课题直流电机电力拖动系统运动方程及负载机械特性Word格式文档下载.docx
《课题直流电机电力拖动系统运动方程及负载机械特性Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《课题直流电机电力拖动系统运动方程及负载机械特性Word格式文档下载.docx(6页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![课题直流电机电力拖动系统运动方程及负载机械特性Word格式文档下载.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2022-11/19/6d6c7f16-4aa8-4d94-bf9b-90f736472e19/6d6c7f16-4aa8-4d94-bf9b-90f736472e191.gif)
电压、转矩、功率平衡方程及各个方程之间的关系。
3、能够区分不同负载机械特性的特点,并能画出相应特性曲线。
重点
直流拖动系统运动方程;
不同负载的机械特性
难点
负载机械特性
授课方式
课堂讲授
教具
多媒体
教
学
过
程
设
计
1、复习第一章1.2.2及1.5节关于转矩、功率、反电动势的定义和公式。
2、依次讲解直流拖动系统、运动方程、基本方程、功率流程。
3、介绍一下机械特性定义及物理意义。
4、具体分析各具代表性负载的机械特性的特点和特性曲线。
5、留课后思考题和布置作业
教学过程
3.1直流电动机
2.电动机可逆运行反接制动控制
电动机的机械特性与负载的转矩特性是研究电力拖动的基础。
电动机的起动和制动特性是衡量电动机运行的性能的一项重要指标。
3.1电力拖动系统的运动方程式
3.1.1电力拖动系统简介
1、概念:
用各种原动机带动生产机械的工作机构运转,完成一定生产任务的过程称之为拖动。
用电动机作为原动机的拖动称为电力拖动。
2、电力拖动系统的组成
电力拖动系统包括:
电动机、传动机构、工作机构、控制设备和电源五个部分。
3、电力系统的运动方程
T—电磁转矩
TL—负载转矩
n—电动机转速
GD2—飞轮矩
T-TL—动转矩
系统旋转运动的三种状态:
正负及方向:
首先确定电动机处于电动状态时的旋转方向为转速的正方向,然后规定:
(1)电磁转矩T与转速n的正方向相同时为正,相反时为负。
(2)负载转矩TL与转速n的正方向相同时为负,相反时为正。
(3)惯性转矩的大小和正负号由TL和n的代数和决定。
3.1.2直流电动机的基本方程
一、他励直流电动机运行特性
3
图3-3为一台他励直流电动机的示意图。
电枢旋转时,电枢导体切割气隙磁场,产生电枢电动势Ea,在电动机中,此电动势的方向与电枢电流Ia的方向相反,称为反电动势。
当电动机稳态运行时,有几个平衡关系,分别用以下方程式表示:
1、电动势平衡方程
式中:
U是外加电压;
Ra是电枢回路电阻,其中包括电刷和换向器之间的接触电阻。
*结论:
发电机:
;
电动机:
即根据
与U的大小判断直流电机的运行状态。
⒉转矩平衡方程
稳态运行时,作用在电动机转轴上的转矩有三个。
电磁转矩T为驱动转矩,在电机稳态运行时,必须与负载转矩及空载转矩相平衡,即
T:
电磁转矩、To:
空载转矩、T2:
负载阻转矩
⒊功率平衡方程
式中:
P1=UIa——电动机从电源输入的电功率(kW)
PM=EaIa——电磁功率
PCua=Ia2Ra——电枢回路的铜损耗
TΩ=T2Ω+T0Ω
PM=TΩ为电磁功率;
P2=T2Ω为转轴输出的机械功率;
P0=T0Ω为包括机械摩擦损耗Pm和铁损耗PFe在内的空载损耗。
总损耗ΣP=Pcua+Pm+PFe
3.2负载的机械特性
生产机械工作机构的负载转矩TL与转速n之间的关系,即n=f(TL)称为负载的机械特性。
也就是负载的转矩特性,简称负载特性。
3.2.1恒转矩负载的机械特性
恒转矩负载特性是指生产机械的负载转矩TL与转速n无关的特性。
分反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载两种。
1、反抗性恒转矩负载的机械特性
特点:
工作机构转矩的绝对值是恒定不变的,转矩的性质总是阻碍运动的制动性转矩。
机械特性如图3-5所示。
n﹥0时,TL﹥0(常数);
n﹤0时,TL﹤0(常数)。
TL的绝对值相等,位于第一、三象限。
轧钢机、电车平地行驶、行走机构等由摩擦力产生转矩的机械属于此类。
2、位能性恒转矩负载的机械特性
工作机构转矩的绝对值是恒定不变的,而且方向不变(与运动方向无关),总是重力作用方向。
机械特性如图3-6所示。
n﹥0时,TL﹥0是阻碍运动的制动性转矩;
n﹤0时,TL﹥0是帮助运动的拖动性转矩。
位于第一、四象限。
起重机提升和下放重物属于此类。
3、泵类负载的机械特性
负载的转矩TL基本上与转速n的平方成正比。
负载特性为一条抛物线,如水泵、通风机和螺旋桨等。
4、恒功率负载的机械特性
恒功率负载特点是:
负载转矩与转速的乘积为一常数,即TL与n成反比,特性曲线为一条双曲线。