2.4 电力拖动的基本知识（课件）-《电机与电气控制技术》同步精品课堂（机工版·第2版）

《电机与电气控制技术》（第2版）机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 第二章 三相异步电动机 第六节 电力拖动的基本知识 （第7课时） 知识目标 掌握电力拖动的基本知识。 能力目标 通过学习电力拖动系统的运动方程式和负载转矩特性，掌握单轴电力系统运动方程式，并会利用其判断系统工作状态；熟悉电力拖动系统的负载机械特征等知识。 情感目标 通过学习电力拖动系统的基本知识，加深同学们对电力控制设备、电动机、传动机构、生产机械和电源的认识，使同学们掌握电力拖动系统各个设备的工作原理和要求 。 三维目标 第一章 绪论 导入情景 01 电力拖动又称电气传动，即以电动机为原动机驱动生产机械。 电力拖动控制系统简称电力拖动系统，是将电能转换为机械能的系统总称，完成生产机械的起动、停止、正反转、调速等任务，使被拖动机械按预定方式运行，满足生产工艺的要求。国际电工委员会将“电力拖动”归入“运动控制”范畴。 电力拖动自动控制系统由电动机、控制系统和被拖动机械组成，还包括电源、传动机构等。其特点是: 功率范围大:几毫瓦至几百兆瓦；调速范围宽： 几转至几十万转每分；适用范围广：几乎适应任何环境和任何负载。 电力拖动系统基本概念 新知学习 02 电力拖动系统基本概念 电力拖动是用电动机带动生产机械运动，以完成一定生产任务。 电力拖动系统一般由控制设备、电动机、传动机构、生产机械和电源组成，如下图所示： 电源 控制设备 电动机 传动机构 生产机械 新知学习 02 电动机作为原动机，通过传动系统拖动生产机械工作;控制设备是由各种控制电机、电器、自动化元件及工业控制计算机、可编程序控制器等组成，用以控制电动机的运行，从而实现对生产机械各种运动的控制;电源用来向电动机和控制设备供电。 新知学习 02 一、电力拖动系统的运动方程式 （一）单轴电力拖动系统运动方程式 研究运动方程，以电动机轴为研究对象，电动机运行时轴受力如图示。 电力拖动系统正方向要求：先要求转速n正方向，然后要求电磁转矩正方向与n正方向相同，要求负载转矩正方向与n正方向相反。 新知学习 02 1.运动方程式 根据牛顿第二定律，作直线运动的物体的运动方程式为： 新知学习 02 1.运动方程式 而 新知学习 02 1.运动方程式 与直线运动相似，由电动机拖动的单轴系统，旋转运动的方程式为 （2-21） 新知学习 02 转动惯量J可用下式表示 （2-22） 新知学习 02 将角速度Ω=2πn/60和式(2-22)代人式(2-21)中，并在下述转矩正方向规定下可获得常用的电力拖动系统运动方程式 （2-23） 新知学习 02 2.运动方程式中各转矩的正方向确定及工作性质 在运动方程式中： 1)任意规定某一旋转方向为n 的正方向。电磁转矩T的正方向与转速n的正方向相同。当T为正值时，为拖动转矩；当T为负值时，为制动转矩。 2)负载转矩T的正方向与转速n的正方向相反。当T为正值时，为制动转矩；当T为负值时，为拖动转矩。 3) 加速转矩 的大小及正负号由电磁转矩T和负转矩TL的代数和确定。 新知学习 02 （二）电力拖动系统的运动状态 电力拖动系统的运动状态有加速状态、减速状态和稳定运行状态3 种，可以根据运动方程来判断: 1)当T=TL时，Δn/Δt=0，则n=0或n=常数，即电力拖动系统处于静止或匀速运行的稳定状态。 2)当T>TL时，Δn/Δt>0，电力拖动系统处于加速状态，即处于过渡过程中。 3)当T<TL时，Δn/Δt <0，电力拖动系统处于减速状态，也处于过渡过程中。 新知学习 02 （二）电力拖动系统的运动状态 由此可知，当系统 T=7 时，电力拖动系统处于稳定运行状态，转速为定值；一旦受到外界干扰，平衡被打破，转速就会变化。对于一个稳定系统来说，当系统平衡打破时，应具有恢复平衡状态的能力。 小试牛刀 02 练习： 1.控制设备是由各种控制电机、电器、自动化元件及工业控制计算机、可编程序控制器等组成。 2.电源用来向电动机和控制设备供电。 3.电力拖动系统的3 种运动状态为：加速状态、减速状态和稳定运行状态。 新知学习 02 二、电力拖动系统的负载转矩特性 电力拖动系统关键由电动机及其转轴上拖动的负载两部分组成。所以，电力拖动系统的运行状态除受电动机的机械特性影响外，还与负载的转矩特性有关。 负载转矩特性简称负载特性，它是指电力拖动系统的旋转速度 n 与负载转矩T的函数关系，即n=f(T)。不同生产机械在运动中所具有的转矩特性不同，大致可分为恒转矩负载特性、恒功率负载特性和通风机型负载特性3 类。 新知学习 02 1.