第3章机械系统的载荷特性和动力机的选择

第三章机械系统的载荷特性和动力机选择第一节任务机械(指执行系统)的载荷和任务制设计机械系统时，载荷的分析和确定非常重要。分析的过程中应分清载荷主次，对量值较小的载荷可忽略不计，对较复杂的载荷应进展适当的简化。一、载荷类型作用在机械上的外力称为载荷。载荷的种类很多，如起重机中提升物体的分量、变速运转的惯性力、机械本身的自重、作用在机械上的风力和落在机械上其他杂物的分量等等都是载荷。载荷的类型和大小决议于对机械的功能要求、任务环境和构造间的约束关系。载荷的表示方式：可用力、力矩或转矩表示，也可用压力、功率、加速度等方式表示。载荷是对机械及零部件进展强度、刚度、稳定性、可靠性和寿命计算的根据。也是进展机械系统动力机类型和容量选择时需求思索要素之一。任务机械就是机械系统的执行系统。系统任务过程中转矩M与转速n的关系M=f(n)(或力F和速度V的关系F=f(V))称为任务机械的负载特性。常见的负载特性有如下几种:1、任务机械的负载特性转矩M与转速n的大小无关，转速n变化，转矩M不变。即恒转矩负载特性又可分为两类：位能性负载特性和对抗性负载特性。〔1〕恒转矩负载特性由转矩M、转速n和功率P的关系可知，对于恒转矩负载特性，功率P与转速n成正比，即P=f(n)。线性关系，由于P=M*n位能性负载特性CnMO②对抗性负载特性：转矩M的方向随转向变化，但转矩M的绝对值不变。具有摩擦负载的皮带运输机、金属压延机床和造纸机等具有对抗性负载特性。对抗性负载特性nMOC-C①位能性负载特性：转矩M的方向不随转向变化。如起重机的钢丝绳无论向上或向下运动都受拉力。功率P与转速n无关，转速n变化，功率P不变，即P=C(常数)。由于功率P为常数，转矩M与转速n的乘积变为常数，即转矩M与转速n为反比关系，即恒功率负载特性为双曲线。〔2〕恒功率负载特性nMO许多金属加工机床就具有恒功率负载特性，由于在加工过程中产生的切削力大，此时选择的切削速度V就应小一些，以保证切削功率不变。例如磨粉机，转速n升高，喂入量加大，转矩M成正比添加。nMOnMO转矩M与转速n成某种函数关系，转速n变化，转矩M按某种规律变化。如转矩M与转速n成线性关系，即M=f(n)，那么功率P与转速n的平方成正比，即P=f(n2)。〔3〕转矩M是转速n函数的负载特性转矩M与转速n的平方成正比，即M=f(n2)，那么功率P与转速n的3次方成正比，即P=f(n3)。通风机、离心水泵就具有这种负载特性。s,θMO例如活塞式空气紧缩机，曲柄压力机，轧钢厂的剪切机、升降摆动台、翻钢机等任务机械都具有这种负载特性。转矩M与行程s或转角θ成某种函数关系，即M=f(s)或M=f(θ)。〔4〕转矩M是行程s或转角θ的函数tMO如破碎机，球磨机等任务机械都具有这种负载特性。转矩M在任务机械任务过程中，与任务时间t没有明显的函数关系。〔5〕转矩M随时间t变化无规律转矩M变化，转速n坚持不变，即n=C(常数)，那么功率P与转矩M成正比，P=f(M)。nMOC例如利用内燃机驱动的发电机，为了坚持交流电频率不变，在机组上利用调速器来保证发电机在额定转速下运转。〔6〕恒转速负载特性思索题：9、根据P37图2-11四种铣床布置阐明如下问题：〔1〕被加工工件的分量、尺寸对铣床的布置有何影响?〔2〕各自的驱动方式以及选用该驱动方式的理由?10、X62W卧式升降台铣床主轴转速nmin=30r/min，nmax=1500r/min，变速级数Z=18，各级转速按照等比级数陈列，确定相应的公比φ和各级转速。第三章思索题1、什么是任务机械的负载特性？常见的任务机负载特性有哪几种，试举例阐明。2.载荷的分类(按照载荷随时间变化的情况)静载荷：是指大小、方向和作用点都不随时间变化的载荷。如重力。动载荷：三个要素中只需有一个要素随时间变化就叫动载荷。经常把变化次数少的按静载荷处置。冲击载荷:短时间内变化很大的载荷.工程中大多数机械所接受的都是动载荷。但有时为了简化设计计算，可以将动载荷简化处置转变成静载荷。动载荷周期性载荷非周期性载荷随机载荷确定载荷：有一定变化规律，可用数学公式表示。载荷－时间历程:载荷随时间t的变化情况,简称载荷历程.3.载荷－时间历程非确定载荷：没有规律，随机性,不反复、不能直接用数学公式表示，要用统计的方法处置。按载荷历程不同,动载荷分为:(一)周期载荷周期载荷:即载荷随时间作周期性的变化,有周期性。周期载荷可用3个要素描画，即幅值、谐波角频率和相位角。常见的周期性载荷又包括以下两种①简谐载荷；②复杂周期载荷；：t时辰的载荷幅值；：最大的载荷幅值；：角频率，角频率与周期T的关系为：T=：相位角式中：由于余弦函数经过改动相位可转化为正弦函数，所以用余弦函数表示的载荷也是谐波载荷。1、简谐载荷〔谐波载荷〕

以正弦规律变化的载荷，是最简单的一种周期载荷。

简谐载荷可用数学公式和图象表示。2、复杂周期载荷任何复杂的周期载荷，都可分解成无限个简谐载荷相叠加的方式(傅里叶级数)。复杂载荷的数学表达式为：〔3-1〕式(3-1)又可以表示为：式中：相位角谐波角频率、、见(P453-1)式。〔3-2〕辐值周期性载荷可表示为：均值为的静态分量和无穷多个谐波分量：相叠加的方式。通常根据对精度的要求，谐波分量只取前n项。如取n=3，周期载荷可表示为：静态分量一次分量(谐波)二次分量(谐波)三次分量(谐波)和3个谐波分量相叠加的方式。这样周期性载荷就表示为：静态分量各谐波分量与一次分量的频率比为正整数：，……，1、准周期载荷：是指假设干个频率比是有理数的正弦量合成的载荷,仍可用数学公式表达。(二)非周期载荷非周期载荷包括准周期载荷和瞬变载荷两类。2、瞬变载荷：作用时间短、幅值变化大。可采用傅里叶变换建立载荷的时域函数和频域函数之间的一一对应关系。