電力能源拖動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)培訓(xùn)講義

第二章

電力拖動系統(tǒng)的

動力學(xué)基礎(chǔ)本章主要介紹電力拖動系統(tǒng)的運(yùn)動方程；工作機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩和飛輪矩的折算及負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性。為介紹電力拖動的機(jī)械特性與過渡過程等內(nèi)容準(zhǔn)備必要的理論基礎(chǔ)。2.1

電力拖動系統(tǒng)的運(yùn)動方程

拖動：由原動機(jī)帶動生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)電力拖動：以電動機(jī)拖動生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的拖動方式一般情況下，電力拖動系統(tǒng)由電動機(jī)、生產(chǎn)機(jī)械的傳動機(jī)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)、控制設(shè)備及電源5大部分組成。電源控制設(shè)備電動機(jī)傳動和工作機(jī)構(gòu)電力拖動系統(tǒng)示意圖在許多情況下，電動機(jī)與工作機(jī)構(gòu)之間有傳動機(jī)構(gòu)。

通常把機(jī)械的傳動機(jī)構(gòu)及生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)稱為電動機(jī)的機(jī)械負(fù)載。

電力拖動系統(tǒng)中電動機(jī)帶動負(fù)載的力學(xué)問題是我們要討論的主要問題。

電力拖動系統(tǒng)中有的部件作直線運(yùn)動、有的部件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。采用古典動力學(xué)來分析。一.運(yùn)動方程式

1.直線運(yùn)動時的運(yùn)動方程式F--拖動力（N）；Fz--阻力（N）；m(dv/dt)--慣性力。作直線運(yùn)動的物體2.旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時的方程式為：

T--電動機(jī)產(chǎn)生的拖動轉(zhuǎn)矩(N·m)；Tz--阻轉(zhuǎn)矩（或稱負(fù)載轉(zhuǎn)矩）(N·m)；J(dΩ/dt)--慣性轉(zhuǎn)矩（或稱加速轉(zhuǎn)矩）。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的物體3.轉(zhuǎn)動慣量J

表示為:

m

與

G--旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量（kg）與重量(N)；ρ

與

D--慣性半徑與直徑（m）；g=9.81m/s2

--重力加速度。

轉(zhuǎn)動慣量

J

的單位為kg·m2或N·m2實(shí)際計(jì)算中常將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動方程式化為另一種形式即將角速度Ω（rad/s）化成用每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)n(r/min)

表示的形式

這樣有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動方程式的實(shí)用形式4.旋轉(zhuǎn)運(yùn)動方程式的實(shí)用形式GD2--稱為飛輪矩（N·m2）

5.電動機(jī)的工作狀態(tài)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)當(dāng)T=TZ，dn/dt=0，n=常值，電動機(jī)靜止或等速旋轉(zhuǎn)加速狀態(tài)當(dāng)T>TZ，dn/dt>0減速狀態(tài)當(dāng)T<TZ，dn/dt<0二.運(yùn)動方程式中轉(zhuǎn)矩的正負(fù)號分析

應(yīng)用運(yùn)動方程式，通常以電動機(jī)軸為研究對象運(yùn)動方程式寫成下列一般形式

旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中的轉(zhuǎn)矩如下圖

對T

與Tz前帶有的正負(fù)符號，作如下規(guī)定：預(yù)先規(guī)定某一旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎较?，則轉(zhuǎn)矩T方向如果與所規(guī)定的旋轉(zhuǎn)正方向相同，T

前取正號，相反時取負(fù)號；阻轉(zhuǎn)矩Tz方向與所規(guī)定的旋轉(zhuǎn)正方向相同時，Tz前取負(fù)號，相反時取正號；加速轉(zhuǎn)矩（GD2/375）(dn/dt)的大小及正負(fù)符號由轉(zhuǎn)矩T

及阻轉(zhuǎn)矩

Tz

的代數(shù)和來決定旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中的轉(zhuǎn)矩三、功率平衡方程將式寫為電動機(jī)產(chǎn)生(T>0)或吸收的機(jī)械功率（

