電機拖動動力學演示文稿

電機拖動動力學演示文稿目前一頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點電機拖動動力學目前二頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點電力拖動系統(tǒng)的動力學基礎生產(chǎn)機械的運動形式運動方程飛輪矩的折算負載的機械特性目前三頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點第二章電力拖動系統(tǒng)的動力學基礎本章要求：掌握拖動、電力拖動、負載機械特性、電力拖動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量、飛輪力矩、拖動轉(zhuǎn)矩、阻轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)矩正方向規(guī)定的基本概念。熟悉生產(chǎn)機械典型的運動形式。掌握電力拖動系統(tǒng)中研究的主要物理量。熟練掌握單軸電力拖動系統(tǒng)的運動方程式，并會利用其判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)。會將多軸電力拖動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩及飛輪力矩等效成單軸系統(tǒng)。掌握典型的負載機械特性。目前四頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點第一節(jié)典型生產(chǎn)機械運動形式及轉(zhuǎn)矩一、電力拖動系統(tǒng)的基本概念電力拖動是用電動機帶動生產(chǎn)機械運動，以完成一定的生產(chǎn)任務。電力拖動系統(tǒng)的組成電源控制設備電動機傳動和工作機構上下目前五頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點二、典型生產(chǎn)機械運動形式和轉(zhuǎn)矩1、離心式風機負載轉(zhuǎn)矩TL=kn2單軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)2、車床主軸傳動系統(tǒng)負載轉(zhuǎn)矩TL與n無關多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)3、平移傳動系統(tǒng)負載轉(zhuǎn)矩TL與n無關多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)4、提升傳動系統(tǒng)負載轉(zhuǎn)矩TL與n無關多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)上下目前六頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點生產(chǎn)機械轉(zhuǎn)矩分為：摩擦阻力產(chǎn)生的和重力作用產(chǎn)生的。

摩擦阻力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為反抗性轉(zhuǎn)矩，其作用方向與n相反，為制動轉(zhuǎn)矩。

重力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為位能性轉(zhuǎn)矩，其作用方向與n無關，提升時為制動轉(zhuǎn)矩；下放時為拖動轉(zhuǎn)矩。上下目前七頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點第二節(jié)電力拖動系統(tǒng)的運動方程一.單軸電力拖動系統(tǒng)的運動方程電動機生產(chǎn)機械TemnTmT0研究運動方程,以電動機的軸為研究對象，電動機運行時的軸受力如圖示。軸TemTLn電力拖動系統(tǒng)正方向的規(guī)定：先規(guī)定轉(zhuǎn)速n的正方向，然后規(guī)定電磁轉(zhuǎn)矩的正方向與n的正方向相同，規(guī)定負載轉(zhuǎn)矩的正方向與n的正方向相反。上下目前八頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點軸TemTLn電動機運行時的軸受力如圖示，由力學定律可知,其必須遵守下列動力學方程式:Tem-TL=JddtTem：電磁轉(zhuǎn)矩；TL：負載轉(zhuǎn)矩,N.mJ：電動機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量，kg.m2：電動機角速度,rad/s在工程計算中,常用n代替表示系統(tǒng)速度,用飛輪力矩GD2代替J表示系統(tǒng)機械慣性。上下目前九頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點m：系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的質(zhì)量，KgG：系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的重量，N：系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)動半徑，mD：系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)動直徑，mg：重力加速度=9.8m/s2Tem-TL=Jddt上下TemTLnMD目前十頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點GD2：系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的總飛輪慣量（飛輪矩）系數(shù)375具有m/min.s量綱電力拖動系統(tǒng)的運動狀態(tài)：上下TemTLnM目前十一頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點二、轉(zhuǎn)動慣量及飛輪慣量（飛輪矩）轉(zhuǎn)動慣量是物體繞定軸旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)動慣性的度量即：J=m2GD2=4gJ=4gm2=4G2上下注意：轉(zhuǎn)動慣量與方向無關；即所有繞定軸旋轉(zhuǎn)的物體都有轉(zhuǎn)動慣量。J=(m1+m2)(D/2)2m1m2nD目前十二頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點三、功率平衡方程得出功率平衡方程Tem-TL=JddtTem-TL=Jddt=(1/2J2)ddt電動機產(chǎn)生(Tem>0)或吸收的機械功率（Tem

<0)生產(chǎn)機械吸收(TL

>0)或釋放的機械功率(TL

<0)拖動系統(tǒng)動能的變化上下TemTLnM目前十三頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點第三節(jié)多軸電力拖動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩及飛輪矩的折算多軸系統(tǒng)需等效為單軸系統(tǒng)。等效是指系統(tǒng)傳遞的功率不變。一.多軸系統(tǒng)負載轉(zhuǎn)矩及飛輪矩的折算電動機生產(chǎn)機械Temj1j2TmmGDR2GD12GD22GDm2TemGDeq2等效負載電動機Tmeq上下目前十四頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點1.負載轉(zhuǎn)矩的折算電動機生產(chǎn)機械Temj1j2TmmGDR2GD12GD22GDm2TemGDeq2等效負載電動機Tmeq折算前負載功率P2=Tm

m等效負載功率P2′=TmeqTmm=Tmeq等效轉(zhuǎn)矩Tmeq為：總轉(zhuǎn)速比j=n/nm

=各級轉(zhuǎn)速比的乘積=j1j2...考慮傳動損耗：Tmeq=Tm/(jC)

傳動效率C=各級傳動效率乘積=12...上下目前十五頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點2.飛輪矩(轉(zhuǎn)動慣量)的折算TJeq等效負載電動機Tmeq折算原則：折算前后系統(tǒng)動能不變電動機生產(chǎn)機械Tj1j2TmmJRJ1Jm1上下乘以4g目前十六頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點TJeq等效負載電動機TmeqT0多軸系統(tǒng)等效為單軸系統(tǒng)后的運動方程為：其中：TL=T0+Tmeq上下GDeq2=j2GDm2j12GD12GDR2++GDR2+j2GDm2其中：修正系數(shù)=1.1~1.25電動機生產(chǎn)機械Tj1j2TmmJRJ1Jm1目前十七頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點第四節(jié)負載的機械特性負載的機械特性指：n=f(TL)關系一、恒轉(zhuǎn)矩負載機械特性1、反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載特性負載轉(zhuǎn)矩由摩擦力產(chǎn)生，其特點：大小恒定（與n無關）；作用方向與運動方向相反。nTL0TL-TLTL電動機軸Temn上下目前十八頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點2、位能性恒轉(zhuǎn)矩負載特性負載轉(zhuǎn)矩由重力產(chǎn)生其特點：絕對值大小恒定；作用方向與n無關，不變。nTL0TLTL電動機軸Temn提升時：n>0,TL>0阻轉(zhuǎn)矩下放時：n<0,TL>0拖動轉(zhuǎn)矩上下目前十九頁\總數(shù)二十二頁\編于二十點nTL0TL由于存在傳動轉(zhuǎn)矩損耗T，因此提升系統(tǒng)中，提升和下放時，電機軸承受的負載轉(zhuǎn)矩不等。提升時，Tem=T+TL=TL升。TL升下放時，TL=T+TemTem=TL-T=TL下。TL下TLTTem目前二十頁\總數(shù)二十二頁\