第1章-电力拖动系统动力学基础课件.ppt

1、v0.1 电机及电力拖动技术的发展概况电机及电力拖动技术的发展概况v0.2 本课程的性质、任务与内容本课程的性质、任务与内容v0.3 本课程的特点及学习方法本课程的特点及学习方法v0.4 参考书目参考书目 电能是现代大量应用的能量形式，这种能量电能是现代大量应用的能量形式，这种能量形式有多种优点：形式有多种优点：1）传输和分配容易）传输和分配容易2）使用控制方便）使用控制方便3）无污染）无污染4）生产和变换比较经济）生产和变换比较经济电能成为国民经济各部门中动力的主要来源。电能成为国民经济各部门中动力的主要来源。电能的电能的生产、变换、传输、分配、使用和生产、变换、传输、分配、使用和控制控制等

2、，都必须利用等，都必须利用电机电机作为能量转换或作为能量转换或信号变换的机电装置。信号变换的机电装置。1.在电力工业中在电力工业中发电机和变压器是电站和变电所的主要设备。火电厂（汽轮机）火电厂（汽轮机）水电厂水电厂区域降压变压器区域降压变压器35KV10KV 380/220 低压低压升压变压器升压变压器输电线路输电线路110KV配电网配电网用电设备用电设备10KV2.在工业企业中在工业企业中大量应用电动机作为原动机去拖动各种生产机械。3.在自动控制系统中在自动控制系统中控制电机广泛地被作为检测、放大、执行和解算单元。4.在家用电器在家用电器中中空调、电冰箱、洗衣机等。电机在拖动系统统中是一种综

3、合性的装置或元件。电磁机械装置 旋转电机的能量转换和控制电机的信号变换，都是通过电磁感应作用而实现的。电机同时也是一种机械，除电磁规律以外，还涉及到结构、工艺、材料等方面问题。电机的发展方向：电机的发展方向：1.1.在制造上在制造上大型、巨型；多用途、多品种，高效节能2.2.在应用上在应用上计算机控制电机，使无人化工厂成为可能。3.3.在理论上在理论上使电力电子学、计算机、电机学和控制理论结合发展成新学科。电力拖动技术的发展：电力拖动技术的发展：蒸汽或水力拖动蒸汽或水力拖动电力拖动（成组拖动）电力拖动（成组拖动）一台电动机拖动一组生产机械一台电动机拖动一组生产机械单电动机拖动系统单电动机拖动系

4、统一台电动机拖动一台生产机械一台电动机拖动一台生产机械多电动机拖动系统多电动机拖动系统多台电动机拖动台生产机械多台电动机拖动台生产机械自动化电力拖动系统（继电器自动化电力拖动系统（继电器-接触型）接触型）电动机、自动控制设备电动机、自动控制设备发电机发电机-电动机组电动机组交流电力拖动交流电力拖动自动化电力拖动系统（计算机控制）自动化电力拖动系统（计算机控制）本课程是电气工程专业的一门本课程是电气工程专业的一门专业基础课专业基础课。本课程的任务是让学生掌握电力拖动系统的运行性能、本课程的任务是让学生掌握电力拖动系统的运行性能、分析计算、实验方法；掌握部分电机控制的工作原理分析计算、实验方法；掌

5、握部分电机控制的工作原理及用途。及用途。本课程的内容有电力拖动系统的动力学基础、直流电本课程的内容有电力拖动系统的动力学基础、直流电动机的电力拖动、三相异步电动机的电力拖动及电机动机的电力拖动、三相异步电动机的电力拖动及电机控制几个部分。控制几个部分。电机及拖动涉及的基础理论和实际知识面广，用理论分析电机及拖动涉及的基础理论和实际知识面广，用理论分析电机及拖动的实际问题时，必须结合电机的具体结构，采用工电机及拖动的实际问题时，必须结合电机的具体结构，采用工程观点和分析方法。掌握基本理论的同时，还要注意培养实验程观点和分析方法。掌握基本理论的同时，还要注意培养实验操作技能和计算方法。操作技能和计

