单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电机与拖动,第 二 章,电 力 拖 动 系 统 的 动 力 学 基 础,电 力 拖 动 系 统 的 动 力 学 基 础,生产机械的运动形式,运 动 方 程,飞 轮 矩 的 折 算,负载的机械特性,第二章 电力拖动系统的动力学基础,本章要求：,掌握拖动、电力拖动、负载机械特性、电力拖动系统的转动惯量、飞轮力矩、拖动转矩、阻转矩以及转矩正方向规定的,基本概念,。,熟悉生产机械典型的,运动形式,。,掌握电力拖动系统中研究的主要物理量。,熟练掌握单轴电力拖动系统的,运动方程式,，并会利用其,判断,系统的,工作状态,。,会将多轴电力拖动系统转矩及飞轮力矩,等效,成单轴系统。,掌握典型的,负载机械特性,。,第一节 典型生产机械运动形式及转矩,一、电力拖动系统的基本概念,电力拖动是用,电动机,带动生产机械运动，以,完成一定的生产任务。,电力拖动系统的组成,电源,控制设备,电动机,传动和工作机构,上,下,二、典型生产机械运动形式和转矩,1、离心式风机,负载转矩,T,L,=kn,2,单轴旋转系统,2、车床主轴传动系统,负载转矩T,L,与n无关,多轴旋转系统,3、平移传动系统,负载转矩T,L,与n无关,多轴旋转系统,4、提升传动系统,负载转矩T,L,与n无关,多轴旋转系统,上,下,生产机械转矩分为：,摩擦阻力,产生的和,重力,作用产生的。,摩擦阻力,产生的转矩为,反抗性转矩,，其作用,方向与n相反,，为制动转矩。,重力,产生的转矩为,位能性转矩,，其作用,方向与n无关,，提升时为制动转矩；下放时为拖动转矩。,上,下,第二节 电力拖动系统的运动方程,一.单轴电力拖动系统的运动方程,电动机,生产机械,T,em,n,T,m,T,0,研究运动方程,以电动机的轴为研究对象，电动机运行时的,轴受力,如图示。,轴,T,em,T,L,n,电力拖动系统,正方向,的规定：,先规定转速n的正方向，然后规定电磁转矩的正方向与n的正方向相同，规定负载转矩的正方向与n的正方向相反。,上,下,轴,T,em,T,L,n,电动机运行时的轴受力如图示，由力学定律可知,其必须遵守下列动力学方程式:,T,em,-T,L,=J,d,dt,T,em,：电磁转矩；,T,L,：负载转矩,N.m,J,：电动机轴上的总转动惯量，,kg.m,2,：电动机角速度,rad/s,在工程计算中,常用n代替,表示系统速度,用飞轮力矩GD,2,代替J,表示系统机械惯性。,上,下,m：系统转动部分的质量，Kg,G：系统转动部分的重量，N,：系统转动部分的转动半径，m,D：系统转动部分的转动直径，m,g：,重力加速度=9.8m/s,2,T,em,-T,L,=J,d,dt,上,下,T,em,T,L,n,M,D,GD,2,：系统转动部分的总飞轮惯量（飞轮矩）,系数375具有m/min.s量纲,电力拖动系统的运动状态：,上,下,T,em,T,L,n,M,二、转动惯量及飞轮惯量（飞轮矩）,转动惯量是物体绕定轴旋转时转动惯性的度量,即：J,=m,2,GD,2,=4gJ=4g,m,2,=4G,2,上,下,注意：,转动惯量与方向无关,；即所有绕定轴旋转的物体都有转动惯量。,J,=(m,1,+m,2,)(D/2),2,m,1,m,2,n,D,三、功率平衡方程,得出功率平衡方程,T,em,-T,L,=J,d,dt,T,em,-T,L,=J,d,dt,=,(1/2 J,2,),d,dt,电动机产生(T,em,0),或吸收的机械功率,（T,em,0),或释放的机械功率,(T,L,0,T,L,0阻转矩,下放时：n0拖动转矩,上,下,n,T,L,0,T,L,由于存在传动转矩损耗,T，,因此提升系统中，提升和下放时，电机轴承受的负载转矩不等。,提升时，,T,em,=,T,+,T,L,=,T,L,升,。,T,L,升,下放时，,T,L,=,T,+,T,em,T,em,=,T,L,-,T,=,T,L,下,。,T,L,下,T,L,T,T,em,二、风机负载机械特性,负载转矩与转速成平方关系,T,L,=kn,2,。,n,T,L,0,风力发电机,上,下,三、恒功率负载机械特性,负载转矩与转速成反比关系,T,L,=k/n,n,T,L,0,负载功率,它与n无关，称恒功率负载。,下,上,思 考 题,1,拖动系统的运动方程式是怎样建立的？怎样用它分析系统的运动状态？,2,什么是转动惯量？转动惯量与如何进行折算？,3,什么是动态转矩，它在什么条件下出现？动态转矩和系统运动状态之间有何关系？,4,稳定工作过程和过渡过程有何区别？,5,为什么要进行转矩和惯量折算，折算依据的原则是什么？,下,上,6,如何确定运动方程式中电动机转矩和负载转矩的符号？,7,在一个拖动系统中同时存在向上和向下运动的物体，在计算系统惯量时是否为一正一负？为什么？,8,电动机的机械特性和工作机械的机械特性有何异同？,9,阻转矩和位势转矩的区别是什么，相应的机械特性曲线如何表示？,10,运动系统中哪些因素对过渡过程时间有影响？如何减少过渡过程时间？,上,