《电力拖动》知识重点
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电力拖动知识点整理第二章1.脉宽调制答:利用电力电子开关的导通与关断,将直流电压变成连续可变的电压,并通过控制脉冲宽度或周期达到变压变频的目的。
2. 直流蓄电池供电的电流可反向的两象限直流斩波调速系统,已知:电源电压Us=300V,斩波器占空比为30%,电动机反电动势E=100V,在电机侧看,回路的总电阻R=1Ω。
问蓄电池的电流Id是多少是放电电流还是充电电流答:因斩波电路输出电压u0的平均值: U0=ρ×Us=30%×300=90 V < EaId=( U0- E)/ R=(90-100)/1=-10A是充电电流,电动机工作在第Ⅱ象限的回馈制动状态, 直流蓄电池吸收能量。
3. PWM调速系统的开关频率答: 电力晶体管的开关频率越高,开关动态损耗越大;但开关频率提高,使电枢电流的脉动越小,也容易使电流连续,提高了调速的低速运行的平稳性,使电动机附加损耗减小;从PWM变换器传输效率最高的角度出发,开关频率应有一个最佳值;当开关频率比调速系统的最高工作频率高出10倍左右时,对系统的动态特性的影响可以忽略不计。
4.静差率s与空载转速n0的关系 p19答:静差率s与空载转速n0成反比,n0下降,s上升。
所以检验静差率时应以最低速时的静差率为准。
5. 反馈控制有静差调速成系统原理图,各部件的名称和作用。
答: ①比较器: 给定值与测速发电机的负反馈电压比较,得到转速偏差电压ΔUn 。
②比例放大器A :将转速偏差电压ΔUn 放大,产生电力电子变换器UPE 所需的控制电压Uc 。
③电力电子变换器UPE :将输入的三相交流电源转换为可控的直流电压Ud 。
④M 电机:驱动电机。
⑤TG 发电机:测速发电机检测驱动电机的转速。
⑥电位器:将测速发电机输出电压降压,以适应给定电压幅值Un*。
6.分析转速负反馈单闭环调速系统的基本性质,说明单闭环调速系统能减少稳态速降的原因,改变给定电压或者调整转速反馈系数能否改变电动机的稳态转速为什么答:负反馈单闭环调速系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用,在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压,以补偿电枢回路电阻压降的变化。
电力拖动知识点总结电力拖动是一种利用电动机作为传动装置的动力传动方式,广泛应用于工业生产中的各个领域,如工厂生产线的输送设备、机械加工设备、自动化装配线和物流输送系统等。
电力拖动系统具有高效、稳定、可靠的特点,能满足现代工业对动力传动的需求。
本文将对电力拖动的基本原理、主要组成部分、常见故障及维护保养等方面进行详细的介绍和总结。
一、基本原理电力拖动系统的基本原理是利用电动机产生的电能转换为机械能,驱动各种传动装置完成工作。
其中,电能通过电源系统供给电动机,经过电动机内部的电磁场作用,产生旋转力矩驱动负载进行工作。
电力拖动系统的基本原理主要包括电源系统、电动机、传动装置和控制系统等几个方面。
1. 电源系统电力拖动系统的电源系统一般采用交流电源或直流电源,根据实际需要进行选择。
在工业生产中,交流电源应用更为广泛,其特点是输送距离远、输出功率大、电源稳定性好,适合长距离输电和大功率负载。
而直流电源系统功率较小,通常用于小功率负载或特殊工况的应用。
2. 电动机电力拖动系统的核心部件是电动机,其主要作用是将电能转换为机械能,驱动负载进行工作。
根据实际需要,电动机可分为交流电动机和直流电动机两种类型。
交流电动机通常采用同步电动机或异步电动机,具有结构简单、维护方便、功率范围广等特点;而直流电动机具有速度调节范围广、起动力矩大、转速稳定等优点,在某些特殊场合得到广泛应用。
3. 传动装置传动装置是电力拖动系统的关键组成部分,用于将电动机产生的旋转力矩传递给负载进行工作。
常见的传动装置包括联轴器、减速机、齿轮传动、带传动等,其选择应根据实际工况及传动比、传动效率等因素进行综合考虑,以确保系统的工作效率和可靠性。
4. 控制系统电力拖动系统的控制系统用于对电动机进行启停、速度调节、方向控制等操作。
常见的控制方式包括手动控制、自动控制和远程控制等,可根据实际需要选择。
现代工业生产中,自动化程度越来越高,电力拖动系统的控制系统也逐渐向着智能化、网络化方向发展,以满足高效、精密的工业生产需求。
电力拖动基本知识01
掌握电力拖动线路组成、读懂电路原理图
电力拖动的学习目标
•1.电力拖动的组成
•2.电动机常用的保护措施
•3.如何识读理解电路原理图
•4.三相异步电动机的基本控制电路
拖动综合板拖动综合板
电力拖动的组成
电力拖动是指用电动机拖动生产机械的工作机构,使之运转的一种方法。
电动机控制设备保护设备生产机械传动装置
电力拖动常用的保护措施
1.短路保护
2.过载保护
3.失压和欠压保护
识读电路原理图
•首先明确电路原理图中符号的含义
•电路由几部分组成(电源电路、主电路、控制电路)。
•搞清各条支路电流的方向(即电流从哪里来经过什么元件回到哪里,构成通路)。
•根据电路原理图,分析电路的工作原理(电路元件如何得电,得电后元件如何动作,动作后的结果是什么?)