T<0)生產(chǎn)機(jī)械吸收(TZ

>0)或釋放的機(jī)械功率(TZ

<0)拖動系統(tǒng)動能的變化

2.2

工作機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)矩、飛輪矩的折算實(shí)際拖動系統(tǒng)的軸常是不止一根，這種系統(tǒng)顯然比一根軸的系統(tǒng)要復(fù)雜，計(jì)算起來也較為困難；如要全面研究這個系統(tǒng)的問題，必須：對每根軸列出其相應(yīng)的運(yùn)動方程式；

列出各軸間互相聯(lián)系的方程式；最后把這些方程式聯(lián)系起來，全面地研究系統(tǒng)的運(yùn)動。問題！這種方法研究系統(tǒng)太復(fù)雜！多軸系統(tǒng)到單軸的簡化對電力拖動系統(tǒng)而言，通常把電動機(jī)軸作為研究對象即可解決途徑：把實(shí)際的拖動系統(tǒng)等效為單軸系統(tǒng)等效原則：保持兩個系統(tǒng)傳送的功率及儲存的動能相同

一.工作機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)矩Tz’的折算

用電動機(jī)軸上的阻轉(zhuǎn)矩

Tz來反映工作機(jī)構(gòu)軸上實(shí)際轉(zhuǎn)矩Tz’的工作

折算的原則：

系統(tǒng)的傳送功率不變多軸系統(tǒng)到單軸的簡化

若不考慮中間傳動機(jī)構(gòu)的損耗有如下關(guān)系：

轉(zhuǎn)速比，j=Ω/ΩZ=

n/nz解決問題的思路：

將傳動機(jī)構(gòu)各軸的轉(zhuǎn)動慣量J1、J2、J3...

及工作機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量

Jz

折算到電動機(jī)軸上，用電動機(jī)軸上一個等效的轉(zhuǎn)動慣量

J

來反映整個拖動系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速不同的各軸的轉(zhuǎn)動慣量二.

飛輪矩的折算折算原則：

實(shí)際系統(tǒng)與等效系統(tǒng)儲存動能相等。有下列關(guān)系：考慮到GD2=4gJ，Ω=2πn/60，得2.3考慮傳動機(jī)構(gòu)損耗的簡化方法傳動機(jī)構(gòu)損耗的簡化考慮方法可在折算公式中引入傳動效率ηc

一.工作機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)矩Tz’的簡化折算

1.電動機(jī)工作在電動狀態(tài)電動機(jī)帶動工作機(jī)構(gòu)，功率由電動機(jī)向工作機(jī)構(gòu)傳送傳動損耗由電動機(jī)承擔(dān)電動機(jī)發(fā)出的功率比生產(chǎn)機(jī)構(gòu)消耗的功率大2.電動機(jī)工作在發(fā)電制動狀態(tài)工作機(jī)構(gòu)帶動電動機(jī)，功率傳送方向與電動狀態(tài)時相反傳動損耗功率由工作機(jī)構(gòu)承擔(dān)傳送到電動機(jī)軸上的功率較工作機(jī)構(gòu)軸上的功率小ηc為傳動機(jī)構(gòu)總效率，在多級傳動時，如各級效率為ηc1、ηc2、ηc3...,則ηc應(yīng)為：