(3-3)(3-4)时域函数频域函数准周期载荷和瞬变载荷都是确定性载荷.时域函数x(t)是频域函数F(ω)的反付里叶变换；而F(ω)是x(t)的正付里叶变换。随机载荷是指载荷的幅值和频率随时间无规律变化的载荷，随机载荷不能直接用一个数学式确切地表示。(三)随机载荷载荷随时间变化情况叫载荷历程，随机载荷的载荷历程可见P46图3-1。在统计学上把采得的每一个纪录叫一个子样，图3-1中采得了n个子样：x1(t)、x2(t)…xn(t)。当子样个数n接近无穷多时，就组成了被测载荷的总体-母体。实践上子样个数n只能是有限个，只能经过这有限个子样，用统计学的方法得到能代表母体特性谱型。汽车、迁延机、水轮机、飞机等在复杂条件下任务的机械，就接受随机载荷。由于外界条件变化无常，丈量结果是不可确定的。由于随机载荷具有不可确定性，所以不能运用随机载荷直接进展强度、刚度等计算，必需用数理统计的方法，总结出随机载荷的统计规律，才干进展相应的计算。随机载荷是由现场实测获得，这个过程叫采样。以对载重汽车采样为例，在所得的一系列“载荷-时间历程〞图中，每次采样得到的“载荷-时间历程〞都不一样，从而表现出这种载荷的随机性。随机变量的均值为：均值又叫数学期望值，它是表示随机变量概率分布集中程度的尺度。〔3-5〕(2)规范差：是随机变量与均值之差的均方根。规范差

(3-6)(1)均值随机变量的规范差为：详细在反映或表示随机载荷时，可以经过有限个子样求出一些数字特征值来描画母体的根本统计特征，这些数字特征值包括：(3)方差V(t)：方差V(t)是表示随机变量概率分布相对于均值分散程度的尺度。对比(3-6)和(3-7)式可得：(3-7)(3-8)(3-9)随机变量的方差为：的特例，(3-7)式可变为：对于均值(4)自相关函数R(t)：自相关函数R(t)表示随机变量在t时辰的值与(t+τ)时辰数值乘积的平均值。(3-10)自相关函数R(t，t+τ)为随机变量非平稳随机过程：均值、方差V(t)、自相关函数R(t)均与时辰t有关。平稳随机过程：均值、方差V(t)、自相关函数R(t)均与时辰t无关。对于普通的随机过程，实际上讲只需从无穷个样本中才干得出准确地反映随机过程特征的数字特征值，但添加样本个数具有一定的难度，只能对有限个样本进展分析处置，获得近似的载荷谱。但对于各态历经的随机过程，只需获得一个样本，就可以得到能代表整个随机过程的载荷谱。(5)平稳随机过程与各态历经随机过程各态历程随机过程：平稳随机过程中，整个母体的概率分布与任一个样本的概率分布一样。式中：i、j-----1，2，…，i≠jK-某一时间延迟步数。二、载荷处置方法(一)静载荷、周期载荷、非周期载荷的处置

在静载荷下对机械零件进展强度计算时，塑性资料制成的零件，取屈服强度作极限应力；脆性资料制成的零件，取强度极限作极限应力，选取平安系数S后，就可决议许用应力。用名义载荷F与载荷系数K的乘积表示计算载荷，即，这里载荷系数K是思索载荷集中设定的。1、静载荷运用强度实际由计算载荷可求出计算应力，按强度不等式来进展静强度计算。也可采用简化计算法，引入载荷系数K求得计算载荷FC=KF，然后再利用强度实际进展强度校核。2、周期载荷和非周期载荷对周期载荷和非周期载荷，可运用数学方法，如付里叶展开和付里叶变换，找到载荷变化的规律，然后利用疲劳强度的实际进展强度计算。决议载荷系数K时，既要思索载荷集中，又要思索动载荷。例如:对齿轮进展疲劳强度：思索有动载荷的系数：KA-运用系数；KV-动载系数。思索载荷集中的系数：Kα-齿间载荷分配系数；Kβ-齿向载荷分布系数。②运用编制的载荷谱进展疲劳强度计算或实验时，得到的机械寿命应尽量接近机械的实践任务寿命；(二)随机载荷的处置1、载荷谱编谱是确定计算载荷的一项重要任务，编谱时应留意下面3点：①选取的子样必需具有典型性和代表性；③整个编谱过程应能在计算机上进展，这样大量的计算过程就可由计算机完成。2、编制载荷谱的方法〔了解〕经过实测得到的子样所表示的“载荷-时间历程〞叫任务谱或运用谱。子样虽然是实践载荷，但由于本身的不可反复性和不可预测性，因此不能用某个子样进展设计计算。假设把大量的子样经数理统计方法处置后，就可得到能反映载荷随时间变化规律，这种具有统计特征的“载荷-时间历程〞就称为载荷谱。把任务谱处置成载荷谱的过程叫编谱。进展机械设计时，载荷的大小和性质应由设计者来确定。对于任务条件简单、确定的机械，载荷确定后，在设计过程中就不再变动;而对任务条件复杂，影响要素较多的机械在设计过程中要调整载荷，甚至有些机械，在制造出来后，才干经过实测最终确定载荷。对于系列消费的机械产品，确定载荷时要思索国家制定的规格、系列或规范，例如对冲床的冲力、起重机的起分量都有系列公称值。三、载荷确实定方法有一些产品是以某些表征设备才干的特征构造尺寸为系列公称值的，如谷物结合收获机以割台宽度、钢坯轧机以辗辊最大直径，发掘机以铲斗容积为系列公称值。载荷确实定通常有3种方法：类比法、计算法和实测法。〔一〕类比法运用类比法确定载荷的先决条件：具有与所设计机械同类型的或相近类型的机械产品，这些机械产品被实际证明是胜利的，这时可根据阅历或简单计算就可以确定所设计机械的载荷。类比法不够准确，主要用在载荷难以确定的情况或初步设计阶段，当样机制造好后，再用实测法较准确地确定载荷，并对设计对象进展较准确地校核计算。对于受载不大，以传送运动为主的机械，如印刷机、包装机、仪器仪表等，也可用类比法最终确定载荷。动力类比:选择经过实际证明设计较胜利的同一类型的机械作类比对象，调查该机械运用动力机的容量，如电动机的功率、转矩、转速等参数；再根据设计者的阅历或经过简单地推算，确定设计对象所需求的动力，进而确定机械及其零部件的载荷。〔3-12〕例如要设计一台割台宽度为L1的自走式谷物结合收获机。