基于电力拖动系统的运行过程分析

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摘 要 电力拖动系统主要指的是以电动机作为动力，对各类设备进行拖动，以保证其正常的运转，维持生产的稳定性。随着国际电力设备科技的不断发展，现代电动机的动力技术也在不断提升，并已经转变为变频调速技术，而这些科技均有效地推动了电力拖动系统的发展和应用。本文即是对电力拖动系统的运行过程进行研究，探讨了电力拖动系统的概念，并介绍了电力拖动系统的特性，以电动机车为例阐述了电力拖动系统运行的过程，以期能为相关工作提供参考。

【关键词】电力拖动系统 运行过程 电力机车

随着现代科技的不断进步，人们对于电能利用和电力设备的研究深度越来越大，也从侧面推动了我国电力技术的高速发展。电力拖动系统是现代电力技术和机械技术的复合型系统，其主要由电力系统和机械系统所组成，电力系统为设备提供运动能源，而机械系统则将电能转化为机械能进行运行和运动，实现机械设备的拖动，进而满足加工生产、交通运输等行业的需求。

1 电力拖动系统的概述

随着现代生产加工工艺逐渐复杂，也就对设备有了更高的要求，其需要电动机的调速范围更大、调速精准度更高，并且能够快速进行可逆的运行等，因此传统的柴油机或直流电动机就被时代所淘汰，而电力拖动系统就能够满足现代机械运行的需求，有效提高运行效率。

2 电力拖动系统运行的特性

2.1 运行方向不确定

在电力拖动系统当中，其电机线轴的旋转运动公式如下所示：

公式当中的Tem、TL和n的方向具有不确定性，因此在运行过程中一般将电机运行状态的旋转方向作为运行的正方向。也就是说当电磁转矩和转速与电机本身旋转的方向保持一致，那么即认定此为正方向，或当负载转矩与电机本身旋转方向不在同一方向上时，则认定此为正方向。在确定其运行方向之后才能够对电力拖动系统的运行速度变化进行确定。

2.2 负载特性的复杂性

在正常情况下，机械设备运行过程中负载的特性是由多种特性所组成的，在研究机械设备的基本特性后才能够对该拖动系统进行了解，并根据实际的负载特性方程对曲线图进行绘制，确定其特性的变化特点。在电力拖动系统运行时，如其动力源负载特性发生变化，就需要根据变化后的新特性对负载情况进行分析。

2.3 静态状态的稳定性

当电力拖动系统运行时，其具有一个静态稳定的惯性运行状态，该状态能够帮助电力拖动系统保持稳定的运行，以降低运行过程中电力的损耗。但这种稳定特性也必须满足相应的条件才能出现，首先是该电力拖动系统内的电动机本身的机械特性和负载特性相似，再者还必须能够达到稳定运行的惯性状态，而这种惯性状态的标准即为：

。

3 以电力机车为例探讨电力拖动系统的运行过程

电力机车是现代电力技术和机械技术融合的典型设备，其运行环境较为多变，经常会遇到下坡路段，此时其需要电力拖动系统保持其运行的稳定性，以免发生滑坡的情况。下坡时电力机车的运行方式如图1所示。

由上述两图当中可以看出，图1为电力机车下坡运行时的状态图，图2为电力机车运行过程中的机械特性坐标图。由坐标图当中可以看出，该电力机车的电力拖动系统稳定运行条件位于A点，其转矩方向在此刻为正方向，并且能够保证机车的稳定运行，不会出现速度过快或过慢的情况。而从A点坐标图上可以看出，T值和n值均是大于0的状态，因此也可以确定此时电力机车的转矩方向为正方向。当电力机车受到下坡因素干扰后，其负载的转矩是在坐标TL1到TL2之间，明显是负值状态，由此说明当电力机车有水平方向运行突然转为斜下方向运行时，其负载的特性会立即发生变化。

同时，从坐标图当中也可以看出，当电动机车在运动到B点时，同样也处于了稳定状态，而B点就是电力机车机械特性和负载特性相近的位点。从电力拖动系统的基本运行公式当中可以看出，当其运动到坐标的第一象限时，A-n0是处于电动运行情况下，在此情况下就会使其趋于稳定运行。另外，当电力机车处于下坡运动状态时，电动机运行可自动转变为正向回馈运动状态，此时电动机会对电力机车产生明显的逆向拖动效果，使斜下运行的电力机车的速度得以稳定，降低了斜坡惯性导致电力机车运行速度骤增的问题，避免对电力机车造成损伤。由此可见，电力拖动系统本身可以被视为一种运动保护系统，其通过电动机动力干预，抵消机械突然产生的异常动能，使机械能够在稳定状态下继续运行。

4 结语

电力拖动系统是一种集电机技术和机械技术于一体的复合技术，其被广泛地应用在交通行业、石油、纺织、煤炭、轻工、国防以及农业生产当中，已经成为现代经济发展当中不可或缺的技术种类，因此必须进一步了解这一系统的运动原理，并不断改进和完善。

参考文献

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[3]潘超海，邓金凤，邓晓娜.电力拖动系统的节能研究[J].科技致富向导，2014（27）：102-103.

作者简介

武兰江（1981-），女，硕士研究生学历。现为大连装备制造职业技术学院讲师。研究方向为电力电子，电力拖动。

作者单位

大连装备制造职业技术学院 辽宁省大连市 116000