ηc=ηc1·

ηc2·

ηc3...每對齒輪（用滾動軸承）的滿載效率為0.975~0.985；蝸輪蝸桿傳動的滿載效率為0.5~0.7，可由機(jī)械工程手冊上查到。多軸系統(tǒng)單軸系統(tǒng)將其它軸上的轉(zhuǎn)矩、飛輪矩折算到電動機(jī)軸上TGD2等效負(fù)載電動機(jī)TZ電動機(jī)工作機(jī)構(gòu)Tj1η1j2η2T′ZzGDd2GD12GDZ21二、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的轉(zhuǎn)矩折算轉(zhuǎn)矩折算的原則：系統(tǒng)傳遞的功率不變1.電動狀態(tài)TGD2等效負(fù)載電動機(jī)TZ電動機(jī)工作機(jī)構(gòu)Tj1η1j2η2T′ZzGDd2GD12GDZ21......321321'jjjjTTczzz=-=----W-W轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)總速比轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)總效率到電機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩工作軸的負(fù)載轉(zhuǎn)矩折算工作軸的負(fù)載轉(zhuǎn)矩工作軸角速度電機(jī)軸角速度hhhh發(fā)電制動狀態(tài)：功率由工作機(jī)構(gòu)電機(jī)2.發(fā)電制動狀態(tài)轉(zhuǎn)矩折算的原則：系統(tǒng)傳遞的功率不變?nèi)?、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的飛輪矩折算飛輪矩折算的原則：系統(tǒng)儲存的動能不變四、平移運(yùn)動的轉(zhuǎn)矩與飛輪矩的折算總質(zhì)量mz電動機(jī)刨刀TnVFTJz等效負(fù)載電動機(jī)Tz1.轉(zhuǎn)矩的折算四、平移運(yùn)動的轉(zhuǎn)矩與飛輪矩的折算2.飛輪矩的折算其它軸上的飛輪矩的折算按旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的方法五、升降運(yùn)動的轉(zhuǎn)矩與飛輪矩的折算TGD2等效負(fù)載電動機(jī)Tz電動機(jī)滾筒Tj1η1j2η2zGDd2GD12GD221mv提升運(yùn)動：電動機(jī)為電動狀態(tài)下降運(yùn)動：電動機(jī)為發(fā)電狀態(tài)1.提升運(yùn)動：方法同平移運(yùn)動(1).轉(zhuǎn)矩的折算2.下降運(yùn)動當(dāng)提升和下降的傳動損耗相同飛輪矩的折算按動能不變原則(2).飛輪矩的折算：不論提升還是下降運(yùn)動2.4生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性阻轉(zhuǎn)矩（或稱負(fù)載轉(zhuǎn)矩）TZ與轉(zhuǎn)速

n

的關(guān)系TZ=f(n)即為生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性,分為三大類：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載通風(fēng)機(jī)負(fù)載恒功率負(fù)載一、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性特點(diǎn)：負(fù)載轉(zhuǎn)矩

TZ

與轉(zhuǎn)速n無關(guān)。即當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TZ

保持常值。

又可分為：1.反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的特點(diǎn)：恒值轉(zhuǎn)矩Tz

總是反對運(yùn)動方向摩擦負(fù)載轉(zhuǎn)矩，如金屬的壓延、機(jī)床的平移機(jī)構(gòu)等2.位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的特點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩

Tz具有固定的方向，不隨轉(zhuǎn)速方向改變而改變?nèi)缙鹬貦C(jī)類型負(fù)載中的重物位能性恒負(fù)載轉(zhuǎn)矩二.通風(fēng)機(jī)負(fù)載

特點(diǎn)：負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速有關(guān)，基本上與轉(zhuǎn)速的平方成正比，即

Tz=K·n2此類負(fù)載有通風(fēng)機(jī)、水泵、油泵等。三.恒功率負(fù)載

車床在粗加工時，切削量大，切削阻力大，開低速；精加工時，切削量小，切削力小，開高速。特點(diǎn)：負(fù)載轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)速成反比，即負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tz與

n

的特性曲線呈現(xiàn)恒功率的性質(zhì)。負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小與速度無關(guān)，但其方向始終與轉(zhuǎn)向相反Tn0四.負(fù)載的機(jī)械特性反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒功率負(fù)載通風(fēng)機(jī)型負(fù)載轉(zhuǎn)矩具有固定的方向，不隨轉(zhuǎn)速方向的改變而改變nT0負(fù)載的功率為常數(shù)，不隨轉(zhuǎn)速的變化而改變負(fù)載的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比Tn0Tn0五.實(shí)際負(fù)載特性實(shí)際生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性是以上幾種典型特性的綜合。1.實(shí)際通風(fēng)機(jī)負(fù)載

2.機(jī)床刀架的平移第二章完，謝謝！《化妝品術(shù)語》起草情況匯報中國疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所一、標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)和下達(dá)時間2006年衛(wèi)生部政法司要求各標(biāo)委會都要建立自己的術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)。1ONE二、標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)研制經(jīng)費(fèi)：3.8萬三、標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)意義術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)有利于行業(yè)間技術(shù)交流、提高標(biāo)準(zhǔn)一致性、消除貿(mào)易誤差，作為標(biāo)準(zhǔn)體系中的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)在各個領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系中均起著重要的作用。隨著我國化妝品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)逐步加快，所涉及的術(shù)語和定義的數(shù)量也在迅速增長，在此情形下，化妝品術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)的制定就顯得尤為重要。四、標(biāo)準(zhǔn)的制訂原則1.合法性遵守《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實(shí)施細(xì)則》中關(guān)于化妝品的定義。2.協(xié)調(diào)性直接引用或修改采用的方式，與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語和定義相協(xié)調(diào)。3.科學(xué)性對于沒有國標(biāo)或定義不統(tǒng)一的術(shù)語，在定義時體現(xiàn)科學(xué)性的原則。4.實(shí)用性在標(biāo)準(zhǔn)體系中出現(xiàn)頻率較高，與行業(yè)聯(lián)系較緊密的術(shù)語優(yōu)先選用。五、標(biāo)準(zhǔn)的起草經(jīng)過

