第3章 直流电力传动系统的过渡过程,3.1 概述3.2 电枢电压突变时的过渡过程3.3励磁磁通突变时的过渡过程3.4最佳过渡过程小结,3-1,3.1概述,3-2,指电力拖动系统由一个稳定工作状态过渡到另一个稳定工作状态的过程，例如起动、制动、反转、调速、负载突变等过程。,过渡过程中，n、T、Ia 及 P 均为时间的函数，其变化规律称为电力拖动运行的负载图，负载图是正确选择与校验电动机功率的依据。,研究过渡过程可以分析如何缩短过渡过程的时间，从而提高生产率；探讨减小过渡过程损耗的途径，提高电动机的利用率；还可以研究如何改善电力拖动的运行情况，使设备能安全进行。,电力拖动系统的运行状态可分为稳态和动态。,3.1概述,3-3,电力拖动系统中一般存在以下三种惯性:1)机械惯性体现在飞轮矩 GD2 上，它使转速 n 不能突变2)电磁惯性体现在电枢回路电感 La 及励磁回路电感 Lf 上，使电枢电流和励磁电流不能突变3)热惯性使温度不能突变电力拖动过渡过程1) 机械过渡过程2) 电气-机械过渡过程,3.1概述,3-4,1) 数学解析2) 图解3) 计算机仿真分析4) 实验,常用的研究方法,3.2电枢电压突变时的过渡过程,3-5,3.2电枢电压突变时的过渡过程,3-6,3.2电枢电压突变时的过渡过程,3-7,机电时间常数,3.2电枢电压突变时的过渡过程,3-8,特征方程,特征方程的根,当,时，特征方程有特征方程两个负实根,当,时，特征方程有特征方程两个复根,3.2电枢电压突变时的过渡过程,3-9,例3-1,3.2电枢电压突变时的过渡过程,3-10,例3-1,展开部分分式，并求出待定系数,取拉式反变换,同理得,3.2电枢电压突变时的过渡过程,3-11,3.2电枢电压突变时的过渡过程,3-12,机械过渡过程,3.2电枢电压突变时的过渡过程,3-13,机械过渡过程,拉氏反变换,阶跃电压U/s作用下拉氏变换,3.2电枢电压突变时的过渡过程,3-14,机械过渡过程当负载不为零,根据拉氏终值定理,3.2电枢电压突变时的过渡过程,3-15,机械过渡过程当初始转速不为零,初始值、稳态值和时间常数,电力拖动系统过渡过程的分析,3-16,1.电枢电流Ia的变化规律,电力拖动系统过渡过程的分析,3-17,2.转矩T的变化规律,电力拖动系统过渡过程的分析,3-18,3.转速n的变化规律,电力拖动系统过渡过程的分析,3-19,4.过渡过程时间的计算,3.2电枢电压突变时的过渡过程,3-20,2.电枢串多级电阻起动的过渡过程,第一段,3.2电枢电压突变时的过渡过程,3-21,2.电枢串多级电阻起动的过渡过程,第二段,3.2电枢电压突变时的过渡过程,3-22,2.电枢串多级电阻起动的过渡过程,第三段,3.2电枢电压突变时的过渡过程,3-23,2.电枢串多级电阻起动的过渡过程,电流曲线,3.2电枢电压突变时的过渡过程,3-24,2.电枢串多级电阻起动的过渡过程,1) 不同加速级的机电时间常数是不同的电枢电路的电阻愈大，则 TtM 愈大2) 不同加速级的起始转速与稳定转速都是不同3) 各级的起始电流均限定为 I1，各级的稳定电流 Iz 由恒转矩负载决定，其值不变。,4) 总的起动时间 tst,3.3励磁磁通突变时的过渡过程,3-25,一、励磁回路过渡过程,3.3励磁磁通突变时的过渡过程,3-26,一、励磁回路过渡过程,3.3励磁磁通突变时的过渡过程,3-27,二、励磁回路过渡过程的加快,3.3励磁磁通突变时的过渡过程,3-28,三、励磁回路过渡过程的延缓,1、励磁回路串电阻,3.4最佳过渡过程,3-29,措施一:设法减小系统的飞轮矩 GD2 ，以减小机电时间常数措施二:尽可能设法改善起动过程中电枢电流的波形,3-30,1.减小系统的飞轮矩 GD2,3.4最佳过渡过程,1.电机设计为细长结构,2.采用双机拖动,3.4最佳过渡过程,3-31,2.最佳过渡过程控制,3.4最佳过渡过程,3-32,2.最佳过渡过程控制,等加速过渡过程,过渡过程最短时间,3.4最佳过渡过程,3-33,制动过渡过程,3-34,3.4最佳过渡过程,电流充满系数,2.最佳过渡过程控制,3-35,3.最佳过渡过程控制,3.4最佳过渡过程,他励直流电动机反接制动的过渡过程,3-36,1.当负载为位能恒转矩负载时,3-37,2.当负载为反抗性恒转矩负载时,他励直流电动机反接制动的过渡过程,他励直流电动机反接制动的过渡过程,3-38,2.当负载为反抗性恒转矩负载时,