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1、第一节 电力拖动系统定义及发展概况 第二节 单轴电力拖动系统 第三节 多轴电力拖动系统运动方程式 第四节 生产机械的负载转矩特性 第五节 电力拖动系统稳定运行条件 第六节 电力拖动系统调速,第一节 电力拖动系统概念及发展概况,2、电力拖动系统：是用电动机来拖动机械运行的系统。 电力拖动构成：电动机 和 机械负载 包括：电动机、机械传动机构、生产机械的工作机 构、控制设备和电源五个部分。,1、拖动：是指由原动机带动生产机械运转。 电动、液压传动、气动,一、 电力拖动系统的概念,4、电力拖动系统的运动方程式：研究电动机和负载之间的运动规律。,3、拖动方式：单轴电力拖动和多轴电力拖动,5 、电力拖动
2、系统的优点 (1) 电能易于生产、传输、分配； (2) 电动机类型多、规格全，具有各种特性，能满 足各种生产机械的不同要求； (3) 电动机损耗小、效率高、具有较大的短时过载 能力； (4) 电力拖动系统容易控制、操作简单、 便于实现 自动化。,6 、应用举例 风机、水泵 精密机床、重型铣床、 初轧机、 高速冷轧机、高速造纸机、 7 、电力拖动系统相关实物图,传 动 机 构,W 系列螺旋平面减速电机,S 系列斜齿轮蜗轮蜗杆减速电机,R 系列斜齿轮减速电机,K 系列斜齿轮伞齿轮减速电机,F 系列平行轴斜齿轮减速机,蜗 轮 蜗 杆,二、 电力拖动系统发展概况,电力拖动系统在我国经历以下三阶段：,第
3、一阶段：上世纪30-50年代。生产机械只限于起动、停止、调速等，采用电磁接触器和继电器控制系统。 控制系统较简单，用于冶金轧钢设备、机床、起重运输机械等。,第二阶段：上世纪50-70年代 生产工艺、效率要求提高。 起动制动过程控制：要求加快动态响应；或者起动制动平稳、准确定位，如高速电梯、城市地铁； 多台电机协调运转，如造纸机、塑料挤压机； 功率变换器件：水银整流器、闸流管整流器、可控硅整流器。,第三阶段：上世纪70年代-至今。 生产工艺、效率要求更高。 要求制动时间最短、制动能量消耗最小等最优控制。 引入现代控制理论。交流变频调速技术成为最有潜力的发展方向。,第二节 单轴电力拖动系统运动方程
4、式,单轴电力拖动系统的运动方程式,电力拖动系统的运动状态,第三节 多轴电力拖动系统,多轴旋转运动加升降运动系统,z2 z3 z6,第四节 生产机械的负载转矩特性,负载转矩特性：生产机械工作机构的转矩与转速之 间的函数关系，即,一、 恒转矩负载特性,恒转矩负载：指负载转矩TL的大小为一定值，与 转速n无关。 TL= C,据负载转矩的方向是否与转向有关,1、 反抗性恒转矩负载特性,由摩擦阻力产生,机床的平移运动、带式运输机、轧钢机 、起重机行走机构,2、 位能性恒转矩负载特性,由起重机械中位能负载的重力作用产生,起重机提升机构、矿井卷扬机、电动车下坡时机车的位能对电动机起加速作用,二、 恒功率负载
5、转矩特性,负载转矩TL基本上与转速成反比,例：车床、刨床的 粗加工：低速高转矩 精加工：高速低转矩,三、 通风机型负载转矩特性,负载转矩由周围介质（空气、水、油等）对工作机构产生阻力所引起的阻转矩 通风机、水泵、液压泵,第五节 电力拖动系统稳定运行条件,1、稳定运行：指受到外界扰动后，系统在新的条件下可以达到新的平衡 或 恢复到原转速下继续运行。,a) 稳定运行,b) 不稳定运行,电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是：,Te = TL,第六节 电力拖动系统调速,1、电动机调速：指在电力拖动系统中，人为地或自动地改变电动机转速，以满足工作机械对不同转速的要求。,2、电动机调速的分类：,1）无级调
6、速：电动机的转速可以平滑地调节 特点：转速变化均匀、适应性强、易实现调速自动化 例如：异步电动机变频调速系统 直流发电机电动机调速系统 晶体管整流器直流电动机调速系统等,有级调速：电动机的转速只有有限的几种（双速、三速、四速等） 特点：简单方便、调速范围有限、不易实现调速自动化,例如：异步电动机变极调速 直流电动机电枢电路串电阻调速等,2）恒转矩调速：电动机在不同转速下满载运行时，其 允许输出的转矩相同 恒功率调速：电动机在不同转速下满载运行时，其 允许输出的功率相同,例如：机床粗精加工 恒功率调速特性 起重机、卷扬机 恒转矩调速特性,3）向上调速：高于基速方向的调速，如：直流电机 的弱磁调速 向下调速：低于基速方向的调速，如：直流电机 电枢串电阻调速,3、调速系统的主要性能指标,调速范围 静差率 调速平滑性 调速的经济性,1）调速范围D：指电动机带额定负载调速时，其最高 转速nmax和最低转速nmin之比，即：,2）静差率 ：表示速度的变化程度,静差率越小电动机的相对稳定性就越高 一般 ，高精度,3）调速平滑性 ：为相邻两级转速之比。调速级数越 多，调速越平滑。,