第一階段：資料搜集

搜集國內(nèi)外相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)并對國外文獻(xiàn)如美國21CFR進(jìn)行翻譯。第二階段：2007年末形成初稿

初稿內(nèi)容包括一般術(shù)語、衛(wèi)生化學(xué)術(shù)語、毒理學(xué)術(shù)語、微生物術(shù)語、產(chǎn)品術(shù)語、人體安全和功效評價術(shù)語，常用英文成份術(shù)語等７部分。第三階段：專家統(tǒng)稿1.2007年12月第一次專家統(tǒng)稿會（修訂情況：1.在結(jié)構(gòu)上增加原料功能術(shù)語、相關(guān)國際組織和科研機(jī)構(gòu)等內(nèi)容；2.在內(nèi)容上增加一般術(shù)語、產(chǎn)品術(shù)語的種類，將化妝品行業(yè)的新產(chǎn)品類別納入本標(biāo)準(zhǔn)；3.對于毒理學(xué)、衛(wèi)生化學(xué)、微生物學(xué)術(shù)語進(jìn)行修改；4.刪除與化妝品聯(lián)系不緊密、無存在必要的常用英文成分術(shù)語。2.2009年1月第二次專家統(tǒng)稿會會議意見：1.修改能引用國家標(biāo)準(zhǔn)的盡量引用國家標(biāo)準(zhǔn)；對存在歧義的個別用詞進(jìn)行修改。2.刪除由于本標(biāo)準(zhǔn)中的“產(chǎn)品術(shù)語”一章和香化協(xié)會所制定的某個標(biāo)準(zhǔn)存在重復(fù)，因此刪除“產(chǎn)品術(shù)語”一章的內(nèi)容；對“原料功能術(shù)語”的內(nèi)容進(jìn)行梳理，刪除了20余條內(nèi)容。3.增加專家建議增加“化妝品限用物質(zhì)”等若干項(xiàng)術(shù)語。第四階段：征求意見2009年2月面向全國公開征求意見。第五階段：征求意見的處理與形成送審稿。在征求意見的處理階段再次征求了相關(guān)專家的意見。六、標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容依據(jù)1.《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實(shí)施細(xì)則》;2.《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》;3.美國21CFR；4.相關(guān)領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)如：GB5296.3-2008消費(fèi)品使用說明化妝品通用標(biāo)簽，GB/T14666-2003分析化學(xué)術(shù)語等；5.國內(nèi)外化妝品的相關(guān)文獻(xiàn)，如《化妝品監(jiān)督管理及安全性評價》等。七、標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容（一）結(jié)構(gòu)：1.范圍2.一般術(shù)語3.毒理學(xué)試驗(yàn)方法術(shù)語4.衛(wèi)生化學(xué)檢驗(yàn)方法術(shù)語5.微生物檢驗(yàn)方法術(shù)語6.人體安全性和功效性評價術(shù)語7.常用原料術(shù)語8.縮寫9.中英文索引（二）主要內(nèi)容：1).一般術(shù)語39條涉及化妝品的基本定義、化妝品生產(chǎn)和監(jiān)督管理中出現(xiàn)頻率較高的術(shù)語。2).毒理學(xué)試驗(yàn)方法術(shù)語40條收錄了《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》中涉及的術(shù)語，以及在毒理學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)頻率較高、與化妝品毒理學(xué)試驗(yàn)方法聯(lián)系較密切的術(shù)語。3).衛(wèi)生化學(xué)檢驗(yàn)方法術(shù)語22條收錄了化妝品的衛(wèi)生化學(xué)檢驗(yàn)方法中較常用的術(shù)語。

4).微生