三相异步电动机的基本控制线路
•手动单向控制
•点动控制
•正转控制
•正反控制
•减压起动
•顺序起动
•两地控制起动。
第一章 电机中的电磁学基本知识1.4铁磁材料1.起始磁化曲线、磁滞回线、基本磁化曲线的特点2.简单了解磁滞损耗与涡流损耗这两个概念。
第二章 电力拖动系统动力学2.1 运动方程式及转矩的符号分析1.电动机工作状态的确定方法2.2 复杂电力拖动系统的简化1.折算原则2.旋转运动简化:转矩折算、转动惯量、飞轮矩的折算3.直线运动:转矩折算、质量折算,提升下放与提升重物效率关系 2.3负载特性三种负载的特性2.4稳定运行 1.稳定含义 2.电力拖动系统稳定运行的充要条件3.根据充要条件进行平衡点稳定与否的判定 第三章 直流电机3.1 .3 直流电机铭牌数据定义3.2直流电机的电枢绕组1.实槽、虚槽等的概念及相互关系2.电枢绕组分类3.几个节距的定义及相互关系4.各种类型绕组并联支路对数与电机极对数之间的关系 3.3电枢磁动势对电机运行的影响1.空载磁化曲线2.直流电机励磁方式:分类及各方式电压电流关系,很重要3.电枢反应的定义,交轴直轴电枢反映对每极总磁通的影响 3.4电枢电动势与电磁转矩Ea 与Tem 的表达式,电势常数与转矩常数的关系 3.5运行原理1.按电动机定向,各参数的方向定义(掌握运行原理图)。
2.电动机运行状态判断方法。
3.直流电机(发电机、电动机)稳态电压平衡方程4.电动机功率传递关系:注意并励与他励不同,并励要加上励磁电阻损耗5.定值损耗与变值损耗的区别,及其与效率的关系6.电机工作特性:他励电动机各工作特性的变化规律。
他、串、并、复四种电动机的比较7.他励直流发电机空载特性、外特性的特点8.自励直流发电机自励条件1、直流电机单叠绕组的支路数等于 。
2、他励直流电动机,处于制动状态,T 与n 方向相反,则此时aE 和aI方向。
3、图中1所代表的是绕组的 节矩。
4、一台他励直流电动机由额定运行状态转速下降到原来的60%,励磁电流和电枢电流不变,则( )。
AaE 下降到原来的60%B T 下降到原来的60% CaE 和T 都下降的原来的60%D 端电压下降到原来的60%5、说明下列情况下空载电动势的变化 1)每极磁通减少10%,其他不变; 2)励磁电流增加10%,其他不变; 3)电机转速增加20%,其他不变。
电力拖动是指用电动机拖动生产机械的工作机构,使指运转的一种方法。
电力拖动系统一般是由四个子程序组成,它们之间的关系可简单表示为:电源:电动机和控制设备的能源,分为交流电源和直流电源。
控制设备:用来控制电动机的运转,由各种控制电动机、电器、自动化元件及工业控制计算机组成。
电动机:生产机械的原动机,将电能转换成机械能。
分为交流电动机和直流电动机。
传动机构:在电动机和工作机构之间传递动力的装置,如减速箱、联轴器,传动带等。
凡是采用电力拖动的生产机械,其电动机的运转都是由各种接触器、继电器、按钮、行程开关等电器构成的控制线路来进行控制的。
所谓电器就是一种能根据外界的信号和要求,手动或自动地接通或断开电路,实现对电路或非电对象地切换、控制、保护、检测和调节的元件或设备。
根据工作电压的高低,电器可分为高压电器和低压电器。
工作在交流额定电压1200V 及以下、直流额定电压1500V及以下的电器称为低压电器。
通断时间:从电流开始在开关电器的一个极流过的瞬间起,到所有极的电弧最终熄灭的瞬间位置的时间间隔。
分断能力:开关电器在规定的条件下,能在给定的电压下分断的预期分断电流值接通能力:开关电器在规定的条件下,能在给定的电压下接通的预期接通电流值通断能力:开关电器在规定的条件下,能在给定的电压下接通和分断的预期电流值低压熔断器的作用是在线路中做短路保护,通常简称为熔断器。
短路是由于电气设备或导线的绝缘损坏而导致的一种电器故障。
熔断器主要有熔体、安装熔体的熔管和熔座三部分组成熔体是熔断器的核心熔断器有不同的类型和规格。
对熔断器的要求是:在电气设备正常运行时,熔断器应不熔断;再出现短路故障时,应立即熔断;在电流发生正常变动(如电动机启动过程)时,熔断器应不熔断;在用电设备持续过载时,应延时熔断。
熔断器的安装与使用。
低压开关一般为非自动切换电器,主要作为隔离、切换、接通和分断电路用在电力拖动中,低压开关多数用作机床电路的电源开关和局部照明电路的控制开关低压断路器又叫自动空气开关或自定空气断路器,简称断路器低压断路器具有操作安全、安装使用方便、工作可靠、动作值可调、分断能力较高、兼做多重保护、动作后不需要更换原件等优点,因此得到了广泛应用。
电拖知识点第一章电机中的电磁学基本知识1.4铁磁材料1.起始磁化曲线、磁滞回线、基本磁化曲线的特点2.简单了解磁滞损耗与涡流损耗这两个概念。
第二章电力拖动系统动力学2.1 运动方程式及转矩的符号分析1.电动机工作状态的确定方法2.2 复杂电力拖动系统的简化1.折算原则2.旋转运动简化:转矩折算、转动惯量、飞轮矩的折算3.直线运动:转矩折算、质量折算,提升下放与提升重物效率关系2.3负载特性三种负载的特性2.4稳定运行1.稳定含义2.电力拖动系统稳定运行的充要条件3.根据充要条件进行平衡点稳定与否的判定第三章直流电机3.1 .3 直流电机铭牌数据定义3.2直流电机的电枢绕组1.实槽、虚槽等的概念及相互关系2.电枢绕组分类3.几个节距的定义及相互关系4.各种类型绕组并联支路对数与电机极对数之间的关系3.3电枢磁动势对电机运行的影响1.空载磁化曲线2.直流电机励磁方式:分类及各方式电压电流关系,很重要3.电枢反应的定义,交轴直轴电枢反映对每极总磁通的影响3.4电枢电动势与电磁转矩Ea与Tem的表达式,电势常数与转矩常数的关系3.5运行原理1.按电动机定向,各参数的方向定义(掌握运行原理图)。
2.电动机运行状态判断方法。