现有一台割台宽度为L2的同类机械，它的动力机是功率为P2(KW)的柴油机。两台机械的作业对象、任务速度、滚筒、清粮安装及传动安装的类型根本一样，技术要求也根本一样，就可推算出设计对象的功率为：式中：P=f(L)为自走式谷物结合收获机功率与割台宽度的函数关系，可以经过对已有产品进展调查研讨，建立这个函数关系。尺度类比法.假设现有机械的载荷和尺寸为F1和l1，它们的函数关系为F=Φ〔l〕，运用类似原理可建立(3-12)式：经过(3-12)式就可用类比法确定设计对象的尺寸l2：例如设计传动轴，其类比对象上轴所受转矩为T2，直径为d2；设计对象上轴的转矩为T1，直径为d1，两轴的资料和任务条件一样，那么可写出：那么〔二〕计算法运用计算法确定载荷的先决条件：计算所需的力学原理,阅历公式或图表是知的。函数关系F=Φ〔l〕可以在力学中寻觅。据资料力学，-各零件的质量；式中：g-重力加速度。例如:要设计可移式起重机，用计算法确定起重机载荷的过程如下：1)确定起升载荷G起升载荷G是由两部分组成：G=G1+G2G1-起重机的额定起重力，包括正常任务条件下，物料分量和可取下的取物安装的分量〔如抓斗、电磁吸盘〕等。额定起分量应符合有关规范。G2-随物料一同升降的设备分量，如吊具、钢丝绳等不可取下物的分量。2)起重机的整机重力W起重机的整机重力W包括：起重机全部零部件和附属设备的重力。初步设计时整机重力W难以准确确定，可以用类比法确定。设计图纸出来后，整机重力W可准确地计算出来。整机分量为：-各零件资料的密度；-各零件的体积；起重机在起动或制动等不稳定运动形状时，会引起惯性载荷或振动载荷，这些载荷统称为动载荷，详细有如下一些动载荷：3)动载荷◆由起升时惯性力引起的动载荷：式中：G-起升载荷；K-起升动力系数，由起重机类型及工况不同，可查资料决议。◆由挪动零部件惯性引起的动载荷：式中：m-起重机挪动件的总质量；-挪动件的加速度。-转动件的角加速度。式中：J-转动零部件的转动惯量；◆由转动零部件惯性力矩引起的动载荷：4)其它载荷：风载\雪载等.除上述载荷外，有些工况下还应思索起重机行走时的坡度阻力、货物的偏摆载荷以及侧向力等。这些载荷在起重机的设计规范中都有详细的分析和计算方法。用计算法确定载荷时，必需仔细分析机械的作业特点、各种负载的情况及其影响要素，运用静力学和动力学计算方法确定整机的任务载荷，然后根据传送原理计算各零部件的载荷。〔三〕实测法运用实测法的条件：已制造出样机或关键部件。如要确定迁延机变速箱各轴上的载荷，就应在迁延机样机制造出来后，在变速箱各轴上贴上应变片。当迁延机运转时，轴接受转矩而发生扭曲变形，使得应变片的电阻发生变化，经电阻应变仪中的丈量电桥，把电阻值的变化转化成电压信号的变化，最后由记录仪记录出与载荷成比例变化的曲线，经过标定后就可测出转矩的大小及变化情况。假设可以测出轴的转速n，就可计算出各轴上的功率P。同样，在设计谷物结合收获机之前，将脱粒滚筒制造出来，进展脱粒的台架实验，就可以测出各种喂入量下，脱粒滚筒耗费的功率。对于有一些机械产品，载荷复杂且难以确定，往往结合运用上述三种方法来进展实践载荷确实定。

四、任务机械(执行系统)的任务制不同机械在运转时任务的继续情况不同，如抽水用的水泵是延续任务，车床的主轴箱是断续任务，而龙门吊车的大车是短时任务，机械任务的继续情况可以经过任务制来反映。机械任务的继续情况就是任务机械的任务制。任务制有不同的表示方式：①用“载荷-时间〞特性曲线表示M1M2M3起重机的载荷-时间特性曲线MtTt0t3t2t1M1M2M3起重机的载荷—时间特性曲线MtTt0t3t2t1图中M1、M2、M3分别表示起动加速、匀速任务、减速制动时卷筒上的转矩；t1、t2、t3分别表示一个周期里上述3个工况的运转时间；假设用tw表示一个周期里起重机的任务时间，tw=t1+t2+t3；t0表示一个周期里起重机不任务的时间；T表示起重机的一个任务周期，T=tw+t0。任务制反映载荷继续情况。〔3-15〕②用每年任务多少天，每天任务多少班，每班任务多少小时,折旧期等表示.③用负荷继续率FC表示任务制以为机械延续任务；以为机械断续任务；表示机械短时任务。任务时间占总时间的百分比.2、动力机的机械特性：应与任务机的负载特性相匹配；§3-2动力机种类、机械特性及其选择机械产品的动力机普通选用定型的动力机产品，电动机、内燃机、液压马达、气动马达，都可供设计者选择。只需当现有系列产品不适用需求时，才专门设计动力机。设计动力机是专门设计人员的任务.各种定型的动力机有不同的机械特性。动力机的机械特性是指输出转矩M与输出转速n间的关系M=f(n)，动力机的机械特性又叫输出特性。了解动力机的机械特性对动力机的选择很有用。选择动力机的类型时，应思索如下一些要素：1、任务机的负载特性：包括载荷性质、任务制以及对起动、制动、正反转及调速的要求；3、动力机的容量：动力机的容量以额定功率PN(KW)表示。要满足机械系统的任务要求。(3-16)由(3-16)可得：(3-17)式中：MN—动力机的额定转矩，N·m；nN—动力机的额定转速，r/min。动力机的功率、转矩、转速间关系为：PN—动力机的额定功率，KW；4、机械产品的经济性：应从能源供应、运用与维护费用、动力机购置费用等方面分析经济性；5、作业环境：从机械产品是户外运用还是户内运用、环境温度、湿度、粉尘及通风条件，有无防爆要求，机械产品是固定任务还是经常挪动，以及环保要求等方面思索。但是，选择电动机的一个重要前提是必需具备相应的电源，对于在野外任务或者挪动式的机械，由于没有电源，不能选用电动机作动力机。