8、年，5月20日，5點49分，星期五動態(tài)過程的長短，取決于機電時間常數(shù)Tm，而Tm又取決于GD 和R的大小。GD 越大表示拖動系統(tǒng)的慣性越大，加速時間越長；R越大，電動機產(chǎn)生的啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩越小，加速時間越長，啟動時間越長。22電氣傳動系統(tǒng)的機械特性和動態(tài)特性之間存在著對應(yīng)關(guān)系?？梢酝ㄟ^機械特性上對應(yīng)的點來求動態(tài)特性的初始值和穩(wěn)態(tài)值。 動態(tài)過程中參數(shù)發(fā)生變化時，則應(yīng)分段處理。例如：穩(wěn)態(tài)工作點的求法：n = f（Te）與 n = f（TL）的交點第29頁，共34頁，2022年，5月20日，5點49分，星期五3、制動的過渡過程舉例：反接制動過程第30頁，共34頁，2022年，5月20日，5點49分，星期五第31頁，共34頁，2022年，5月20日，5點49分，星期五第一章小結(jié)1、傳動系統(tǒng)的運動狀態(tài)是由作用在軸上的所有轉(zhuǎn)矩的代數(shù)和決定的 運動方程式的實用表達式為：加速、減速、動態(tài)、穩(wěn)態(tài)2、多軸系統(tǒng)要將轉(zhuǎn)矩與飛輪矩折算到電機軸上 3、用n Te 平面圖分析傳動系統(tǒng) 穩(wěn)態(tài)運行點、穩(wěn)定的穩(wěn)態(tài)運行點、穩(wěn)定運行的條件 4、他勵電動機的機械特性 n =n0 、n、固有特性、額定轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)速降第32頁，共34頁，2022年，5月20日，5點49分，星期五5、調(diào)速 性能指標(biāo)：靜差率：s