【摘要】隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國機械電氣行業(yè)也開啟了一個新篇章。而電力拖動系統(tǒng)作為其中的重要環(huán)節(jié)，分析電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性有助于深入了解此方面的知識，并在此基礎(chǔ)上將所學理論運用到實踐活動中去。本文就電力拖動系統(tǒng)運行過程進行分析，使得電力拖動系統(tǒng)能以最佳狀態(tài)運行。

【關(guān)鍵詞】電力拖動;運行過程;分析

電力拖動系統(tǒng)中包括電源、電動機、控制設(shè)備等部分。其中，作為控制設(shè)備與電動機的能源，電源主要分為直流電源和交流電源;電動機作為生產(chǎn)機械的原動機，它將電能轉(zhuǎn)化為機械能;控制設(shè)備控制著電動機的運轉(zhuǎn)，而傳動機構(gòu)則傳遞著電動機與生產(chǎn)機械之間的力量。本文針對電力拖動系統(tǒng)運行過程展開討論。

1.電力拖動系統(tǒng)的基本知識

要對電力拖動系統(tǒng)的運行過程進行分析，首先必須掌握該運行過程所需要的知識，采取正確方法，對相應(yīng)的電力拖動系統(tǒng)運行過程進行分析，從而獲取出想要的數(shù)據(jù)以及客觀的結(jié)論，使得準確分析出該系統(tǒng)的運行狀態(tài)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及安全性。

1.1 旋轉(zhuǎn)運動方程式Tem -TL=GD375·dndt

Tem、TL和n的方向在電力拖動系統(tǒng)運作過程中都是不確定的，所以需要對運動方程式規(guī)定正方向。通常把電動機工作狀態(tài)中的旋轉(zhuǎn)方向定為正方向，而電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方向與電動機旋轉(zhuǎn)方向相同時規(guī)定為正方向，反之為負方向。當負載轉(zhuǎn)矩與規(guī)定正方向相反則為正，相同則為負。規(guī)定方向后即可判斷電力拖動系統(tǒng)是處于加速、減速或者恒速運行狀態(tài)中哪一種狀態(tài)。

1.2 電動機的特性及其方程式

因電動機分為直流電動機和交流電動機兩種，所以應(yīng)當根據(jù)電力拖動系統(tǒng)運行中所用電動機的類型對其自身特性、人為特性等機械特性進行準確判斷。同時，應(yīng)當理解與其相關(guān)的方程式，譬如：感應(yīng)電勢方程式、電壓平衡方程式、磁勢平衡方程式等。

1.3 負載的特性

在運行電力拖動系統(tǒng)前應(yīng)當對負載的機械特性進行詳細了解。通常，機械的實際負載特性是由幾種類型特性疊加而成。所以，應(yīng)當先了解最基本負載的機械特性，如恒功率負載等，再通過將其進行再組合，寫出最終負載特性方程式，并根據(jù)特性方程式繪出負載特性曲線。最后，根據(jù)所學動力學知識對其特性方程式以及曲線圖進行分析，從而判斷出是否會發(fā)生變化，若發(fā)生變化，應(yīng)當對新的機械特性進行重新分析。

1.4 過渡過程

電動機在電力拖動系統(tǒng)中是非常重要的組成部分。當電力拖動系統(tǒng)正確運行時，根據(jù)運動方程式，電磁轉(zhuǎn)矩的大小是由其負載轉(zhuǎn)矩決定的。所以，拖動系統(tǒng)在負載轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)變化等被外部干擾或人為改變電動機參數(shù)時，都會使電力拖動系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行造成極大的影響。

1.5 靜態(tài)穩(wěn)定性

當只考慮系統(tǒng)機械慣性時，電力拖動系統(tǒng)能夠在某點保持穩(wěn)定運行，需滿足以下條件：首先必須在電動機的機械特性與其負載特性之間具有交點，其次需要有穩(wěn)定運行數(shù)據(jù)條件。

1.6 運行狀態(tài)

電力運行是電動機產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩和系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)方向相同時，T與n同號即同處于正數(shù)或負數(shù)。制動運行是電動機產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩和系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)方向相反時，T與n異號。制動運行又分為回饋制動和能耗制動兩種制動方式。

2.分析方法

利用上述知識，可以采用圖解法或者代數(shù)法對電力拖動系統(tǒng)進行分析。因圖解法的直觀、便于理解等特點，下面主要對圖解法進行過程分析。

（1）在同一個坐標系內(nèi)將電動機的機械性能與負載性能同時畫出來，坐標系設(shè)置為T—n。

（2）根據(jù)電力拖動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，通過計算，分析系統(tǒng)的初始運行狀態(tài)是否滿足穩(wěn)定運行的條件，并判斷其是否有穩(wěn)定運行點。如果能在某點穩(wěn)定運行，則對其運行狀態(tài)進行分析。

