机电传动

单轴机电传动系统的运动方程式
Tm—电动机产生的转矩
TL—单轴传动系统的负载转矩
J—单轴传动系统的转动惯量
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W—单轴传动系统的角速度
t—时间
Tm与n(转速)同向取+
TL与n同向取—
在任何情况下,电动机所产生的转矩总是由轴上的负载转矩(静态转矩)和动态转矩之和所平衡。
根据负载曲线形状不同,典型的负载特性可分为以下几种:①恒转矩型负载特性(特点:
负载转矩为常数生产机械有:提升机构、提升机的行走机构、带式运输机、金属切削机床)②离心式通风机型负载特性③直线型负载特性④恒功率型负载特性dat文件
机电传动系统的稳定运行包含两重含义①是系统应能以一定速度匀速运转②系统受某种外部干扰作用(电压波动负载转矩波动)而使运行速度稍有变化时,应保证系统在干扰消除后能恢复到原来的运行速度。
中国经纪人登录机电传动系统稳定运行的充分必要条件:①电动机的机械特性曲线n=fTm和产生机械负载特性曲线n=fTL有交点即系统的平衡点②当转速大于平衡点所对应的转速时,Tm<TL即若干扰使转速上升,当干扰消除后应有Tm—TL<0;当转速小于平衡点所对应的转速时,Tm>TL即若干扰使转速下降当干扰消除后应有Tm—TL>0。只有满足上述两个条件的平衡点,才是拖动系统的稳定平衡点,即只有这样的特性配合,系统在受到外界干扰后,才具有恢复到原平衡状态的能力而进入稳定运行。
直流发电机按励磁方法来分类,分为他励、并励、串励和复励发电机。
电动机的固有特性:固有特性又称自然特性,它是指在额定条件下的n=f(T)曲线。
人为特性:人为特性是指供电电压U或磁通Φ不是额定值、电枢电路内接有外加电阻Rad时的机械特性。
直流他励电动机的启动特性:直接启动将电动机直接接入电网并 施加额定电压时,启动电流 将很大,一般情况下能达到其额定电流的10倍~20倍。这样大的启动电流不仅 使电动机在换向过程中产生危险的火花,烧化整流子,过大的电枢电流产生过大的电动应力,可能引起绕阻 的损坏,而且产生于启动电流成正比的启动转矩,会在机械系统和传动机构中产生过大的动态转矩冲击,使 机械传动部件损坏,对供电电网来说,过大的启动电流将使保护装置动作,切断电源造成事故,或者引起电 网电压的下降,影响其它负载的正常运行。因此,直流电动机是不允许直接启动的,即在启动时必须设法限 制电枢电流,例如普通的 型直流电动机,规定电枢的瞬时电流不得大于额定电流的1.5倍~2倍。
限制直流电动机的启动电流,一般由两种方法:①降压启动,即在启动瞬间,降低供电电源电压,随着转速n的升高,反电动势e升高,再逐步提高供电电压,最后达到额定电压 时,电动机达到所要求的转速。直流发电机-电动机组和 晶闸管整流装置-电动机组等就是采用这种降压方式启动的。
②在电枢回路内串接外加电阻启动,此时启动电流 将收到外加启动电阻 的限制,随着电机
转速n的 升高,反电动势E增大,再逐步切除外加电阻-直到全部切除,电动机达到所要求的转速。生产机械对电动机启动的要求是有差异的。例如,市内无轨电车的直流电动机传动系统要求平稳慢速启动,若启动过快会使乘客感到不舒适,而一般生产机械则要求有足够的启动转矩以缩短启动时间,提高生产效率。
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直流电机的调速特性①改变电枢电路外串电阻Rad②改变电动机电枢供电电压U③改变电动机主磁通Φ
反接制动:在反接制动期间,电枢电动势E和电源电压U是串联相加的,因此为了限制电枢电流I,电动机的电枢电路电路中必须串接足够大的线接电阻Rad 电源反接制动应用在生产机械要求迅速减速,停车和反向的场合以及要求经常正反转的机械上。
三相异步电动机的机械特性:固有特性:异步电动机在额定电压和额定频率下,用规定的接线方式,定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗是的机械特性。
人为特性:异步电动机的机械特性与电动机的参数有关,也与外加电源电压、电源频率有关,将关系式中的参数人为地加以改变而获得的特性称为异步电动机的人为机械特性
