转矩控制在牵引装置中的应用优化

1.牵引装置对起动的要求 主要的牵引装置如电力机车和电梯等，其电力拖动系统的主要特点如下：

（1）负载的轻重是随机的 电力机车和电梯中的乘客时多时少，无规律可循；

（2）对起动过程的要求较高 实践证明，在电力机车和电梯中，乘客的感觉和速度大小无关，但与加速度有关，与加速度的变化率关系更大。因此，要求起动和加速过程必须十分平稳。

2.电力拖动系统的加速度

（1）电力拖动系统加速度的计算 根据电力拖动的知识，加速度的计算公式为

式中 dn/dt———电力拖动系统的加速度；

GD²———电力拖动系统的飞轮力矩。

式（12-11）表明：

1）加速度的大小与动态转矩成正比，即

2）加速度的大小与飞轮力矩成反比，即

（2）电力拖动系统的加速时间

式中 t₁，2———从n₁加速（或减速）至n₂所需的时间；(www.xing528.com)

n₁———加速（或减速）前的转速；

n₂———加速（或减速）后的转速。

式（12-12）表明，加速时间与动态转矩成反比。动态转矩大，可缩短加速时间，即

T_J↑→t₁，2↓反之，动态转矩小，将延长加速时间，即

T_J↓→t₁，2↑

3.不同控制方式的起动过程

（1）转速控制的起动过程 在转速控制模式下，动态转矩的大小不可能根据负载轻重自动进行调整。为了防止发生起动不起来的情况，总是按负载转矩最大的情况来预置起动转矩。这样，在负载较轻的情况下，就容易在起动瞬间因发生冲击而抖动。机车在起动时常常会发生冲击，就是例子之一。

（2）转矩控制的起动过程 在转矩控制模式下，可以使电动机的电磁转矩从0开始逐渐增大，直至能够克服负载转矩时，动态转矩和加速度才从0开始缓慢增加，从而使起动过程十分平稳。图12-12a是负载转矩较小时的情形；图12-12b是负载转矩较大时的情形。

图12-12 转矩控制用于起动

a）负载转矩较小时 b）负载转矩较大时

当电力拖动系统已经起动后，如果电动机的转矩给定信号还在继续增大，会导致动态转矩和加速度的不断增加，一直加速到上限转速时为止。如上所述，加速度的不断增加将引起乘客的不舒适。所以，当起动到一定转速后，应切换为转速控制，使电力拖动系统按预置的加速时间加速到正常的运行速度。