（3）若沒有受到外界或人為因素的干擾而造成系統(tǒng)中負載特性與機械特性在運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)變化，則應(yīng)將其變化呈現(xiàn)于坐標系中。

（4）由于過渡過程是沿著電機機械特性運行的，當運行至穩(wěn)定時電磁轉(zhuǎn)矩是由負載轉(zhuǎn)矩的大小決定的，從而根據(jù)運動方程式以及電動機工作原理的基本方程式推出。

（5）根據(jù)電力拖動系統(tǒng)運行狀態(tài)以及過渡狀態(tài)中每段曲線以及特殊點進行運動狀態(tài)分析。

3.安全保護

對電力拖動系統(tǒng)的保護方式由兩方面組成：一方面是對電器的保護，另一方面是對計算機系統(tǒng)的安全保護。

3.1 電器保護

這是一種最基本的保護形式。一般包括短路保護、過流保護等。

3.2 計算機系統(tǒng)的安全保護

計算機的保護屬于上端保護。

首先是短路保護，短路電流通常會導致電器的絕緣設(shè)備被破壞，原因是電流過強引起的電動應(yīng)力加強，是的電動機的繞組失去承受能力，最終導致?lián)p壞。其次是過流保護。電動機啟動異?；蛘叱^其負載都可能會引起過流電流，而這種電流的流通通常相當大，會引起一些傳動器件甚至電動機本身的損傷。接著，是過熱保護。當電動機長時間運行時，產(chǎn)生的熱量會使電動機的繞組溫度超過其承受能力，從而導致電動機無法正常運作。

再者是欠電壓保護。欠壓是由電源電壓過分降低導致的，這可能會導致電動機轉(zhuǎn)速降低更可能導致是停止運轉(zhuǎn)。與此同時，欠壓形成的釋放氣體也會阻礙電路正常運行。

還有安全鏈的保護。它涉及過流保護、水壓保護、欠壓保護等多方面保護，必須對其涉及的所有方面進行保護。

最后是整體系統(tǒng)故障保護。通常計算機在其自身能夠正常運行時能夠保證穩(wěn)定的自動控制，可以對意外的古裝做出處理。

4.電力拖動系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的涵義

假設(shè)一個電力拖動系統(tǒng)原先是在一定的轉(zhuǎn)速中穩(wěn)定運行的，忽然收到一定外力或人為作用，譬如負載轉(zhuǎn)矩有所變化或者人為對電動機的參數(shù)進行改變，使得系統(tǒng)不能夠在原先的轉(zhuǎn)速之下運行。然而，如果系統(tǒng)能夠在一個新條件下達到新平衡的話，則能夠在一個新的穩(wěn)定點上正常運行，或是在外界影響失靈時系統(tǒng)又能夠恢復(fù)到原先運行狀態(tài)，則稱之為系統(tǒng)穩(wěn)定，相反，若失去影響后系統(tǒng)恢復(fù)不到之前狀態(tài)，則該系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。

5.總結(jié)

電力拖動系統(tǒng)在實現(xiàn)電能向機械能轉(zhuǎn)變中尤其重要。然而，電力拖動系統(tǒng)的運行過程是比較復(fù)雜的。首先要確定其轉(zhuǎn)向，再要熟悉其機械特性和負載特性，并掌握相關(guān)方程式，明確其正常運行時需要的條件，從而對其運行狀態(tài)進行判斷。所以，只有深刻理解這些知識點并采用正確的方法，譬如圖解法，才能夠準確分析拖動系統(tǒng)的運行狀態(tài)和運行過程。

參考文獻

[1]侯銳.淺談電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件與方法[J].太原城市職業(yè)技術(shù)學院學報.2012.12（09）：27-28.

[2]孫立新.電力拖動系統(tǒng)中電動機的選擇[J].民營科技.2012.10（04）：44-45.

[3]鄧國棟.電力拖動系統(tǒng)自動控制和安全保護[J].新建設(shè)：現(xiàn)代物業(yè)上旬刊.2011.8（11）：90-91.

[4]王永靜.電力拖動系統(tǒng)的節(jié)能[J].防爆電機.2014.04 （14）：72-73.

作者簡介：

滕祥（1968—），男，吉林白山人，吉林省林業(yè)技師學院助理講師，研究方向，電力拖動。

王國翠（1984—），女，吉林白山人，大學本科，學士，助理講師，吉林省林業(yè)技師學院教師，研究方向：電工儀表修理。