3.直流电机(发电机、电动机)稳态电压平衡方程4.电动机功率传递关系:注意并励与他励不同,并励要加上励磁电阻损耗5.定值损耗与变值损耗的区别,及其与效率的关系6.电机工作特性:他励电动机各工作特性的变化规律。
他、串、并、复四种电动机的比较7.他励直流发电机空载特性、外特性的特点8.自励直流发电机自励条件第四章直流电机的电力拖动4.1机械特性1.他励直流电动机基本方程(重要)2.机械特性方程式、固有机械特性表达式,斜率及几个重要点的对应坐标3. 人为机械特性(重要):三种人为机械特性的图形、特点,表达式。
4.人为机械特性的绘制:根据各特性的特点绘制,并考虑电枢绕组电阻Ra的计算法(系数一般取0.5),课本例题要弄明白,主要是几何图形的计算。
1.运动控制系统是由电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等构成,交流调速系统取代直流调速系统已成为不争的事实。
2.V-M系统:晶闸管整流器—电动机调速系统;SPVWM:电压空间矢量PWM控制3.直流PWM调速系统:脉宽调整变换器—直流电动机调速系统;脉宽调制变换器的作用是:用脉冲宽度调制的方法,把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列,从而可以改变平均输出电压的大小,以调节电动机转速4.泵升电压:当系统工作在逆变状态时,会对滤波电路中滤波电容进行充电,使电容两端电压升高5.静特性:表示闭环系统电动机转速与负载电流(转矩)间的稳态关系6.有静差调速系统:在比例控制调速系统中,存在扰动引起的稳态误差;7.无静差调速系统:对于积分控制和比例积分控制系统,由阶跃扰动引起的稳态误差为0;8.电流截止负反馈:当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流,而电流正常时仅有转速负反馈起作用控制转速。
9.准时间最优控制:在设备物理上的允许条件下,实现最短时间的控制;10.双闭环调速系统:在电流、转速反馈控制系统中,从闭环结构上看,由电流环在里面构成的内环和由转速环在外面构成的外环,两个闭环构成的控制系统称作双闭环调速系统;11.可逆调速系统:可以实现电机正反转,具有四象限运行功能的调速系统称为可逆调速系统;12.环流的定义:采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统,如果两组装置的整流电压同时出现,便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流,称作环流(1)静态环流——两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现的环流,其中又有两类:直流平均环流——由晶闸管装置输出的直流平均电压所产生的环流称作直流平均环流。
瞬时脉动环流——两组晶闸管输出的直流平均电压差为零,但因电压波形不同,瞬时电压差仍会产生脉动的环流,称作瞬时脉动环流。
(2)动态环流——仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环流。
考点总结第四章e T L T —生产机械的阻转矩 n —转速(r/min)】第五章一、直流电机的励磁方式:III f I I f1图5-15直流电机的励磁方式a) 他励式 b) 并励式 b) 串励式 b) 复励式a)b)c)d)按励磁绕组的供电方式不同,直流电机分4种:○1他励直流电机 ○2并励直流电机 ○3串励直流电机 ○4复励直流电机 二、基础公式 1. 额定功率N P直流电动机中,N P 是指输出的机械功率的额定值:(N T 为额定输出转矩,N n 为额定转速) 直流发电机中,N是指输出的电功率的额定值:N N N I U P ⋅=2. 电枢电动势a E直流电机的电动势:n C E e a ⋅Φ⋅=(单位 V ) e C 为电动势常数aZn C P e 60⋅=(P n —磁极对数,Z —电枢总有效边数,a —支路对数)3. 电磁转矩e T直流电机的电磁转矩:a T e I C T ⋅Φ⋅= (单位m N ⋅) T C 为转矩常数aZn C P T ⋅⋅=π2 (P n —磁极对数,Z —电枢总有效边数,a —支路对数)4. 常数关系式由于55.9260≈=πe T C C 故 e T C C ⋅=55.9三、直流电机(一) 分类:直流电动机和直流发电机。
直流电动机:直流电能→→机械能 直流发电机:机械能→→直流电能(二) 直流电动机(考点:他励直流电动机【如下图】)I 图5-18直流电动机物理量的正方向与等效电路a) 物理量的参考正方向 b) 等效电路a)b)1. 电压方程:励磁回路:f f f I R U =电枢回路:a a a a I R E U += (特点:a a E U >) (a R ——包括电枢绕组和电刷压降的等效电阻 a E ——直流电机感应电动势)其中 ΦnC E e a =2. 转矩方程:0L e T T T +=3. 