电机拖动原理第二章

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第

二

章

电 力 拖 动 系 统 的 动 力 学 基 础

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电 力 动

拖 力

动 系 统 的 学 基 础

电力拖动系统转动方程式 多轴电力拖动系统的简化 负载转矩特性 电力拖动系统稳定运行条件

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本章要求： 本章要求：掌握拖动、电力拖动、负载转矩特性、 掌握拖动、电力拖动、负载转矩特性、电力拖 动系统的转动惯量、飞轮力矩、拖动转矩、 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。 矩以及转矩正方向规定的基本概念。 掌握电力拖动系统中研究的主要物理量。 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， 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。 会利用其判断系统的工作状态。

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会将多轴电力拖动系统转矩及飞轮力矩等效 成单轴系统。 成单轴系统。 掌握典型的负载转矩特性。 掌握典型的负载转矩特性。 理解电力拖动系统稳定运行的条件

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第一节 电 力 拖 动 系 统 转 动 方 程式一、电力拖动系统的基本概念 拖动是指由原动机带动生产机械运动。 拖动是指由原动机带动生产机械运动。 以电动机作为原动机， 以电动机作为原动机，按人们所给定的规律来带 动生产机械， 称为电力拖动。 动生产机械， 称为电力拖动。 电源 控制设备 电动机 传动机构 工作机构

电力拖动系统的构成

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二、单轴电力拖动系统的运动方程

n T0 TF电动机 生产机械

T

TL

轴n

T

研究运动方程,以电动机的轴为研究对象， 研究运动方程 以电动机的轴为研究对象，电动机运 以电动机的轴为研究对象 行时的轴受力如图示。 行时的轴受力如图示。 电力拖动系统正方向的规定： 电力拖动系统正方向的规定： 先规定转速n的正方向 的正方向， 先规定转速 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 的正方向相同 向与 的正方向相同，规定负载转矩的正方向与 的正 相反。 方向相反 方向相反。

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电动机运行时的轴受力如图示， 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 其必须遵守下列动力学方程式: 学定律可知 其必须遵守下列动力学方程式

T

T 轴 nL

T TLT : 电磁转矩 TL:负载转矩

d = J dt

: 电动机角速度J : 电动机轴上的总转动惯量

在工程计算中,常用 代替 表示系统转动速度, 在工程计算中 常用n代替 表示系统转动速度 常用 用飞轮力矩GD2代替 表示系统机械惯性。 代替J表示系统机械惯性 表示系统机械惯性。 用飞轮力矩注意： 是一个完整的符号; 、 注意：GD2

是一个完整的符号 T、TL具有方向性

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π =2πn/60 J =mρ2=(G/g)×D2/4=GD2/4g ρ ×

d T TL = J dt

m:系统转动部分的质量，Kg :系统转动部分的质量， G:系统转动部分的重量，N :系统转动部分的重量， ρ :系统转动部分的转动半径，m 系统转动部分的转动半径， D :系统转动部分的转动直径，m 系统转动部分的转动直径， g :重力加速度 重力加速度=9.8m/s2 GD 2 2π dn GD 2 dn T TL = × × = 4 g 60 dt 375 dt

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GD 2 dn T TL = 375 dt

系数375具有 具有m/min.s量纲 系数 具有 量纲

GD2:系统转动部分的总飞轮惯量(飞轮矩),N.m2 系统转动部分的总飞轮惯量(飞轮矩) 电力拖动系统的运动状态： 电力拖动系统的运动状态：

dn 当 T = TL , = 0 dt

稳态， 稳态，匀速

>

dn dn 当 暂态， 当 T > TL , > 0 暂态，加速 ； T TL , dt dt

>

0 暂态，减速 暂态，

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功率平衡方程 d ( T TL = J dt

)× ×

得出功率平衡方程2

d d 1 ( J T TL = J = dt dt 2电动机产生(T >0) 电动机产生 或吸收的机械功率 ( T <0) 生产机械吸收 (TL >0) 或释放的机械功率 (TL <0)

)

拖动系统动能 的变化

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第二节 多轴电力拖动系统的简化分析多轴系统采用的方法： 分析多轴系统采用的方法： 用一个等效的单轴系统代替原来实际的多轴系统。 用一个等效的单轴系统代替原来实际的多轴系统。 这种方法称为“折算” 这种方法称为“折算”。 折算原则： 折算原则：保持系统的功率传递关系及系统储存的动 能不变。 能不变。 折算方向：一般是从生产机械轴向电动机轴折算。 折算方向：一般是从生产机械轴向电动机轴折算。 原因是研究对象是电动机。且电动机轴一般是高速。 原因是研究对象是电动机。且电动机轴一般是高速。 根据传送功率不变的原则，高速轴上的负载转矩数值小。 根据传送功率不变的原则，高速轴上的负载转矩数值小。

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一、 多轴系统负载转矩及飞轮矩的折算 GD2 T Ω 电动机 T Ω 电动机 GDF2 等效负载 TF

GD12

Ωf Tf j1 j2

GDf2

生产机械

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1.负载转矩的折算 负载转矩的折算 折算前负载功率 P = Tf f

GD2 电动机 …… 此处隐藏：998字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……