[拼音]：dianli tuodong yunzhuan zhuangtai

[外文]：operating state of electrical drive

電動機(jī)帶動負(fù)載進(jìn)行穩(wěn)定運轉(zhuǎn)、加速運轉(zhuǎn)或減速動轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)。用運動方程式描述為

式中M為電動機(jī)軸上的電磁轉(zhuǎn)矩(牛頓?米)； M_L為電動機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩(牛?米); GD²為電動機(jī)軸上總的飛輪慣量(牛?米²);dn/dt為電動機(jī)轉(zhuǎn)軸的加速度(轉(zhuǎn)/分?秒)；375為帶有量綱的換算常數(shù)(米／分?秒)。

電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩方向相反，大小相等時，dn/dt=0，電力拖動系統(tǒng)處于穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)；電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時，dn/dt＞0，電力拖動系統(tǒng)處于加速過程的運轉(zhuǎn)狀態(tài)；反之，拖動系統(tǒng)處于減速過程的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。穩(wěn)定運轉(zhuǎn)是電力拖動系統(tǒng)的基本工作狀態(tài)。系統(tǒng)由一個穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)，經(jīng)過加速運轉(zhuǎn)狀態(tài)或減速運轉(zhuǎn)狀態(tài)過渡到另一個新的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)的過程稱為電力拖動系統(tǒng)的過渡過程。

穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)

電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)有電動運轉(zhuǎn)狀態(tài)和制動運轉(zhuǎn)狀態(tài)。電動機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩是幫助拖動系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的，稱為電動運轉(zhuǎn)狀態(tài)，這時電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，拖動生產(chǎn)機(jī)械作功。電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是反抗拖動系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的，稱為制動運轉(zhuǎn)狀態(tài)，這種狀態(tài)發(fā)生于電動機(jī)所帶的位能性負(fù)載（如提升機(jī)械）穩(wěn)定下降時，負(fù)載的位能所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩帶動生產(chǎn)機(jī)械運轉(zhuǎn)，而電動機(jī)產(chǎn)生與運動方向相反的轉(zhuǎn)矩，阻止負(fù)載按自由落體規(guī)律不斷加速運動的趨勢。

過渡過程

當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械需要起動、制動、正反向轉(zhuǎn)換或調(diào)節(jié)速度時，必須人為地改變有關(guān)電氣參數(shù)（電壓、電阻或電源頻率等），迫使電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩不等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，則系統(tǒng)就進(jìn)入了加速或減速過渡過程的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。由于電力拖動裝置中存在著幾種慣性，使系統(tǒng)不能從一個穩(wěn)定工作狀態(tài)立即變到另一個穩(wěn)定工作狀態(tài)，而慣性量的大小又直接影響系統(tǒng)過渡過程時間的長短。影響電力拖動系統(tǒng)工作的慣性主要有：

（1）機(jī)械慣性：由電動機(jī)軸上的總飛輪慣量GD²所產(chǎn)生，它使轉(zhuǎn)速不能突變；

（2）電氣回路的電磁慣性：由電動機(jī)電樞回路和勵磁回路的電感引起，它使回路中的電流不能突變，即不能使電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生突變。

不同的生產(chǎn)機(jī)械對電力拖動系統(tǒng)的過渡過程有不同的要求，例如起重機(jī)械、可逆式軋鋼機(jī)、龍門刨床等都希望盡量縮短電動機(jī)的起動、制動和正反轉(zhuǎn)過渡過程的時間，以提高生產(chǎn)率；造紙機(jī)、印刷機(jī)等生產(chǎn)機(jī)械要求對電動機(jī)的加減速度有一定的限制，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量；電梯、礦井升降機(jī)、地鐵電車等的電力拖動系統(tǒng)必須平滑起動和制動，以適應(yīng)乘坐人員的生理狀態(tài)。另外，過渡過程的變化規(guī)律對準(zhǔn)確停車、精密調(diào)速、閉環(huán)控制系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)都有直接影響。所以，研究過渡過程對提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，正確合理地進(jìn)行控制系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計都具有實際意義。

起動過渡過程

電動機(jī)通電以后，從靜止?fàn)顟B(tài)加速到某一個所要求的速度穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的過程。起動過程不是生產(chǎn)過程，一般生產(chǎn)機(jī)械總是希望有盡可能短的起動過渡過程時間。從運動方程式中可知，拖動系統(tǒng)的動態(tài)轉(zhuǎn)矩△M＝M－M_L的大小決定了系統(tǒng)加速度的大小。在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩M_L下，提高電動機(jī)的起動電磁轉(zhuǎn)矩是加快起動過渡過程的有效措施。但是，由于電磁轉(zhuǎn)矩與電動機(jī)電流有關(guān)，所以最大的起動轉(zhuǎn)矩受到電動機(jī)最大允許電流的限制。

制動過渡過程

系統(tǒng)從一個穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)向另一個穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)或向停車方向減速的過程。在這一過程中，電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，或電磁轉(zhuǎn)矩方向改變，與負(fù)載轉(zhuǎn)矩一起反抗運動。這時拖動系統(tǒng)的動態(tài)轉(zhuǎn)矩小于零，dn/dt＜0，電動機(jī)處于減速過程中。制動過渡過程發(fā)生于向低于原穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的速度調(diào)速過程、正反向運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換過程或停車制動過程中。由于制動過渡過程也屬非生產(chǎn)過程，故一般生產(chǎn)機(jī)械都希望盡量縮短制動過渡過程的時間。

對正在工作于穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)的電動機(jī)，采用電氣控制的方法，使之產(chǎn)生最大的反向制動轉(zhuǎn)矩是加快制動過渡過程的有效措施。但最大制動轉(zhuǎn)矩受到電動機(jī)最大允許電流的限制。通常，產(chǎn)生電動機(jī)制動轉(zhuǎn)矩的方法有能耗制動、反接制動和再生制動。

（1）能耗制動：在維持對直流電動機(jī)勵磁繞組供電的情況下，把正在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的電動機(jī)與電源脫開，同時與制動電阻聯(lián)接（對交流電動機(jī)把定子兩相繞組接入直流電流），由于機(jī)械慣性的作用，電動機(jī)電樞仍在磁場中旋轉(zhuǎn)，其電樞兩端所感生的反電動勢在制動電阻回路中產(chǎn)生反向電流，形成制動轉(zhuǎn)矩。這時，拖動系統(tǒng)的動能轉(zhuǎn)換成電能，并消耗在制動電阻上，故稱為能耗制動。

（2）反接制動：改變正在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的電動機(jī)的電源供電方向(對直流電動機(jī))或改變電動機(jī)供電電源相序（對異步電動機(jī)），使電源電壓方向與電動機(jī)反電動勢方向相同，產(chǎn)生很大的反向電流形成制動轉(zhuǎn)矩。為限制電動機(jī)過大的制動電流，在電動機(jī)回路中必須串入制動電阻。

（3）再生制動：這種制動情況發(fā)生在電動機(jī)正常接法時，由于直流電動機(jī)電壓下降（如降壓調(diào)速），或交流電動機(jī)電源頻率下降（如變頻調(diào)速），使得電動機(jī)的轉(zhuǎn)速高于降壓和降頻率后的理想空載轉(zhuǎn)速。此時，電動機(jī)電動勢大于供電電壓，電動機(jī)電流反向，形成制動轉(zhuǎn)矩。在這種制動過程中，電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，它將拖動系統(tǒng)的動能轉(zhuǎn)換成電能，回送給電網(wǎng)，故稱再生制動，又稱回饋制動。

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文章名稱：《電力拖動運轉(zhuǎn)狀態(tài)》

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