功率方程:○1输入电功率→电磁功率 输入电功率1P =励磁回路输入电功率f P +电枢回路输入电功率a P(注意:一般题目没有给出励磁信息,那么输入电功率=电枢回路输入电功率)电枢回路输入电功率a P =电磁功率em P +铜耗功率Cua p ∆ 励磁回路输入的电功率:2f f f f f I R I U P ==电枢回路输入的电功率:()Cua em 2a a a a a a a a a a a p P I R I E I I R E I U P ∆+=+=+== (2a a Cua I R p =∆——电枢回路的铜耗 a a em I E P =——电机的电磁功率)且有ωωωe a p a p a p a a π2π2606060T ΦI aZn ΦI a Z n ΦnI Z n I E ==⋅== 即ωe a a T I E =(原本基础公式为a e ΦI C T T =)而由上式可得电动机电磁转矩的另一种计算公式:n Pn P P T em em eme 55.960π2===ω 故n PT em e 55.9=(em P 的取值单位为w 才适用)nP T eme 9550=(em P 的取值单位为kW 才适用) ○2电磁功率→输出机械功率 电磁功率=机械功率=机械空载功率(损耗)+机械负载功率(输出功率)由于0L e T T T +=和ωe T P em = 故 ωωωL 0e T T T += L 0em P p P +∆=L P ——电机的机械负载功率0p ∆——电机的空载损耗,包括机械摩擦损耗m p ∆和铁心损耗Fe p ∆○3输入电功率1P →输出机械功率2P 电功率电磁功率机械功率P 1P em P 2p Cua p Fe p mec p CufCufp ∆Cuap ∆Fep ∆mp ∆图5-19直流电动机的功率图p P P p p p p P p p P P P ∑∆+=+∆+∆+∆+∆=+∆+∆=+=22add m Fe Cu em Cua Cuf a f 1式中2P ——电动机的输出功率,有P2=PL ;add p ∆——电动机的附加损耗,是未被包括在铜耗、铁耗和机械损耗之内的其他损耗; p ∑∆——电动机的总损耗,并有add 02a a 2f f add m Fe Cua Cuf p p I R I R p p p p p p ∆+∆++=∆+∆+∆+∆+∆=∑∆故电动机的效率为:p P pP P ∑∆+∑∆-==2121η4. 工作特性:5. 如何避免造成“飞车”? 答:直流电动机在使用时一定要保证励磁回路连接可靠,绝不能断开。
1、三种调节电动机转速的方法:①调节电枢供电电压②减弱励磁磁通③改变电枢回路电阻2、PWM变换器的作用:用脉冲宽度调制的方法,把恒定的直流电源电压调制成频率一定,宽度可变的脉冲电压序列,从而可以改变平均输出电压的大小,以调节电动机转速。
(种类形式:可逆和不可逆)3、反馈控制规律:①比例控制的反馈控制系统是被调量有静的控制系统②反馈控制的作用:抵抗扰动,服从给定③系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度4、双闭环直流调速系统的启动过程特点:①饱和非线性控制②转速超调③准时间最优控制5、V-M可逆直流调速系统制动过程的三个阶段:①本组逆变阶段:电动机正向电流衰减阶段,VF 组工作②它组整流阶段:电动机反向电流建立阶段,VR组工作③它组逆变阶段:电动机恒值电流制动阶段,VR组工作7.泵生电压形成原因:当电动机工作在回馈制动状态时,电能不可能通过整流装置送回交流电网,只能向滤波电容充电,造成直流侧电压升高。
限制方法:①在直流侧并入一个制动电阻②在直流侧并入一组晶闸管有源逆变器。
8.环流:在V-M可逆直流调速系统环流问题上,如果让整组VF和反组VR都处于整流状态,两组的直流平均电压正、负相连,必然产生直流平均环流,用α=β配合控制来消除。
1.开环机械与闭环静特性关系:①闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬的多②闭环静差率比开环小得多③如果所要求静差率一定,则闭环可以大大提高调速范围,因此需设置电压放大器和转速检测装置2.V-M系统中G T的作用:把控制电压Uc转换成触发脉冲的触发延迟角α用以控制整流电压,达到变压调速的目的3.转速调节器的作用:①转速调节器是调速系统的主导调节器,它使转速n很快地跟随给定电压Un*变化,稳态时可减小转速误差,如果采用PI调节器,则可实现无静差②对负载变化起抗扰作用③其输出限幅值决定电动机允许的最大电流4.电流调节器的作用:①作为内环的调节器,在转速外环的调节过程中,它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压Ui*变化②对电网电压的波动起及时抗扰的作用③在转速动态过程中,保证获得电动机允许的最大电流,从而加快动态过程④当电动机过载甚至堵转时,限制电枢电流的最大值,起快速的自动保护作用。
电机及拖动基础知识要点复习电机复提纲第一章:概念:主磁通、漏磁通、磁滞损耗、涡流损耗。
磁路的基本定律:安培环路定律:XXX。
磁路的欧姆定律:作用在磁路上的磁动势F等于磁路内的磁通量Φ乘以磁阻Rm。
磁路与电路的类比:与电路中的欧姆定律在形式上十分相似。
E=IR。
磁路的基尔霍夫定律:1)磁路的基尔霍夫电流定律:穿出或进入任何一闭合面的总磁通恒等于零。
2)磁路的基尔霍夫电压定律:沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位差的代数和。
第二节常用铁磁材料及其特性铁磁材料:1、软磁材料:磁滞回线较窄。
剩磁和矫顽力都小的材料。
软磁材料磁导率较高,可用来制造电机、变压器的铁心。
2、硬磁材料:磁滞回线较宽。
剩磁和矫顽力都大的铁磁材料称为硬磁材料,可用来制成永久磁铁。
铁心损耗:1、磁滞损耗——材料被交流磁场反复磁化,磁畴相互摩擦而消耗的能量。
2、涡流损耗——铁心内部由于涡流在铁心电阻上产生的热能损耗。
3、铁心损耗——磁滞损耗和涡流损耗之和。
第二章:一、换向:尽管电枢在转动,但处于同一磁极下的线圈边中电流方向应始终不变,即进行所谓的“换向”。
二、直流电机的应用:作为电动机运行——在直流电机的两电刷端上加上直流电压,电枢旋转,拖动生产机械旋转,输出机械能;作为发动机运行——用原动机拖动直流电机的电枢,电刷端引出直流电动势,作为直流电源,输出电能。
三、直流电机的主要结构:定子的主要作用是产生磁场,转子又称为“电枢”,作用是产生电磁转矩和感应电动势。