一、电动机的种类、机械特性及其选择电动机是机械产品最经常选用的动力机，与其它动力机相比较，它有下面一些优点：①驱动效率较高；②种类、型号较多；③与任务机衔接方便；④调速、起动、制动、反向控制性能好；⑤易于实现远间隔自动控制；⑥不污染任务环境。首选电动机的缘由〔一〕电动机的种类及其机械特性※电动机可以采用多种分类方法：◆按电源不同，电动机分为交流电动机和直流电动机。◆按转子转速和旋转磁场转速能否一样，交流电动机可分为同步电动机和异步电动机。◆按励磁方式不同，直流电动机可分为：他励、并励、串励、复励等方式。※电动机的机械特性电动机的机械特性可分为固有机械特性和人为机械特性。固有机械特性：在额定电压、额定频率下用规定的方法接线，定子和转子电路中不接入任何电阻和阻抗时测得的机械特性。人为机械特性：改动电动机的某些参数如改动电压或频率，在定子或转子电路中接入电阻或阻抗所测得的机械特性。1、三相异步交流电动机的种类及其机械特性<1>三相异步交流电动机的分类三相异步交流电动机运用三相交流电，是运用最广泛的电动机。这种电动机种类较多，主要有下面一些类型：三相异步电动机可分为笼型电动机和绕线型电动机。①按转子构造分类笼型电动机:构造简单、耐用、易维护、价钱低、载荷变化时转速变化较小〔特性硬〕；但其起动电流较大、起动力矩较小、调速性能差〔范围小、不稳定〕、轻载时功率因数较低。〔起动性能差、调速性能差〕对于没有调速要求，起动力矩不太大的机械，如水泵、机床、一些农业机械等，广泛选用笼型三相异步电动机作动力机。Y系列电动机是最常见的笼型三相异步电动机。Y系列电动机按照定子的转数可以分为：2级-同步转速3000r/min；4级-同步转速1500r/min；6级-同步转速1000r/min；8级-同步转速750r/min。有一种可以经过改动定子极数的变速笼型电动机〔变极变速三相交流异步电动机〕，可用于小功率的有级变速传动，可实现两速、三速或四速。但与Y系列笼型电动机相比，体积较大，价钱较贵。绕线型电动机:起动力矩较大、起动时功率因数较高,可实现小范围内的调速，且调速控制简单；但与笼型电动机相比，构造复杂、维护较费事、价钱较贵。绕线型电动机广泛用于起动次数较多，起动时负载较大、或需求小范围调速的机械。如起重机、提升机、轧钢机等。YZR系列冶金及起重三相异步电动机是最简单的绕线型电动机。阐明：功率因数—每种电机系统均耗费两大功率，分别是真正的有用功及电抗性的无用功。功率因数是有用功与总功率间的比率。功率因数越高，有用功与总功率间的比率便越高，系统运转那么更有效率。②按外壳构外型式分类三相异步电动机按外壳构外型式可分为：开启式、防护式、封锁式和防爆式。开启式电动机：外壳无专门的防护构造，水滴、灰尘等杂物易侵入电动机内部，但散热性能较好，只能用于环境清洁、枯燥的室内。端盖有开口，从外部能看到内部。防护式电动机：上部有防护罩，可防止各种杂物从上部浸入电动机，适用于较清洁的环境。封锁式电动机：电机端盖完全密封，可防止各类杂物从恣意方向侵入电动机内部，适用于多尘、风沙较多的环境。Y系列电动机属于全封锁电动机。防爆式电动机：可防止杂物侵入，用于环境有可燃气体容易引起爆炸危险如矿井等特殊环境的场所里。主要用于煤矿、是有、天然气、石油化工等。采用隔爆外壳把能够产生火花、电弧、和危险温度的电气部分与周围爆炸性气体隔开。③按安装型式分类三相异步电动机可分为卧式和立式；又可分为机体带底脚、端盖有凸缘，既有底脚又有凸缘等型式。此外，还有齿轮减速异步电动机〔电动机上带齿轮减速器，输出减速后的转矩和转速，在减速器分类时又叫联体式减速器。〕、电磁调速异步电动机、异步整流子变速电动机，后两种电动机可输出在一定范围里变化的转速。<2>三相异步电动机的机械特性A.三相异步电动机的转差率S设三相异步电动机转子转速〔输出转速〕为n，旋转磁场转速为n0，并且满足转差率的定义为：转差率是三相异步电动机的重要参数，不同运转形状下，电动机的转差率不一样。空载时：满载时：载荷越大，转差率S越大。三相异步电动机具有转差率S随载荷变化不大的特点。三相异步电动机定子绕组有两种接法：三角形接法(△型)和星形接法(Y型)。B.三相异步电动机铭牌上的参数三相异步电动机铭牌上应标明的参数：额定功率PN、额定电压UN、额定电流IN、额定频率fN、额定转速nN、相数(三相、单相)、绕组接法、外壳防护类型、绝缘等级等内容。ABCXYZAZBYXC常用的Y系列小型三相异步电动机，采用△型接法，额定电压为220V；采用Y型接法，额定电压为380V。C.三相异步电动机的固有机械特性以转矩M为横坐标、转速n为纵坐标，就可以得到三相异步电动机的固有机械特性曲线，它表示的是电动机输出转速n与转矩M间的关系。三相异步电动机在额定电压UN、额定频率fN下任务，按规定接线法接入电网，不在定子或转子电路中接入电阻或阻抗，获得的机械特性叫固有机械特性。◆坐标原点O左端是回馈制动形状，即别的机械带动电动机运转的形状。转矩M<0，转速n>n0，转差率S<0。曲线阐明：◆固有机械特性坐标轴上点H，表示的是电动机空转，此时电动机的转速为同步转速n0〔旋转磁极的转速〕，转差率SH=0，输出的转矩MH=0。◆坐标原点O右端是电动机形状，即电动机带开任务机械运转的形状。转矩M>0，转速n<n0，转差率0﹤S≤1。转矩M>0阐明电动机产生的是驱动力矩，M<0阐明电动机产生的是阻力矩。B点转速为额定转速nN，转矩为额定转矩MN，功率为额定功率PN，电流为额定电流IN，其转差率为：A点在横坐标轴上，转速nA=0,转差率SA=1，转矩Mst为起动力矩。笼型三相异步电动机的起动电流Ist较大，Ist=〔4～7〕IN，IN为额定电流。在额定点B运转经济性最好。下面只讨论O点右端部分的固有机械特性曲线上4个特殊点和3个线段：4个点：①起动点A②额定任务点BH点在纵坐标轴上，转速为同步转速n0，转差率SH=0，转矩M=0，为空转形状。