电机拖动动力学演示文稿

电机拖动动力学演示文稿当前第1页\共有22页\编于星期六\10点电机拖动动力学当前第2页\共有22页\编于星期六\10点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当前第3页\共有22页\编于星期六\10点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。当前第4页\共有22页\编于星期六\10点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当前第5页\共有22页\编于星期六\10点二、典型生产机械运动形式和转矩1、离心式风机负载转矩TL=kn2单轴旋转系统2、车床主轴传动系统负载转矩TL与n无关多轴旋转系统3、平移传动系统负载转矩TL与n无关多轴旋转系统4、提升传动系统负载转矩TL与n无关多轴旋转系统上下当前第6页\共有22页\编于星期六\10点生产机械转矩分为：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。上下当前第7页\共有22页\编于星期六\10点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TemnTmT0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TemTLn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。上下当前第8页\共有22页\编于星期六\10点轴TemTLn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:Tem-TL=JddtTem：电磁转矩；TL：负载转矩,N.mJ：电动机轴上的总转动惯量，kg.m2：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GD2代替J表示系统机械惯性。上下当前第9页\共有22页\编于星期六\10点m：系统转动部分的质量，KgG：系统转动部分的重量，N：系统转动部分的转动半径，mD：系统转动部分的转动直径，mg：重力加速度=9.8m/s2Tem-TL=Jddt上下TemTLnMD当前第10页\共有22页\编于星期六\10点GD2：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TemTLnM当前第11页\共有22页\编于星期六\10点二、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=m2GD2=4gJ=4gm2=4G2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=(m1+m2)(D/2)2m1m2nD当前第12页\共有22页\编于星期六\10点三、功率平衡方程得出功率平衡方程Tem-TL=JddtTem-TL=Jddt=(1/2J2)ddt电动机产生(Tem>0)或吸收的机械功率（Tem

<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上下TemTLnM当前第13页\共有22页\编于星期六\10点第三节多轴电力拖动系统转矩及飞轮矩的折算多轴系统需等效为单轴系统。等效是指系统传递的功率不变。一.多轴系统负载转矩及飞轮矩的折算电动机生产机械Temj1j2TmmGDR2GD12GD22GDm2TemGDeq2等效负载电动机Tmeq上下当前第14页\共有22页\编于星期六\10点1.负载转矩的折算电动机生产机械Temj1j2TmmGDR2GD12GD22GDm2TemGDeq2等效负载电动机Tmeq折算前负载功率P2=Tm

m等效负载功率P2´=TmeqTmm=Tmeq等效转矩Tmeq为：总转速比j=n/nm

=各级转速比的乘积=j1j2...考虑传动损耗：Tmeq=Tm/(jC)

传动效率C=各级传动效率乘积=12...上下当前第15页\共有22页\编于星期六\10点2.飞轮矩(转动惯量)的折算TJeq等效负载电动机Tmeq折算原则：折算前后系统动能不变电动机生产机械Tj1j2TmmJRJ1Jm1上下乘以4g当前第16页\共有22页\编于星期六\10点TJeq等效负载电动机TmeqT0多轴系统等效为单轴系统后的运动方程为：其中：TL=T0+Tmeq上下GDeq2=j2GDm2j12GD12GDR2++GDR2+j2GDm2其中：修正系数=1.1~1.25电动机生产机械Tj1j2TmmJRJ1Jm1当前第17页\共有22页\编于星期六\10点第四节负载的机械特性负载的机械特性指：n=f(TL)关系一、恒转矩负载机械特性1、反抗性恒转矩负载特性负载转矩由摩擦力产生，其特点：大小恒定（与n无关）；作用方向与运动方向相反。nTL0TL-TLTL电动机轴Temn上下当前第18页\共有22页\编于星期六\10点2、位能性恒转矩负载特性负载转矩由重力产生其特点：绝对值大小恒定；作用方向与n无关，不变。nTL0TLTL电动机轴Temn提升时：n>0,TL>0阻转矩下放时：n<0,TL>0拖动转矩上下当前第19页\共有22页\编于星期六\10点nTL0TL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，Tem=T+TL=TL升。TL升下放时，TL=T+TemTem=TL-T=TL下。TL下TLTTem当前第20页\共有22页\编于星期六\