要实现机电能量转换,电路和磁路之间必须在相对运动,所以旋转电机必须具备静止的和转动的两大部分,且静止和转动部分之间要有一定的间隙(称为:气隙)。
四、直流电机的铭牌数据:直流电机的额定值有:1、额定功率PN(kW);2、额定电压UN(V);3、额定电流IN(A);4、额定转速nN(r/min);5、额定励磁电压UfN(V)。
五、直流电机电枢绕组的基本形式:直流电机电枢绕组的基本形式有两种:一种叫单叠绕组,另一种叫单波绕组。
电力拖动复习大纲漆海霞第三章 直流电机的电力拖动 一、本章重点:1、电力拖动系统动力学基础:电力拖动系统动力学方程式,多轴电力拖动系统折算,生产机械负载特性,电力拖动系统稳定运行条件,调速系统性能指标;调速方式与负载类型的配合。
2、直流电动机的电力拖动;(1)直流电动机电力拖动动态数学模型, (2)直流电机的起动、调速、制动方法及特性。
3、直流电机的四象限运行分析。
二、复习指导1、电力拖动系统动力学方程式,2375em L d GD dnT T J dt dtΩ-== (3-1)~(3-3)Note :①正确理解方程式的应用,明确电机输出转矩及负载转矩正方向的规定,熟悉方程式的使用条件,并运用该方程式分析各种电力拖动系统的运行状态。
②明确方程式中各字母符号的物理意义及单位。
2、多轴电力拖动系统等效(折算方法);掌握折算的概念、原则及方法。
折算概念:对于多轴电力拖动系统,将负载转矩及惯量进行折算为等效的单轴系统。
折算的原则是:确保折算前后系统传递的功率或系统储存的动能不变。
折算的方法有:(1)、机械机构转矩折算;(2)直线作用力的折算;(3)惯量与飞轮矩GD 2的折算;(4)直线运动的质量折算。
(1)、机械机构转矩折算电机工作在电动状态, ()()L L LL t t t L L T T T T n j n ηηη'''===ΩΩ (3-4) 电机工作在发电状态, ()()L tL t L t L LLT T T T nj n ηηη'''===ΩΩ (3-5) j=j 1·j 2·j 3…为传动机构总转速比。
(2)直线作用力的折算电机工作在电动状态,重物提升时,9.55260L L L L L L L t ttF v F v F vT n n πηηη===Ω (3-6)电机工作在发电制动状态,重物下放时,9.55260L L t L L t L L t L F v F v F v T n n ηηηπ'''===Ω (3-7)且对于同一重物有:12t tηη'=-(3-8)(3)惯量与飞轮矩GD 2的折算惯量的折算:2221212()()()L M L J J J J J ΩΩΩ=++++ΩΩΩ(3-9) 飞轮矩的折算:2222222221122112222222211212()()()()L L L L MM LG D G D G D G D G D G D GD GD GD n n n j j j j n n n =++++=++++ (3-10) (4)直线运动的质量折算22222222211()3652242460L L L L L L M L L M G v m v G v gJ m v GD g n g n π''Ω=⇒===Ω⎛⎫⎪⎝⎭ (3-11)3、生产机械负载特性恒转矩负载转矩特性(反抗性负载和位能负载特性),恒功率负载转矩特性,风机、泵类负载转矩特性。
1.电力拖动自动控制系统按控制的物理量分类:调速系统、位置随动系统、张力控制系统、多电机同步控制系统2.直流调速系统用的可控直流电源:旋转变流机组、静止式可控整流器、直流斩波器或脉宽调制变换器3.晶闸管管可控整流装置中电路,谐波与无功功率造成的电力危害,必须添置无功补偿和谐波滤波装置。
4.V-M系统中整流电路输出电流波形是脉动的,可能出现电流连续和断续两种情况。
抑制电流脉动的措施:1增加整流电路相数或采用多重化技术2设置平波电抗器5.桥式可逆PWM系统,PWM变化器中的电容作用:1滤波2当电机制动时吸收运行系统动能。
由于直流电源靠二极管整流器供电,不能回馈电能,电机制动时只能对滤波电容充电,电容两端电压升高,称作“泵升电压”6.静态性能指标:调速范围、静差率7.一个系统的调速范围是指在低速时还能满足所需静差率的转速可调范围。
8.开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系结论:1闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多2闭环系统静差率比开环系统小得多3静差率一定时,闭环系统可大大提高调速范围4获得以上优势闭环系统必须设置放大器9.反馈控制规律:1只有比例放大器的反馈控制系统,其被调量仍有静差2反馈控制系统的作用:抵抗扰动,服从给定3系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度10.比例积分控制综合了比例控制和积分控制两种规律的优点,克服了各自的缺点,扬长避短,互相补充。
比例部分能迅速响应控制作用,积分部分则最终消除稳态偏差11.电压负反馈的构成:反馈检测原件即起分压作用的电位器。
12.转速、电流双闭环直流调速系统,设置2个调节器分别调节转速和电流,即引入转速负反馈和电流负反馈。
二者串级联接,转速调节器的输出作为电流调节器的输入电流调节器输出控制电力电子变换器。
从闭环结构上,电流环在里面,称作内环;转速环在外边,称作外环。
这就形成了转速、电流双闭环调速系统13.(判断)PI调节器输出量在动态过程中决定于输入量的积分,达到稳态时,输入为零,输出的稳态值与输入无关,而是由他后面的环节决定14.双闭环直流调速系统根据起动过程中转速调节器ASR经历不饱和、饱和、退饱和3种情况动态过程分为3个阶段:电流上升阶段、恒流升速阶段、转速调节阶段。