③同步转速点HMm又叫电动机的临界转矩。假设轴上负载大于Mm，那么电机停转，易烧坏。④最大转矩点P在P点电动机产生最大转矩Mm，转速为nm。其转差率为：负载转矩ML≤MN，电机特性曲线近似于直线，此时电动机不论带何种负载都能稳定任务。由于HB线斜率较小，使得笼型电动机特性较硬，即负载转矩变化，转速变化较小。3条线段：⑤线段HB电动机应在HB段运转。ML>MN，S≥Sm，机械特性为一曲线，电动机转速降低，转矩减小，此时电动机不能稳定运转，甚至会堵转。时间长时，由于电流过大，电动时机烧坏。“电动机不能在PA段任务。〞MN≤ML≤MM。此时假设负载转矩M加大，电动机转速降低，但是电动机仍可正常任务。因此，笼型三相异步电动机有一定的超载才干。过载时利用此段。⑥线段BP⑦线段PA由电动机的固有机械特性可得其两个重要参数：起动转矩倍数λst和过载倍数λM。对于笼型电动机，满足Mst>ML条件，电动机才干起动。起动转矩倍数λst反映电动机的起动才干，λst越大，电动机的起动性能越好，λst可以在电动机的产品目录中查出。与笼型电动机相比，绕线型电动机在转子电路中串接附加电阻，可增大起动力矩Mst，故绕线型电动机，起动才干较强。▲起动转矩倍数λst：▲过载倍数λm:过载倍数λm反映了电动机的过载才干。λm越大，电动机的过载才干越强。笼型异步电动机λm=1.6～2.2，绕线型电动机λm=2.2～2.8，λm的数值可从电动机产品目录中查出。异步电动机的起动问题：异步电动机起动时位于A点，转速n=0，转差率SA=1。当负载转矩ML=MN时，电动机在B点运转，转速为nN，SB=0.03~0.05。从起动到额定任务形状，电动机转速迅速提高，转差率迅速减小。电动机位于A点时，起动电流Ist很大，Ist=(4~7)IN。所以由A点到B点，电流也要迅速下降。对于小型电动机，由于转子的转动惯量较小，电动机可在极短的时间里从起动形状(A点)到达额定负载形状(B点)，即转速可迅速添加，转差率可迅速减小，起动电流Ist也迅速减小到额定电流IN。这个过程对电动机和电网上其它电器影响忽略不计，因此，小功率异步电动机可直接起动。大型电动机由于转子转动惯量较大，起动电流Ist减小较慢，不仅对电动机有影响，而且影响电网上其它电器，因此不能直接启动。为减小起动电流Ist，可设法减小电动机的端电压，详细措施有：③采用自耦变压器降低电动机端电压可减小起动电流Ist，但也使起动转矩Mst减小。①将△型接法改为Y型接法；②在定子电路中串入起动电阻；思索题：2、什么是周期性载荷、非周期性载荷及随机载荷？举例阐明怎样表示简谐载荷，怎样用数学表达式表示复杂的周期性载荷，工程上如何描画非周期性载荷。5、什么是任务机械的任务制？如何表示任务制？任务制与载荷类型有什么不同。4、进展机械设计时，如何确定载荷？3、什么是任务谱、载荷谱？什么是编谱任务？6、为机械设备选择动力机时应思索哪些要素。7、什么是电动机的固有机械特性和人为机械特性？分析三相异步交流电动机的固有机械特性。阐明起动转矩倍数λst与过载转矩倍数λM的物理意义。阐明如何利用人为机械特性改善三相异步电动机的起动性能和进展调速。D.三相异步电动机的人为机械特性改动电动机某些参数测得的机械特性叫电动机的人为机械特性。当固有机械特性不能满足要求时,可改动电动机的某些参数从而改动其机械特性.1在转子电路中接入电阻为RQ：RQ1>RQ2>RQ3>RQ4由图可看出：◆同步转速n0和最大转矩Mm不变，随转子电路串入电阻RQ加大，转差率加大，电动机机械特性变软；◆串入电阻RQ较小时，随RQ加大，起动转矩Mst加大；但RQ加大到一定值后，Mst反而减小；◆当负载转矩ML=MN时，随串入电阻RQ的加大，额定转速nN减小。可运用后面两点，经过在转子电路中串入电阻RQ，提高起动转矩Mst，还可以小范围调速。由特性曲线可看出：人为机械特性和固有机械特性的同步转速n0相等，但人为机械特性的最大转矩MM'、起动转矩Mst'和最大转矩下的转差率都比固有机械特性减小了，即电动机的机械特性变软了。利用在定子电路串接电阻或阻抗的方法，可以实现减小笼型异步电动机起动电流的目的，但同时起动力矩Mst也减小了。利用在转子电路并联电阻或电抗的方法，可以改善绕线型异步电动机的起动性能，减小起动次数，使电动机平滑加速，同时还能到达减小起动电流的作用。由特性曲线可以看出：在转子电路并联电阻或电抗后，人为机械特性的起动力矩Mst'比固有机械特性加大了，而且得到了近似恒转矩的起动特性(由A'P'段近似为铅垂线可看出)。A'P'(由于起动力矩大,大电机一次启动不起来,要分多次起动)2、其它类型交流电动机的种类及其机械特性接入220V单相交流电就可任务，与三相异步电动机比较，功率较小。广泛运用在家用电器、小型机械、办公机械、工农业消费工具、医疗器械、仪器仪表上。但效率和功率因数较低，过载和起动才干差，容量较小，不超越0.6KW。(1)单相异步电动机单相异步电动机起动力矩Mst=0，不能起动。须借助于其他方法起动.常用的起动方法有两种：电容分相式和罩极式。这样就有电容分相式单相异步电动机和罩极式单相异步电动机。其中电容分相式单相异步电动机的转矩较大，起动电流较小，运用广泛。而罩极式单相异步电动机功率较小(几十瓦以下)，常在小电扇、电唱机、录音机中运用。同步电动机不能直接起动，需求异步起动。先使电动机在异步转矩作用下转动起来，当转速接近同步转速时，再给转子励磁绕组通入直流电，就变成了同步电动机。同步电动机的优点：◆可在功率因数cosФ=1的形状下运转，不用从电网吸收无功功率；◆可经过改动转子励磁电流大小的方法，调理无功功率的大小，改善电网的功率因数。◆同步电动机的转速恒定，不随外载变化。