6、算方法。为了学好本门课程，必须做到以下几点：为了学好本门课程，必须做到以下几点：1、抓住重点，牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性；、抓住重点，牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性；2、要有良好的学习方法，运用对比或比较的方法，分析电机、要有良好的学习方法，运用对比或比较的方法，分析电机的共性和特点，加深对原理和性能的理解；的共性和特点，加深对原理和性能的理解；3、理论联系实际，重视科学实验和工程实践；、理论联系实际，重视科学实验和工程实践；4、充分预习和复习。、充分预习和复习。1.顾绳谷顾绳谷.电机及拖动基础（下册），机械工业出版社电机及拖动基础（下册），机械工业出版社.2.李发海李发海,朱

7、东起朱东起.电机学（第四版），科学出版社电机学（第四版），科学出版社.v1.1 电力拖动系统的运动方程式电力拖动系统的运动方程式v1.2 生产机械的负载转矩特性生产机械的负载转矩特性 u 掌握电力拖动、负载机械特性、电力拖动系统的掌握电力拖动、负载机械特性、电力拖动系统的 转动惯量、飞轮力矩、拖动转矩、阻转矩以及转转动惯量、飞轮力矩、拖动转矩、阻转矩以及转 矩正方向规定的基本概念。矩正方向规定的基本概念。u 掌握电力拖动系统中研究的主要物理量。掌握电力拖动系统中研究的主要物理量。u 熟练掌握单轴电力拖动系统的运动方程式，并会熟练掌握单轴电力拖动系统的运动方程式，并会 利用其判断系统的工作状态。

8、利用其判断系统的工作状态。u 掌握典型的负载机械特性。掌握典型的负载机械特性。电力拖动是用电动机带动生产机械运动，以完成电力拖动是用电动机带动生产机械运动，以完成一定的生产任务。一定的生产任务。电力拖动系统的组成：电力拖动系统的组成：FFZ=m dtdvdtdvF拖动力拖动力 FZ阻力阻力 m惯性力惯性力dtd dtd 2.对于对于运动，方程式为运动，方程式为 TTZ=J T拖动转矩拖动转矩 TZ阻转矩阻转矩 J惯性转矩惯性转矩gGDmJ422 602 n GD2 飞轮力矩飞轮力矩1.对于对于运动，方程式为运动，方程式为dtdnGDTTZ3752 dtdndtdndtdndtdnGDTTZ37

9、52 ）（dtdnGDTTZ3752 MTnTzU加速转矩 的大小和正负号由T和TZ的代数和决定。dtdnGD3752阻转矩（负载转矩）阻转矩（负载转矩）与转速与转速 的关系的关系称为生产机械的称为生产机械的负载转矩特性负载转矩特性。ZTn)(ZTfn 一、恒转矩负载特性一、恒转矩负载特性 恒转矩负载特性是指生产机械的负载转矩恒转矩负载特性是指生产机械的负载转矩 与转速与转速 无关无关的特性。分的特性。分反抗性反抗性恒转矩负载和恒转矩负载和位能性位能性恒转矩负载两种。恒转矩负载两种。nZTT TZ ZnT TZ Zn如重物的提升与下放等。如重物的提升与下放等。如金属的压延、机床的平移机构等。如金属的压延、机床的平移机构等。恒功率负载特点是：负载转恒功率负载特点是：负载转矩与转速的乘积为一常数，即矩与转速的乘积为一常数，即 与与 成反比，特性曲线为一条双成反比，特性曲线为一条双曲线。曲线。nZT 负载的转矩负载的转矩 基本上与转基本上与转速速 的平方成正比。负载特性的平方成正比。负载特性为一条抛物线。为一条抛物线。ZTn如风机、水泵、油泵等。如风机、水泵、油泵等。如切削机床、轧钢机等。如切削机床、轧钢机等。TZn12T00TZn0dtdnGDTTZ3752 ）（)(Tfn )(ZTfn