电力拖动知识点整理第二章1.脉宽调制答:利用电力电子开关的导通与关断,将直流电压变成连续可变的电压,并通过控制脉冲宽度或周期达到变压变频的目的。
2. 直流蓄电池供电的电流可反向的两象限直流斩波调速系统,已知:电源电压Us=300V,斩波器占空比为30%,电动机反电动势E=100V,在电机侧看,回路的总电阻R=1Ω。
问蓄电池的电流Id是多少是放电电流还是充电电流答:因斩波电路输出电压u0的平均值:U0=ρ×Us=30%×300=90 V < EaId=( U0- E)/ R=(90-100)/1=-10A是充电电流,电动机工作在第Ⅱ象限的回馈制动状态, 直流蓄电池吸收能量。
3. PWM调速系统的开关频率答: 电力晶体管的开关频率越高,开关动态损耗越大;但开关频率提高,使电枢电流的脉动越小,也容易使电流连续,提高了调速的低速运行的平稳性,使电动机附加损耗减小;从PWM变换器传输效率最高的角度出发,开关频率应有一个最佳值;当开关频率比调速系统的最高工作频率高出10倍左右时,对系统的动态特性的影响可以忽略不计。
4.静差率s与空载转速n0的关系 p19答:静差率s与空载转速n0成反比,n0下降,s上升。
所以检验静差率时应以最低速时的静差率为准。
5. 反馈控制有静差调速成系统原理图,各部件的名称和作用。
答: ①比较器: 给定值与测速发电机的负反馈电压比较,得到转速偏差电压ΔUn 。
②比例放大器A :将转速偏差电压ΔUn 放大,产生电力电子变换器UPE 所需的控制电压Uc 。
③电力电子变换器UPE :将输入的三相交流电源转换为可控的直流电压Ud 。
④M 电机:驱动电机。
⑤TG 发电机:测速发电机检测驱动电机的转速。
⑥电位器:将测速发电机输出电压降压,以适应给定电压幅值Un*。
6.分析转速负反馈单闭环调速系统的基本性质,说明单闭环调速系统能减少稳态速降的原因,改变给定电压或者调整转速反馈系数能否改变电动机的稳态转速为什么答:负反馈单闭环调速系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用,在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压,以补偿电枢回路电阻压降的变化。
电力拖动复习资料电力拖动复习资料电力拖动是一种利用电能来驱动机械设备的技术。
它通过将电能转化为机械能,实现对设备的控制和操作。
在现代工业生产中,电力拖动广泛应用于各个领域,如制造业、交通运输、能源等。
本文将对电力拖动的基本原理、应用领域以及发展趋势进行简要介绍和讨论。
一、电力拖动的基本原理电力拖动的基本原理是利用电动机将电能转化为机械能,通过传动装置将机械能传递给被驱动设备,实现对设备的控制和操作。
电动机是电力拖动的核心部件,它可以根据不同的要求选择不同类型的电动机,如直流电动机、交流电动机等。
电动机通过电源提供的电能,产生旋转力矩,驱动机械设备的运动。
二、电力拖动的应用领域1. 制造业:在制造业中,电力拖动被广泛应用于各种生产设备,如机床、输送设备、起重设备等。
电力拖动可以提高设备的运行效率和精度,降低能耗和生产成本。
同时,电力拖动还可以实现自动化生产,提高生产线的自动化水平。
2. 交通运输:电力拖动在交通运输领域也有重要应用。
例如,电动车辆利用电力拖动技术实现驱动,可以减少对传统燃料的依赖,降低环境污染。
此外,电力拖动还被应用于轨道交通、船舶等领域,提高交通工具的运行效率和安全性。
3. 能源:电力拖动在能源领域的应用主要体现在电力输送和储能方面。
电力拖动可以实现高效的电力输送,将电能从发电厂输送到用户终端,提高电网的输电效率。
此外,电力拖动还可以应用于储能设备,如电池、超级电容器等,实现电能的储存和释放。
三、电力拖动的发展趋势1. 高效节能:随着能源紧缺和环境污染问题的日益突出,电力拖动在未来的发展中将更加注重高效节能。
新型电动机和传动装置的研发将使电力拖动系统的效率进一步提高,降低能源消耗和环境负荷。
2. 智能化控制:随着信息技术和自动化技术的发展,电力拖动系统将越来越智能化。
通过引入先进的控制算法和传感器技术,电力拖动系统可以实现更加精确的控制和监测,提高设备的运行稳定性和安全性。
3. 多能源协同:未来的电力拖动系统将更加注重多能源协同。
第二章V—M系统的优缺点优点:晶闸管可控整流器的功率放大倍数大,门极电流可以直接用电子控制;响应时间是毫秒级,具有快速的控制作用;运行损耗小,效率高缺点:电压波形的脉动造成了电流脖凶的脉动,脉动电流会增加电动机的发热,同时也产生脉动转矩,对生产机械不利;脉动的电流波形使系统主电路可能出现电流断续,电流波形的短线需给用平均值描绘的系统带来一种非线性的因素,也引起机械特性的非线性,影响系统的运行性能。
直流PWM调速系统的优越性:1主电路简单需要的电力电子器件少2 开关频率高,电流容易连续谐波少,电动机损耗发热少。
3低速性能好稳速精度高调速范围宽4 与快速响应的电动机配合则系统频带宽,动态响应快,动态抗干扰强5 电力电子开关器件工作在开关状态,导通损耗小,装置效率高。
6 直流电源采用不空整流时电网功率因素币相控整流器高。
稳态性能指标:调速范围和静差率开环系统机械特性和比例控制闭环系统静特性比较:①闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬的多②闭环系统的静差率要比开环系统小得多③如果所要求的静差率一定,则闭环系统可以大大提高调速范围对于调速系统的控制要求:1 调速:在一定的最高转速和最低调速范围内,分档地(有级)或平滑地(无级)调节转速 2 稳速:以一定的精度在所需的转速上稳定运行,在各种干扰下不允许有过大的转速波动,以确保产品质量。
