暨大电机与拖动2

第二章电力拖动系统的动力学基础主要内容电力拖动转动方程式负载的转矩特性电力拖动系统稳定运行的条件多轴电力拖动系统的简化重点：拖动系统的运动方程式，稳定运行条件难点：转矩、飞轮矩的折算电力拖动系统的组成电源电机传动机构工作机构控制设备电力拖动系统转动方程式Te－电动机电磁转矩T0－电动机空载转矩TF－工作机构的转矩TL－负载转矩

TL＝

T0

＋

TFω－电机转速方程式电力拖动系统转动方程式（续）工程计算中：nω，GD2J改写后的方程动转矩负载的转矩特性定义：生产机械工作机构的负载转矩与转速之间的关系恒转矩负载的转矩特性反抗性恒转矩:绝对值大小不变，方向与运动方向相反，制动性转矩位能性恒转矩:绝对值大小和方向均不变风机类负载的转矩特性:恒功率负载的转矩特性电力拖动系统稳定运行的条件借助负载特性与电动机机械特性曲线电动机机械特性曲线(Te与n的关系)电动机电磁转矩与转速之间的关系原理：转动方程

n不变，Te=TL稳定运行的条件－分析电力拖动系统运行在工作点上，就是稳定运行状态。工作点：Te=TL

即负载特性与机械特性曲线的交点稳定运行的条件－稳定运行ABA’C211’AB:Te-TL<0

减速BA’:减速过程A’C:Te-TL>0加速CA:加速过程稳定运行的条件－不稳定运行稳定运行的条件－分析所谓稳定运行，是指电力拖动系统在某种扰动作用下虽偏离平衡状态，但能在新的条件下达到新的平衡，或者当外界扰动消失后系统仍能恢复到原来的平衡状态。Te=TL仅仅是一个必要条件充要条件

Te=TL，且转速升高时Te<TL,转速降低时

Te>TL

即在Te=TL处，多轴电力拖动系统的简化多轴电力拖动系统的简化（续）折算的原则

保持系统的功率传递关系及系统的储存动能不变折算的方向：电机轴折算的内容：负载转矩和飞轮矩CASE1：工作机构为转动转矩折算：功率不变

jL是传动机构总的速比，

jL＝j1j2j3考虑传动效率

是传动机构总效率，CASE1:工作机构为转动（续）飞轮矩折算：动能不变其他中间轴的飞轮矩折算也类似总飞轮矩GD2为所有轴折算到电机轴的飞轮矩的总和(包括电机轴本身)，即工程计算：CASE2:工作机构为平移转矩折算考虑传动损耗：CASE2:工作机构为平移（续）飞轮矩折算其他中间轴与CASE1相同CASE3:工作机构为升降转矩折算（提升）无损耗：考虑传动损耗：损耗转矩为：CASE3:工作机构为升降（续）转矩折算（下降）不计传动损耗时，负载转矩折算的大小和方向与提升情况相同若考虑传动损耗

损耗转矩是摩擦性的，与n的方向相反CASE3:工作机构为升降（续）转矩折算由于升降与平移没有本质区别，故负载转矩折算也可以使用平移时的公式飞轮矩折算与CASE2相同CASE3:工作机构为升降（续）

实例1电动机PN=20kW,nN=950r/min,j1=3,j2=3.5,j3=4,齿轮传递效率都是,飞轮矩GDe2=123N•m2,GDb2=49N•m2,GDc2=40N•m2,GDd2=465N•m2,d=0.6m,G0=1962N,G=49050N,忽略电动机空载转矩，钢丝重量及滑轮传递的损耗，求：(1)v=0.3m/s提升重物,TL’,nL,n,TL?(2)折算后的负载与系统飞轮矩(3)a=0.1m/s2提升重物,Te?实例2起重机中，已知减速箱的速比j=34,提升重物时效率＝0.83，卷筒直径d＝0.22m，空钩重量G0＝1470N，所吊重物G＝8820N，电动机的飞轮矩GD2＝10Nm2，当提升速度为v=0.4m/s时，求：（1）电动机的转速（2）忽略空载转矩时电动机所带的负载转矩；（3）以v=0.4m/s下放该重物时，