U的变化对理想空载转速no和临界转差率Sm不发生影响,但最大转矩TmaxU2成正比,当降低定子电压时,noSm不变,而Tmax大大减小。在同一转差率情况下,人为特性与固有特性的转矩之比等于电压的平方之比。
异步电动机的启动方法: 1)直接起动 即在额定电压下起动。这种方法的起动电流很大,可达到额定电流的4~7倍。根据规定单台电动机的起动功率,不宜超过配电变压器容量的30%。
 2)降压起动 利用起动设备将电压降低后,再加到电动机上,当电动机转速升到一定值时,再转接到额定电压下运行。这种方法虽可减小起动电流,但电动机的转矩与电压的平方成正比,电动机的起动转矩也因此而减小,所以只适用于笼型电动机空载或轻载起动的场合。
一般常用的降压起动方法有以下几种:
 (1)星 三角降压起动:起动时将定子三相绕组作星形连接,以限制起动电流,待转速接近额定转速时再换接成三角形,使电动机全压运行。采用这种起动方法,起动电流较小,起动转矩也较小,所以一般适用于正常运行为三角形接法的、容量较小的电动机作空载或
轻载起动。也可频繁起动。
 (2)自耦变压器降压起动:将自耦变压器高压侧接电网,低压侧接电动机。起动时,利用自耦变压器分接头来降低电动机的电压,待转速升到一定值时,自耦变压器自动切除,电动机与电源相接,在全压下正常运行。这种起动方法,可选择自耦变压器的分接头位置来调节电动机的端电压,而起动转矩比星 三角降压起动大。但自耦变压器投资大,且不允许频繁起动。它仅适用于星形或三角形连接的、容量较大的电动机。
异步电动机的调速方法:
变极对数调速方法 这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的,特点如下: 1、具有较硬的机械特性,稳定性良好; 2、无转差损耗,效率高; 3、接线简单、控制方便、价格低; 4、有级调速,级差较大,不能获得平滑调速; 5、可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用,获得较高效率的平滑调速特性。 本方法适用于不需要无级调速的生产机械,如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
变频调速方法 变频调速是改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法。
变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器,变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类,目前国内大都使用交-直-交变频器。其特点: 1、效率高,调速过程中没有附加损耗; 2、应用范围广,可用于笼型异步电动机; 3、调速范围大,特性硬,精度高; 4、技术复杂,造价高,维护检修困难。 5、本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。
转变差率调速:①调压调速-改变定子电压②转子电路串电阻调速-线绕式异步电动机转子电路串电阻③串级调速-线绕式异步电动机转子电路串电动势④电磁转差离合器调速-滑差电动机调速
变频调速的基本方法:变压变频调速,恒压弱磁调速
三相异步电动机的制动特性唐家寺的雨伞:反馈制动、反接制动、能耗制动。
反馈制动:一种是负载转矩为位能性转矩的起重机械在放下重物时的反馈制动运行状态;另一种是电机在变级调速或变频调速过程中,极对数突然增多或供电频率突然降低,使同步转速
n。突然降低时的反馈运行状态。
反接制动:电源反接、倒位制动。
能耗制动:异步电动机的电源反接用于准确停车有一定困难,因为它容易造成反转,而且电能损耗也比较大;反馈制动虽然是比较经济的制动方法,但它只能在高于同步转速下使用;而能耗制动却是比较常用的准确停车方法。
对伺服电动机的要求,控制电压一旦取消,电动机必须立即停转,但根据单相异步电动机的原理,电动机转子开始转动以后在取消控制电压,虽然只剩励磁电压单相供电,但他仍将继续转动,即存在自转现象,只意味着失去控制作用,是不允许的。