3 加减速:频繁启动制动的设备要求加速,减速尽量快,以提高生产率;不宜经受剧烈的速度变化的机械要求启动制动尽量平稳。
静差率s:用来衡量调速系统在负载变化下转速的稳定度,它和机械特性硬度有关,特性余K代表闭环系统的开环放大系数额硬静差率越小,转速稳定度越高。
(公式)K=K P K SαC e反馈的控制规律:1 比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统。
2 反馈控制系统的作用是:抵抗扰动,服从给定。
3 系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度PI:比例积分PD:比例微分PID:微积分第三章1、转速电流反馈控制直流调速系统把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器upe。
根据电动机的分类,电力拖动分为交流拖动系统和直流拖动系统。
用交流异步电动机和交流同步电动机拖动生产机械的系统称为交流拖动系统;以直流电动机拖动生产机械的系统称为直流拖动系统。
根据系统中电动机的数量,电力拖动又分为单机拖动系统和多机拖动系统。
单机拖动系统结构简单,应用较广;多机拖动常用于大功率和有特殊控制要求的系统中。
什么是电力拖动?电力拖动系统由哪几部分组成?各部分有何作用?电力拖动是以电力为原动力,通过电气设备(如电动机等)带动生产机械来完成一定的生产任务。
电力拖动系统由电源、电动机、生产机械和控制设备等4个基本部分组成。
电源的作用是用以向拖动系统提供能源。
电动机是生产机械的原动力,它的作用是将电能转变为机械能带动生产机械工作。
生产机械是电动机拖动的对象,如提升机、通风机、水泵等。
有时生产机械需要改变运行方式传递动力,电动机通过传动装置拖动生产机械完成生产工艺。
控制设备是按照生产机械的要求去控制电动机的启动、调速、制动等运行过程的。
采用电动机拖动有哪些优点?(1)电能输送方便、经济、便于分配(2)可满足不同类型生产机械的需要,并且拖动效率高;(3)拖动性能好,能达到生产工艺要求的最佳工作状态;(4)能进行远距离监视、测量和控制,便于集中管理,容易实现生产过程的自动化。
机械特性:拖动系统中的转矩改变时,将导致系统速度的变化,它们之间的这种关系称为系统的转矩—转速特性,也称为机械特性。
电动机的机械特性可用特性方程式或特性曲线图表示,它是生产机械选配电动机和分析拖动系统的重要依据。
(P4)固有机械特性:固有机械特性也称为自然特性,它是在电动机额定电压、额定频率(交流电动机)、额定励磁电流(直流电动机)的条件下,电动机回路无附加电阻或电抗时得到的机械特性。
人为机械特性:人为机械特性也称人工特性,是通过改变电动机的电压、频率、励磁电流以及串接电阻、电抗的方法而得到的机械特性。
利用人为特性可以满足不同生产工艺过程的需要。
稳定工作点是指当拖动系统受到瞬时外来干扰后,系统能自动恢复到原来的静态工作点;否则为不稳定工作点。
工作点的稳定性是由电动机的机械特性和生产机械的机械特性二者之间的配合关系所决定的。
(P7)直流电动机可将直流电转换为机械能,所以它需要直流电源供电。
直流电动机的结构主要由定子和转子两部分组成。
定子用于产生磁场;转子通过换向器输入直流电流与磁场相互作用产生电磁转矩。
直流电动机的转子通常称为电枢。
根据定子励磁绕组和电枢绕组连接方式的不同,直流电动机可分为他励、串励、并励和复励4种。
他励电动机的励磁绕组与电枢绕组分别由两组电源供电,串励、并励和复励电动机的两个绕组分别接成串联、并联和混合串并联形式,由同一个电源供电。
直流电动机具有良好的调速性能。
不同类型的直流电动机其机械特性不同。
只要人为地改变电动机电枢端电压U、改变磁通Φ或在电枢回路串接附加电阻R A,都可以改变电动机的机械特性。
(P10)启动:电动机从静止到稳定运行的过程称为启动。
电动机拖动生产机械正常启动的条件是:在启动的全过程应满足电动机的启动转矩大于负载转矩,其次是要有平稳的启动过程。
他励直流电动机常用的启动方法有:直接启动、电枢回路串接电阻启动及降低电枢端电压启动。
他励直流电动机直接启动:直接启动是不采取任何限流措施,将额定电压直接加在电枢两端,使电动机在较大的电流下启动。
这种启动方法只用于小容量直流他励电动机。
电动机对电力拖动系统的制动一般分为两类,即限速制动和减速制动。
限速制动:为了限制下放速度,应使电动机产生一个与系统旋转方向相反的转矩,当这个转矩与负载转矩相等时,系统达到稳定的下放速度。
这种状态称为限速制动运行状态。
(P12)电动机是一种电能与机械能相互转换的电气设备。
电动状态和制动状态是电动机可以相互转换的两种基本工作状态。
直流他励电动机常用的三种制动方式是发电反馈制动、动力制动、反接制动。
它们都是通过改变电枢电流方向的方法实现的。
当电动机的转速在生产机械的作用下超过理想空载转速时(如提升机下放重物),电动机由电动状态变为发电反馈制动状态。
所以,产生发电反馈制动的条件是n>n0。
发电反馈制动的优点是不改变电动机的接线方式,而且能将机械能转变为电能反馈回电网,因此经济效益好。
在电动机制动过程中,电枢回路串接的电阻越小,制动转矩越大,但对电动机的冲击也越大。
所以,在制动时可以逐渐减小附加电阻,以增大制动转矩缩短制动时间。
(P14)电枢反接制动:工作在电动状态下的电动机,制动时突然改变电枢电压极性,使电动机工作在发电状态产生制动转矩,由于这种制动方法是改变电枢电压极性,故称电枢反接制动。
(P16)直流他励电动机有两种工作状态:电动状态与发电状态。
电动状态又分正转工作状态和反转工作状态,其特点是电动机产生的电磁转矩与其转速方向相同,工作在机械特性的第一象限和第三象限,电枢电流与电源电压方向相同,电动机将电能转换为机械能带动负载转动。