不少延续任务，不需求变速的大型机械，如大功率的离心水泵、鼓风机等常用同步电动机作为原电动机。交流电→定子电枢绕组→建立旋转磁场直流电→转子励磁绕组→建立旋转磁极旋转磁场牵引旋转磁极同步转动同步电动机既需求交流电又需求直流电，其任务过程如下：(2)同步电动机(3)三相交流换向器电动机有并励和串励两种型式，是一种恒转矩交流调速电动机.◆在调速范围R<3的条件下，可实现无级变速；优点：◆有调理功率因数的功能,能补偿电网中的功率因数。缺陷：构造复杂、造价较高，换向困难。同步电动机的这些优点只能在容量很大(超越1000KW)和低速(极对数超越20极)的条件下才干显示出来。而且构造复杂，造价较高，转速不可调理。要求长期延续任务，并坚持转速不变的机械，如大功率离心式水泵和通风机常用同步电动机作原动机。与普通笼型三项异步电动机相比,起动电流较小，起动转矩较大。用于纺织、造纸、制糖、橡胶等领域中有求在宽范围内均匀调速时的电力拖动。在造纸、化纤、印刷、轧钢、国防等部门广泛运用。(4)无换向器电动机具有交流电动机和直流电动机两者的优点：具有与直流电动机相类似的调速性能，在调速范围R>3的条件下，可实现无级调速；又具有与交流电动机相类似的构造简单、维修方便、能在恶劣条件下任务的性能。能输出直线运动。广泛运用在有直线运动执行构件的机械、自动消费线的机械手以及高速列车上。磁悬浮列车上运用这种电动机。(5)直线异步电动机普通三相异步电动机随旋转磁场极对数不同有4种型式：二极-同步转速n0=3000r/min、四极-n0=1500r/min、六极-n0=1000r/min和八极-n0=750r/min。(6)变极变速三相交流异步电动机变极变速三相交流异步电动机可改动旋转磁场的极对数，从而有级地改动电动机的转速，实现有级调速。有双速、三速、四速三种类型。调速时特性较硬，经济性较好。对要求有级调速的机械，如起重机、低速电梯，机床可采用这种电动机。直流电动机的主要参数有：额定功率PN、额定电压UN、额定电流IN、额定转速nN、励磁电压Uf、励磁电流If和励磁方式。3、直流电动机的种类及其机械特性直流电动机需求直流电源，与交流电动机比较，直流电动机具有起动力矩大、起动电流小、调速范围广且平滑等优点。缺陷：原理和构造复杂、造价高、维护管理费事等。通常直流电动机的主磁极不用永久磁铁，而是在励磁绕组中通入直流电建立磁场。按照励磁绕组与电枢绕组关系的不同，直流电动机可分为4类：他励、并励、串励、复励。励磁方式：直流电机的励磁绕组的供电方式。◆他励直流电动机：励磁绕组接在独立的电源上，与电枢绕组没有关系。他励直流电动机的励磁方式◆并励直流电动机和串励直流电动机：励磁绕组与电动机用同一个电源，励磁绕组分别与电枢绕组并联或串联。并励直流电动机的励磁方式串励直流电动机的励磁方式励磁绕组与电动机用同一个电源，有两个励磁绕组，分别与电枢绕组串联和并联。◆复励直流电动机：复励直流电动机的励磁方式直流电动机的机械特性◆他励直流电动机的固有机械特性和人为机械特性：见P58图3-10。a〕他励直流电动机的负载机械特性较硬，其固有机械特性曲线是一条斜率较小的下倾直线。转矩变化，转速变化较小。n0为理想空转转速，nN、MN分别为额定转速和额定转矩。b〕改动电枢电压的人为机械特性，电压减小，在一样负载转矩下，转速下降。c〕在电枢绕组上串联电阻后，人为机械特性就软，一样负载转矩下，转速降低。d〕电动机磁通越小，人为机械特性越软。◆并励直流电动机与他励直流电动机制机械特性相类同。◆串励直流电动机的机械特性，如图3-11所示。固有机械特性，它是一条下倾的曲线，比他励直流电动机硬度小。线1是在励磁绕组上并联电阻的人为机械特性，一样负载转矩下，比固有机械特性转速上升。线3是在电枢绕组上串联电阻的人为机械特性一样负载转矩下，比固有机械特性转速下降。线4是在电枢绕组上并联电阻的人为机械特性，一样负载转矩下，比固有机械特性转速下降。随着电压的降低，在一样负载转矩下，比固有机械特性转速下降。◆复励直流电动机的机械特性，见P59图3-12。线1为固有机械特性，为下降的曲线。线2为串联电阻的人为机械特性，在一样负载转矩下，转速下降。线3为能耗制动的机械特性。线4为发电制动的机械特性。电动机计算的步骤：〔二〕电动机的选择与计算电动机选择的内容：类型、构造、额定电压、额定转速、额定功率选择。电动机选择要思索的主要要素：运用要求和经济性。◆进展发热、过载才干和起动才干的校核。◆预选电动机的功率；电动机类型选择的原那么：满足运用要求的前提下，交流电动机优先于直流电动机；笼型电动机优先于绕线型电动机；公用电动机优先于通用电动机。1、电动机类型和构外型式的选择〔1〕电动机的类型选择可按下面详细情况选择电动机类型：1)普通情况下，对起动、制动及调速无特殊要求的机械，如机床、水泵、鼓风机、运输机械、农业机械等，应尽量用Y系列笼型三相异步交流电动机。对于调速范围较大(R>3~10)具有恒功率机械特性(P=C)的机械，尽能够选择带机械变速安装的交流异步电动机，或选无换向器交流电动机。当这些交流电动机不能满足要求时，才选直流电动机。2)对于具有恒转矩负载特性(M=C)及转矩与转速的二次方成正比负载特性(M=f〔n2)〕的机械，应选用机械特性较硬的交流电动机。3)对需求调速，但对调速平滑性无特别要求的机械，可进展有级调速。为方便地实现有级变速，应选YD系列变极变速三相交流异步电动机，这种电动机特性较硬、经济性好，在起重机、低速电梯以及一些机床中就采用这种电动机。4)无调速要求，但需求高起动转矩、起动飞轮力矩较大，具有冲击载荷、起动、制动、反转次数较多的机械，可选YH系列高转差率三相交流异步电动机。剪床、冲床、锻压机、冶金机械、紧缩机、小型起重运输机常选这种电动机。以上讲的是交流异步电动机的选用。