| 标题 | 电力拖动系统稳定运行的条件及判定方法 |
| 范文 | 王雨 摘要 本文主要分析电力拖动系统稳定运行的条件，并提出一种利用电动机及生产机械的机械特性曲线判定系统能否稳定运行的简便方法。 关键词 电力拖动系统；稳定运行条件；判定方法 中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）43-0084-02 0引言 电力拖动系统里，电动机与生产机械连成一体，为了使系统运行合理，就要使电动机的机械特性与生产机械的机械特性尽量配合，特性配合好的一个起码要求是系统要能稳定运行。这两种特性的任意配合，并不一定能使拖动系统稳定运行。下面，我们就此问题进行详细分析。 1 电力拖动系统稳定运行的概念 设有一电力拖动系统，原来处于某一转速下运行，由于受到某种扰动，如电源电压波动或负载转矩变化等，导致系统的转速发生变化而离开了原来的平衡状态，如果在扰动持续期间，系统在新的条件下能达到新的平衡，在新的工作点稳速运行，或当外界扰动消失后系统又能自动恢复到原来的转速下继续运行，则该系统是稳定的；如果当外界扰动消失后，系统的转速或是无限制地上升，或是一直下降至零，则称该系统是不稳定的。 2 电力拖动系统稳定运行的条件 2.1讨论T=TL时，系统是否一定能稳定运行？ 2.1.1他励直流电动机拖动恒转矩负载 1） 负载转矩变化时 当T=TL1时，电动机稳定运行于A点，系统运行转速为nA。 （1）若生产机械的负载转矩由TL1突然减小到TL2，系统还能否稳定运行？ 分析：A点处T=TL1，生产机械的负载转矩由TL1突然减小到TL2时，由于机械惯性的原因，转速不能突变，电枢电势不变，电枢电流不变，电磁转矩也保持不变，此时，就有，系统加速运行。 随着电动机转速的上升，逐渐增大，逐渐减小，电磁转矩T不断减小，直到B点处，实现新的转矩平衡：T=TL2，，也就是说，在扰动持续期间，系统将保持较高的转速nB稳定运行。 （2）扰动消失后，系统能否回到原来的平衡状态？ 扰动消失，负载转矩重新回到TL1时，同样转速不能突变，电枢电势不变，电枢电流不变，电磁转矩也不变，此时，，，系统减速，Ea减小，Ia减小，T减小，直到，系统重新回到原来的工作点A稳定运行。 如果负载转矩突然增大，系统会减速到一个较低的转速，直到达到另一个新的平衡状态。扰动消失后也能重新回到原来的平衡状态。 可见，系统在这种扰动作用下是稳定的。 2）电枢电压变化时 他励直流电动机拖动恒转矩负载TL1，稳定运行于A点，T=TL1 （1）电枢电压突然降低 电动机的机械特性从1瞬时变成2，转速由于惯性的原因不能突变，工作点由A过渡到C点，电枢电势不变，电枢电流突然减小，电磁转矩也减小，此时，，系统减速，沿特性2下降到B点，，系统进入新的平衡条件下稳定运行。 （2）扰动消失后系统能否回到原来的平衡状态？ 扰动消失后，电枢电压重新回到U1，电动机机械特性也重新变为1，转速由于惯性的原因仍然不能突变，电枢电势不变，电枢电流增加，电磁转矩也增加，此时，，系统加速，沿特性1回到A点，T=TL1，系统重新回到原来的平衡状态。 结论：系统能稳定运行。 2.1.2下面这个系统在T=TL1处能否稳定运行？ 一台差复励式电动机具有上翘的机械特性，拖动恒转矩负载TL1，假设开始系统稳定运行于A点。当负载转矩突然减小到TL2时，系统还能否稳定运行？ 分析：由于机械惯性的原因电动机转速不能突变，电枢电流不变，电磁转矩不变，，系统加速到B点，而 ，系统仍然加速，不可能有T=TL2，系统转速将越来越高——飞车。如果系统中无必要的保护措施，必然导致电动机的转速和电枢电流超出极限而损坏，显然，这样的系统是不能稳定运行的。而负载转矩如果是突然增加，则系统将不断减速到停转。 结论：T=TL1时系统不一定能稳定运行。 2.2稳定运行的条件 通过以上分析可以看出，电力拖动系统在电动机的机械特性与负载机械特性的交点上并不一定都能够稳定运行，也就是说，T=TL1仅仅是系统稳定运行的必要条件，但不是充分条件，要使饿电力拖动系统稳定运行，还需要电动机的机械特性与负载特性配合得当。 比较4-19和4-20，发现： 4-19中，，而4-20中， 因此，可得电力拖动系统稳定运行的充要条件是：，当干扰作用使转速有一个微小增量dn时，引起的，系统将产生负加速度，使转速回复到n，则系统是稳定的。 3 利用机械特性曲线判定系统稳定性的简便方法 在工作点P上方取一小的转速增量dn，作一条水平线与两条机械特性分别相交。比较两个交点的转矩增量，若，则系统稳定；反之则不稳定。 实际上，我们只要观察一下两个交点的位置，若M-n特性上的交点在ML-n特性上交点的左方，则系统稳定，反之则是不稳定的。 参考文献 [1]邱阿瑞.电机与电力拖动.北京：电子工业出版社，2002. [2]严欣平.电机拖动基础.北京：冶金工业出版社，2009. [3]高敬德.电机及电力拖动.北京：石油工业出版社，2001. 注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读” |
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