调速:根据生产过程的要求,人为或自动地改变电动机的转速称为调速。
调速的实质是改变拖动系统的稳定运行点,即从某一稳定转速过渡到另一稳定转速。
实现调速的方法是改变电动机的运行条件。
静差率是反映系统的负载变化时引起电动机转速变化的程度,即反映电动机的相对稳定性。
静差率越小,相对稳定性越好。
静差率的大小,与电动机机械特性的硬度和理想空载转速有关。
(P18)直流串励电动机电路的特点是励磁绕组与电枢绕组串联,所以励磁电流就是电枢电流,因而磁通Φ将随电枢电流而变化。
根据直流串励电动机的机械特性方程n=K1U/√ ̄M - K2R可知,当转矩M为零时,串励电动机的转矩n趋于无穷大。
实际上由于电动机铁心总有剩磁存在和机械摩擦阻力的影响,电动机的空载转速可达到额定转速的5~6倍。
这样高的转速会造成电动机及其拖动设备的损坏。
因此串励电动机不允许空载启动和空载运行。
为保证这一点,串励电动机将不得采用皮带传动或链传动,以防止皮带断裂或链脱落造成电动机的空载运行。
同时在串励电动机检修后,不能在额定电压下进行空载试运转。
(P23)交流异步电动机也称为感应电动机。
它可将交流电能转换为机械能,所以采用正弦交流电源供电。
异步电动机的结构主要包括转子和定子两部分。
按转子结构的不同,异步电动机可分为鼠笼式和绕线式两种。
鼠笼式异步电动机具有结构简单、使用方便、价格低、运行中不产生火花等优点。
绕线式异步电动机的转子绕组通过滑环引出,可外接附加电阻,用以改善电动机的调速性能。
为了防止电动机过载,定义Mm与M N之比为电动机的过载倍数λ,一般电动机的λ取1.6~2.2。
过载倍数也称为过载能力,它反映电动机在额定转矩时的过载极限。
(P27)交流异步电动机的启动电流可达到额定工作电流的4~7倍。
启动瞬间,电动机产生的冲击电流将会影响电网的正常运行。
因此,与直流电动机一样,限制启动电流也是异步电动机启动必须考虑的问题。
异步电动机常用的启动方法有直接启动、降压启动和转子回路串电阻或阻抗启动。
直接启动和降压启动常用于鼠笼型电动机;转子回路串电阻或阻抗启动用于绕线式电动机。
交流异步电动机直接启动:直接启动也称为全压启动,是一种最简单的启动方法。
启动时将额定电压直接加在定子绕组上使电动机启动。
这种方法对容量较大的电动机将会产生很大的启动电流,所以要求电网有足够大的容量;否则,直接启动只能用于小容量异步电动机。
交流异步电动机降压启动:降压启动是在启动瞬间,采用不同的方式将加在电动机定子绕组上的电压降低,使电动机在低于额定电压的条件下启动,从而减小启动电流。
当转速升高到一定程度时,再投入全压使电动机在额定电压下正常运行。
交流异步电动机常用的降压启动方式有定子串接电阻或电抗降压启动、自耦变压器降压启动、星形- 三角()变换降压启动、延边三角形降压启动等。
(P28)绕线式异步电动机启动电阻根据分段切除的方式不同,分为三相平衡切除和不平衡切除两类。
转子回路所使用的电阻多为金属电阻,它是由一箱箱电阻片构成。
根据所计算的电阻值,选用不同规格的电阻箱。
电阻值的改变由控制电器将金属电阻逐段短接来实现。
启动电阻的级数确定以后,各段电阻确定的原则是每次切除电阻后,转子电流和启动转矩的变化幅度应保持恒定,以满足启动过程的平稳性。
(P34)异步电动机有哪些工作状态?各有什么特点?异步电动机和直流电动机一样也有两种工作状态,即电动状态和发电状态。
电动状态的特点是异步电动机的电磁转矩M与其转速n的方向相同,工作在机械特性曲线的第一、第三象限。
第一象限表示电动机正转运行,第三象限表示电动机反转运行。
工作在电动状态的电动机是将电能转换为机械能。
发电状态的特点是异步电动机的电磁转矩M与转速n方向相反,工作在机械特性曲线的第二、第四象限。
这时电动机产生的电磁转矩将阻止拖动系统的运动,故称为制动转矩。
交流异步电动机的动力制动是将运行中的异步电动机三相交流电源断开,在其中两相接入直流电源,同时在转子回路串入附加电阻。
第二章(P51)接触器与继电器的相同点与不同点?接触器和继电器都是拖动系统常用的控制电器,主要用于接通和断开电路,但接触器主要用于频繁切换大功率(大电流)电路,而继电器主要用于传递控制信号,即切换小电流电路。
接触器主要由电磁系统、主触头、辅助触头、灭弧装置、支架及外壳等几部分组成。
按主触头接通和断开电流的种类,接触器可分为交流接触器和直流接触器。
(P56)接触器使用注意事项?接触器属频繁操作的控制电器,使用时应注意以下事项:(1)接触器的工作条件必须与铭牌相符,包括触头的控制容量和铁心线圈的电压等级、电流种类等。
(2)要定期检查接触器各活动部分是否灵活,各固定部分有无松脱,接线端头是否紧固。
发现问题应及时修理或更换。
(3)接触器触头要经常保持清洁,不允许涂油,触头表面的电弧烧蚀痕迹应及时打磨。
当触头磨损至原厚度1/3时,应及时更换。
镀银或银合金触头表面生成的黑色氧化膜不能磨去,以免影响触头寿命。
(4)铁心圈应通风良好,避免受潮,以保持其应有的绝缘性能,防止匝间短路。
(5)有灭弧装置的接触器,禁止不带灭弧装置使用,以防发生电弧短路事故或烧毁接触器。
(P57)灭弧罩应及时清扫,除去积于内表面的金属粒子,保证灭弧装置能够有效地熄灭电弧。
继电器是一类以某种物理为输入,具有跳跃输出特性的电器组件。
继电器的输入量可以是电压、电流、光、热、压力、速度、机械位移等物理量。
其输出是处于不同状态的触点。
(P61)主令电器:是按生产工艺的要求发出控制指令的操作电器,主要用于闭合或断开各种控制电路。
常用的主令电器有按钮开关、行程开关等。
(P65)组合电器是由多种作用的电器组合在一起的开关。
常用的组合电器有刀形开关、自动空气开关和磁力起动器等。
刀形开关也称闸刀开关,不能平装和倒装,用于不经常操作的电路中。