直流伺服电动机:改变控制电压Uc或改变磁通Φ都可以控制直流伺服电动机的转速和转向,前者称为电枢控制(常用),后者称为磁场控制。
丙烯酸羟乙酯常用控制电器与执行电器1电器按动作性质分类:非自动电器(刀开关、转换开关、行程开关)自动电器(接触器、继电器、自动开关) 2电器按用途分类:控制电器(磁力启动器)保护电路(熔断器)执行电器(电磁铁)
刀开关:作为隔点用的配电电器是相当恰当的。
转换开关:结构紧凑站位面积小,操作时用手拧转,操作方便省力。
接触器:接触器是在外界输入信号下能够自动的接通或断开带有主电路(如电动机)的自动控制电器,它是利用电磁力来使开关打开或闭合的电器。适用于频繁操作(高达每小时1500次)、远距离控制强电流电路,并具有低压释放的保护性能、工作可靠寿命长(机械寿命达2000万次,电寿命达200万次)和体积小等优点
电磁继电器与接触器的区别:结构和工作原理大致相同。区别:接触器用于主电路,电流大有灭弧装置,一般只能在一定的电压作用下动作。继电器用于控制电路,电流小(不大于5A)无灭弧装置,
自锁触头:利用电器自己的触头保持自己的线圈得电,从而保证长期工作的线路环节称为自锁环节,这种触头称为自锁触头。
常用的短路保护原件有熔断器、过电流继电器、自动开关
熔断器:有插入式、密封管式、螺旋式。广泛应用于电力拖动控制系统中的保护电器。熔断器串于被保护电路中,当电路发生短路或严重过载时,它的熔体能自动迅速熔断,从而切断电路,使导线和电器设备不至损坏。
为什么交流电弧比直流电弧更容易熄灭: 因为交流是成正旋变化的,当触点断开时总会有某一时刻电流为零,此时电流熄灭.而直流电一直存在,所以与交流电相比电弧不易熄灭.
自动空气断路器有什么功能和特点功能和特点是具有熔断器能直接断开主回路的特点,又具有过电流继电器动作准确性高,容易复位,不会造成单相运行等优点.可以做过电流脱扣器,也可以作长期过载保护的热脱扣器.
何谓“自转”现象?交流伺服电动机时怎样克服这一现象,使其当控制信号消失时能迅速停止?
自转是伺服电动机转动时控制电压取消,转子利用剩磁电压单相供电,转子继续转动.
    克服这一现象方法是把伺服电动机的转子电阻设计的很大,使电动机在失去控制信号,即成单相运行时,正转矩或负转矩的最大值均出现在Sm>1的地方.当速度n 为正时,电磁转矩T
为负,n为负时,T为正,即去掉控制电压后,单相供电似的电磁转矩的方向总是与转子转向相反,所以是一个制动转矩.可使转子迅速停止不会存在自转现象
异步电动机有哪几种调速方法?各种调速方法有何优
1 调压调速  这种办法能够无级调速,但调速范围不大
2 转子电路串电阻调速 这种方法简单可靠,但它是有机调速,随着转速降低特性变软,转子电路电阻损耗与转差率成正比,低速时损耗大。
3 改变极对数调速  这种方法可以获得较大的启动转矩,虽然体积稍大,价格稍高,只能有机调速,但是结构简单,效率高特性高,且调速时所需附加设备少。
4 变频调速    可以实现连续的改变电动机的转矩,是一种很好的调速方法。
什么叫恒功率调速?什么叫恒转矩调速?
恒功率调速是人为机械特性改变的条件下,功率不变。恒转矩调速是人为机械特性改变的条件下转矩不变。
同步电动机的工作原理与异步电机的有何不同?
异步电动机的转子没有直流电流励磁,它所需要的全部磁动势均由定子电流产生,所以一部电动机必须从三相交流电源吸取滞后电流来建立电动机运行时所需要的旋转磁场,它的功率因数总是小于1,同步电动机所需要的磁动势由定子和转子共同产生的当外加三相交流电源的电压一定时总的磁通不变,在转子励磁绕组中通以直流电流后,同一空气隙中,又出现一个大小和极性固定,极对数与电枢旋转磁场相同的直流励磁磁场,这两个磁场的相互作用,使转子北电枢旋转磁场拖动着一同步转速一起转动.
为什么直流电动机直接启动时启动电流很大?
电动机在未启动前n=0,E=0,Ra很小,所以将电动机直接接入电网并施加额定电压时,启动电流将很大.Ist=UN/Ra

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