在满足4〕要求的同时，还需求小范围内变速(R<3)的机械，如起重机、矿井提升机可选YR系列绕线型三相交流异步电动机。5)断续任务制(负荷继续率FC=15%~60%)，频繁起动、制动、反向、起动转矩较大的机械，如起重机、冶金辅助设备可选用YZ系列、YZR系列绕线型三相交流异步电动机。以上引见的是交流电动机的选用。6)功率较大，负载较平稳，无调速要求，且长期运转的机械，如大容量空压机、大型离心泵、大型鼓风机等可选用T、TD、TDG等系列三相交流同步电动机。对于功率虽然不大，转速较低，长期运转的机械，如各种磨机、往复紧缩机、轧机等可选用TM、TK、TZ等系列三相交流低速同步电动机。7)要求调速范围较大，且调速平滑，需准确进展位置控制的中小功率机械，如数控机床、龙门刨床、可逆轧钢机、造纸机可选直流他励电动机。除上面要求以外，还要求有较大的起动转矩的机械，如电车、电气机车、重型起重机宜选用直流串励电动机。交流异步电动机可进展可控硅调速，变频调速，如能取代上述直流电动机，可显示出较多的优越性。直流电动机需求直流电源、价钱为同功率交流电动机的2~3倍，在高转速、高电压、大容量等方面均不如交流异步电动机。选用直流电动机要慎重，要有充分的理由。9)有公用电动机的机械，应选用公用电动机，不要选普通电动机。如深井泵、潜水泵就有公用电动机。公用电机在满足运用要求和经济性方面更好。8)任务环境有易爆气体时或尘埃较多时，应选用防爆、防尘电动机。(2)电动机构外型式的选择1)普通情况下应选用卧式电动机，有特殊要求如立式机床、反响罐的搅拌等才选立式电动机。2)根据任务环境的不同，可选择开启式、防护式、封锁式、隔爆式等外壳防护方式的电动机。普通任务条件下应选用有防护外壳的电动机；户外运用，不得选用开启式电动机；在有尘埃和有水溅的环境中运用，应选封锁式电动机；有防爆要求时，应选有隔爆外壳防护的电动机；对湿热地带和船用电动机还有特殊要求，如既要求防潮又要求散热。3)普通情况下电动机轴从一端伸出，也有从两端伸出轴的电动机，这种电动机可用于驱动两台机械任务。一样额定功率的电动机，有多种额定转速。电动机的额定转速越高，旋转磁场的极数越少，电动机体积小、质量轻、价钱低、功率因数高；同时转子转动惯量小，起动和制动反响快，能量耗费小，因此选用额定转速高的电动机经济性好。但当执行构件速度较低时，选用额定转速较高的电动机，传动系统复杂，影响传动系统的性能和经济性。2、电动机额定转速选择兼顾动力系统和传动系统的性能和经济性，综合思索任务机械的任务制以及起动、制动、反转的频繁程度以及任务机械对从起动到正常任务过渡过程的要求，来选择电动机的额定转速。直流电动机由单独的直流发电机供电时，普通额定电压为220V或110V，大于20KW的直流电动机额定电压可用600~780V。3、电动机额定电压的选择家庭和办公室普通只需220V的单相交流电，应选额定电压220V的单相异步电动机。消费车间电网为380V三相交流电。中小型异步电动机有220/380V(△/Y接法)及380/660V(△/Y接法)两种额定电压，大型交流异步电动机，可选用3000V以上的高压电源。〔高压传输沿途损失小〕4、电动机任务制的选择任务机械的任务制〔延续任务、断续任务和短时任务〕可用负荷继续率FC表示，电动机也有任务制〔负载功率P和温升T随时间t的变化曲线〕。国家规范规定三相异步交流电动机的任务制分为9类：S1S2S3S4S5S6S7S8S9连续工作制短时工作制断续周期工作制包括起动的断续周期工作制包括电制动的断续周期工作制连续周期工作制包括电制动连续周期工作制包括负载和转矩相应变化的连续周期工作制负载和转速非周期变化的工作制其中最根本的：S1-延续任务制；S2-短时任务制；S3-断续周期任务制〔S4，S5〕；S6-延续周期任务制〔S7，S8〕；S9-负载和转速非周期变化的任务制。不同任务制对电动机的发热影响不同，从而影响电动机的承载才干。下面以S1、S2、S3为例加以阐明。教材图3-13。①延续任务制(S1)：电动机长期稳定任务，功率P=C，电动机的温度到达稳定任务TW，这种任务制的电动机如Y系列电动机只需一个额定功率。②短时任务制(S2)：电动机任务时间tw较短，休憩时间t0较长。任务时电动机的温度达不到稳定任务温度TW，休憩时电动机的温度降到了环境温度T0。对短时任务制的电动机，规范规定了延续任务时间为：15min、30min、60min和90min的功率：P15，P30，P60，P90，满足P15>P30>P60>P90的关系。

电动机要频繁地起动和制动，用负荷继续率表示断续周期任务制下电动机的任务情况：③断续周期任务制(S3)：电动机任务时间tw和休憩时间t0都较短，而且周期性变化。电动机的温度T在Tmax~Tmin间变化，Tmin>T0(环境温度)，Tmax<TW(稳定温度)。规范负荷继续率有4种：15%、25%、40%、60%，电动机的功率为负荷继续率的函数P=f(FC)。规范为同一型号的电动机规定了4个功率：P15，P25，P40，P60，分别表示在相应负荷继续率下的额定功率，有P15>P25>P40>P60的关系。YZR、YZ系列电动机属于断续周期任务制电动机。经过计算负荷继续率FC判别电动机的任务制：15%≤FC≤60%—断续周期任务制(S3)FC<15%—短时任务期(S2)选择电动机时，最好选择与任务机任务制一样或相近任务制的电动机。FC>60%—延续任务制(S1)5、电动机功率选择与计算选择电动机功率要思索的要素：电力拖动系统有良好的经济性，又能平安可靠地运转。◆功率选择得太大，“大马拉小车〞，呵斥设备浪费，运转效率低，对电能利用不经济。②电动机的过载才干；电动机功率选择应适宜：◆功率选择得太小，“小马拉大车〞，长期超负载荷运转，会呵斥电动机绝缘过早烧坏，甚至绕组烧坏。