《纺机电气传动设计基础理论》

第一章电气传动的基本理论1

一、电动机的特性1

1.电动机的机械特性1

2.电动机的原理1

3.直流电动机2

4.三相异步电动机8

5.同步电动机16

二、电动机的速度调节19

1.他激直流电动机的转速调节21

2.异步电动机的转速调节24

3.同步电动机的转速调节30

4.电动机调速的共同规律31

三、电动机静态稳定运行的基本条件34

第二章纺机电气传动的特点和要求38

一、前言38

二、纺织机械典型的拖动方式38

1.纺织用高效电动机38

2.弹性起动39

3.冲击性负载41

4.纺织机的调速方案42

5.同步运行45

6.卷绕控制45

7.集体变频调速46

8.定牵伸同步49

9.高频电动机50

10.防爆电动机51

三、电气传动系统发展的方向52

1.电压型逆变器的变频调速53

2.电流型逆变器53

3.斩波式电压型逆变器54

4.脉冲宽度调制逆变器55

5.直接变频56

6.串级调速58

7.无整流子电动机60

四、交流调速在纺织工业中的应用64

1.电压型逆变器64

2.电流型逆变器64

3.直流无整流子电动机65

4.交流无整流子电动机65

5.异步电动机的调压调速65

第三章直流同步系统静态计算66

一、前言66

二、他激直流电动机的基本工作特性66

三、单机调速的限制条件69

四、同步运行的基本要求和方式71

五、调磁同步的基本方程式74

六、同步条件的分析77

七、C值的最佳选择80

八、电动机容量的直接确定法86

九、磁场回路参数的确定102

十、联合机的制动111

十一、松紧架的作用和传递函数116

十二、结束语119

附：符号意义说明119

第四章动态分析的基本方法121

一、前言121

二、拉氏变换和传递函数121

三、方框图及其变换123

四、负反馈的作用126

五、调节系统的基本环节128

六、系统的静差130

1.给定静差132

2.扰动静差134

七、频率特性和Bode线134

1.Bode曲线135

2.Bode定理136

3.系统稳定度的评价138

4.闭环系统的Bode线139

5.补偿原理141

八、系统的过渡品质144

九、直流调速系统的分析150

1.电流小闭环的方框图150

2.速度大闭环153

3.电流自适应环节154

十、最佳化设计的原则156

第五章直流电源问题160

一、前言160

二、直流电源的演变160

三、直流电源的选用原则161

四、可控硅直流电源的基本特性165

1.主回路的选择和比较165

2.三相桥式整流电路的控制特性166

3.三相桥式电路的电流关系172

4.整流电路中的无功功率问题173

5.整流电路的换流问题177

6.续流二极管的作用181

7.脉动电流对直流电动机换向的影响181

8.可控硅电源对机械特性的影响182

五、可控硅电源示例191

1.西门子三相全控桥式整流电路191

2.AEG三相全控桥式整流电路196

第六章辅助传动202

一、力矩电动机和张力控制202

1.力矩电动机的特点和要求202

2.卷绕传动203

3.导布辊辅助传动206

4.作为制动用力矩电动机209

二、电轴系统209

1.概述209

2.基本原理210

3.转矩方程式211

4.电轴整步214

5.电轴接线216

三、风机和水泵的电动机容量确定216

1.水泵功率的计算公式216

2.风机功率的计算公式218

第七章卷绕传动的分析221

一、概述221

二、卷绕传动的控制方式221

三、张力控制的基本原理222

四、张力控制的补偿问题225

五、控制系统的具体结构228

1.恒速传动系统228

2.卷绕电动机的电枢电压控制229

3.卷绕电动机的磁场控制230

4.加减速补偿的方法231

六、传递函数及方框图232

1.直流电动机的传递函数232

2.整流器的传递函数234

3.控制用的调节器的传递函数236

4.速度控制系统的方块图237

5.张力控制系统的方块图238

七、最佳调整和响应性242

1.最佳调整的条件242

2.基本的过渡特性243

3.张力控制装置的最佳调整247

4.由于干扰而引起的张力的变化250

八、结束语251

第八章负载数据的普遍化252

一、普遍化的意义252

二、负载数据的测定和分解252

1.轧车负载转矩252

2.拖布转矩252

3.轧辊机械转矩的测定253

4.修正系数254

三、轧车负载数据普遍化的方法255

1.MH551—160二辊齿式轧车255

2.MA716—280小轧车257

四、印染机通用单元机负载数据一览表258

五、张力的分析和计算258

1.张力分析的意义258

2.织物经被动导布辊时所引起的张力259

3.实测各种单元机的张力情况266

六、共线图的作法267

1.图尺方程267

2.图尺的相对位置268

3.乘法运算269

4.作图示例269

第九章运算放大器的基本概念274

一、运算放大器的基础274

1.特性274

2.反向放大器和负反馈276

3.电表放大器281

4.输入偏置电流和偏差电压的补偿284

二、运算放大器的应用286

1.加算器与减算器286

2.恒压源290

3.恒流源290

4.负阻抗变换器（NIC）292

5.旋转器295

6.环动器（Gyrator）297

7.循环器299

8.积分器301

9.PI调节器304

10.微分器306

11.PID调节器308

第十章可控硅直流调速系数的设计314

一、可控硅直流调速系统方块图314

（一）基本形式314

（二）速度单闭环调速系统方块图315

（三）速度，电流双闭环调速系统方块图315

（四）电压，电流双闭环调速系统方块图316

二、可控硅直流调速系统的基本控制环节317

（一）积分调节器GT317

（二）速度（或电压）调节器ST（或YT）319

（三）电流调节器LT320

（四）移相触发器YCF322

（五）电流的检测330

（六）电压隔离变换器331

（七）过电流保护电路333

三、可控硅直流调速系统静态分析与计算335

（一）速度，电流双闭环系统静态结构图336

（二）速度，电流双闭环系统静态方程式337

（三）二段式静特性及堵转方程式338

（四）各环节静态放大系数的计算338

（五）调节器反馈电阻Rι t2及Rst2的确定340

（六）静态计算步骤340

四、可控硅直流调速系统的动态分析及计算341

（一）系统动态性能指标342

（二）典型Ⅰ型和典型Ⅱ型系统343

（三）典型Ⅰ型系统频率特性与跟随性能指标的关系343

（四）典型Ⅱ型系统频率特性与跟随性能指标的关系346

（五）双闭环调速系统的设计348

（六）动态计算步骤356

五、可控硅直流同步调速系统359

（一）各单元机之间速差（或布差）的产生359

（二）速差调节器360

（三）同步调速系统方块图及同步调节作用361

附录364

一、运动物体的基本方程式364

二、常用的拉氏变换表366

三、方框图的变换367

四、各种传递函数的Bode线图形369

五、可控硅常用述语的定义以及常用整流电路中电压、电流、功率和CoSφ与α的关系372

六、静止变频器常用名词简介372

七、晶闸管的分类376

八、各种电动机的传递函数377

九、Z：系列直流电动机参数表391