(1)决议电动机功率的要素①电动机的发热；③电动机的起动才干。◆电动机的发热电动机运转过程中有铜损、磁损和摩擦损失，这些能量损失会使电动机温度升高。在电动机里耐热性最差的是绕组的绝缘资料，因此，把绝缘资料所允许的最高温度作为限制电动机任务才干的代表参数。电动机的发热计算是选择电动机功率的主要要素。在选择电动机功率时，除短时任务制的电动机外，都应进展发热计算。发热计算的方法后面讲。◆电动机的过载才干：对瞬时的最大负载需求进展过载才干的校验。交流电动机的过载才干遭到临界转矩Mm的限制；直流电动机受换向器电火花的限制。交流电动机的过载才干以允许转矩的过载倍数λm表示。允许转矩过载倍数λm是交流电动机的一个重要目的，可从手册中查出。表示这一限制的代表参数就是额定功率，额定功率是按照任务环境40℃，绕组最高温度在答应范围，一定条件下带载运转的输出功率。直流电动机的过载才干以电流过载倍数λI表示:式中：Imax—换向器允许的最大电流，IN—额定电流。对拖动载荷变化较大的电动机，应进展过载才干校核。对平稳载荷，如皮带运输机等不计算过载才干。校核公式为P61(3-19)、(3-20)和(3-21)式：直流电动机〔3-19〕异步电动机同步电动机〔3-20〕〔3-21〕◆电动机的起动才干以交流异步电动机为例，从固有机械特性可知其起动转矩为Mst，此时起动电流Ist=(4~7)IN。当起动的负载力矩ML>Mst时，电动机不能带负载起动；当ML≤Mst时，虽然电动机可以负载起动，但由于起动电流Ist过大，会影响电动机或电网上其它电器任务。电动机的起动才干可以用起动转矩倍数表示：起动转矩倍数可用手册中查出，当电动机在负载下起动时，应校核电动机的起动才干，如起重机械。由三相异步电动机的固有机械特性可看出：从A点沿固有机械特性，经P点到B点的起动过程，转矩M是变化的，因此不能按这个过程中的某一个转矩来校核电动机的起动才干。应按平均起动转矩Msa校核起动才干。电动机起动过程中，机械特性M=f(n)不是线性变化的，平均起动转矩Msa难以准确计算。对于各种交流电动机，可按P61(3-22)到(3-26)式估算平均起动转矩Msa。直流电动机〔3-22〕同步电动机〔3-23〕〔3-24〕当Mst≥Mpi时当Mst≤Mpi时普通笼型电动机〔3-25〕〔3-26a〕〔3-26〕冶金起重机械冶金起重用绕线型电动机式中：Mpi—牵入转矩；MN，25—FC=25%时的额定转矩；当定子绕组接通电源后，电机以异步电动机原理启动，加速运转至同步转速时，由转子永磁磁场和定子磁场产生的同步电磁转矩将转子牵入同步，电机进入同步运转，其转矩叫牵入转矩。假设交流电动机功率低于7.5KW时，允许直接接入电网，按P62(3-27)式校核起动才干。〔3-27〕式中：MN—电动机额定转矩；Mrs—起动时电动机轴上的静阻转矩；kU—最小起动电压与额定电压之比，普通取kU=0.85；kmin—电动机最小起动转矩与额定转矩之比；ks—起动加速因数，普通取ks=1.2～1.5；(2)电动机的负载图1〕动力机驱动系统的运动方程机械系统可以表示为:动力机传动系统任务机M、ωJtot动力机驱开任务机械时，机械系统的方程为：联轴器联轴器M，ω——电机轴上的转矩和角速度；Jtot——整个系统折算到电机轴上的转动惯量。式中：Md-电机轴输出转矩；MZ-折算到动力机输出轴上的任务机负载转矩；Jtot-机械系统折算到动力机输出轴上的转动惯量。-动力机输出轴沿力矩Md方向的角加速度；动力机驱开任务机械时，机械系统的方程为：Jtot由三部分组成：动力机输出轴的转动惯量Jm，机械系统中转动件的折算转动惯量，机械系统中挪动构件的折算转动惯量。即：转动惯量的折算是按动能不变原理进展的。转动惯量的折算是按动能不变原理进展的。转动构件的转动惯量的折算：设第J个转动构件的动能为：折算后的动能为：式中：Jmj—第j个转动构件折算到动力机输出轴上的转动惯量，kg.m2；Jj—第j个转动构件的转动惯量，kg.m2；ωj—第j个转动构件的角速度，rad/s；ωm—动力机输出轴角速度，rad/s；imj=ωm/ωj，从动力机输出轴到第j个转动构件的速比。据动能不变实际，令上两式相等解得：挪动构件转动惯量的折算：设第i个挪动构件的动能为：折算到动力机输出轴上的动能为：由动能不变定了解得：Vi—第i个挪动构件的速度，m/s。式中：Jmi—第i个挪动构件折算到动力机输出轴上的转动惯量，kg.m2；mi—第i个挪动构件的质量，kg；将Jmj和Jmi代入到可以得到Jtot③减速运动形状：Md<Mz;由运动方程可看出机械系统可处于三种运动形状：①稳定运转或静止形状：Md-Mz=0；②加速运动形状：Md>Mz；>0<0=0电动机的负载图表示电动机的转矩M、功率P和电流I随时间t变化的情况。即M=f(t)、P=f(t)、I=f(t)关系。2〕电动机的负载图电动机的负载图是进展发热计算、校核电动机的过载才干和起动才干的根据。电动机的负载图应根据任务机的负载图制造。以卷扬机为例阐明电动机负载图的制造方法。ts-稳定运转时间；tb-制动时间；t0-停车时间;tst-起动时间；tW-任务时间;T-任务周期;MZ'-卷扬机钢丝绳卷筒上的转矩；MZ-折算到电机轴上的转矩；n'-卷筒转速；tW=tst+ts+tbT=tW+t0=tst+ts+tb+t0twtMMZM′ZTt0tbtstst卷扬机筒上的转矩MZ'随时间变化情况：它具有恒转矩的机械特性。由MZ'求出电动机轴上MZ时，思索效率η和速比i。i、η-从电机到卷筒的速比和效率；n'Ttwt0tbtststttst起动阶段转速n'按线性关系增长；ts稳定运转阶段转速不变；tb制动阶段转速n'按线性关系减小，t0停车阶段，转速n'=0。卷扬机卷筒转速n