调速(原理用)

1、7-1 研究机器运转及其速度波动调节的目的研究机器运转及其速度波动调节的目的7-2 机器周期性速度波动的调节方法和飞轮设计机器周期性速度波动的调节方法和飞轮设计第七章第七章 机器的运转及其速度波动的调节机器的运转及其速度波动的调节本章要求：本章要求：1、了解周期性速度波动和非周期性速度波动的、了解周期性速度波动和非周期性速度波动的区别及调节方法；区别及调节方法；2、知道平均速度和不均匀系数的含义；、知道平均速度和不均匀系数的含义；3、知道盈亏功及飞轮转动惯量的求法。、知道盈亏功及飞轮转动惯量的求法。7-1 研究机器运转及其速度波动调节的目的研究机器运转及其速度波动调节的目的机械运转存在驱动力和

2、阻力,驱动力所作的功是机械的输入功,阻力所作的功是机械的输出功。如果输入功等于输出功，机械保持匀速转动如果输入功大于输出功，盈功，机械动能增加,转速升高.如果输入功小于输出功，亏功，机械动能减小,转速下降.速度波动机械运转的三个阶段起动稳定运转停车mto1、起动阶段起动阶段 ： 0 m 2、稳定运转阶段、稳定运转阶段每一瞬时： 常数 每一周期： = m Wd = Wr3、 停车阶段停车阶段 ： m 0速度波动速度波动危害：危害： 引起动压力，引起动压力，和可靠性。和可靠性。 可能在机器中引起振动，影响寿命、强度。可能在机器中引起振动，影响寿命、强度。 影响工艺，影响工艺，产品质量。产品质量。

3、机器因速度过高而毁坏，或被迫停车。机器因速度过高而毁坏，或被迫停车。 周期性速度波动 用飞轮调速 速度波动非周期性速度波动 用调速器来调调节机器速度波动的目的：调节机器速度波动，使其速度波动控制在调节机器速度波动的目的：调节机器速度波动，使其速度波动控制在我们允许的范围之内。我们允许的范围之内。 一、周期性速度波动一、周期性速度波动当外力作周期性变化时当外力作周期性变化时 调节周期性速度波动的常用方法是在调节周期性速度波动的常用方法是在机械中加上一个转动惯量很大的回转机械中加上一个转动惯量很大的回转件（飞轮）。盈功使飞轮动能增加，件（飞轮）。盈功使飞轮动能增加，亏功使飞轮动能减小。亏功使飞轮动

4、能减小。飞轮的动能变化为飞轮的动能变化为)(21202JE动能变化相同时，转动惯量越大，角速度的波动越小，上图中虚线为没有安装飞动能变化相同时，转动惯量越大，角速度的波动越小，上图中虚线为没有安装飞轮时主轴的速度波动，实线为安装飞轮后的速度波动轮时主轴的速度波动，实线为安装飞轮后的速度波动根据动能定理：力做功等于机械动能的变化。根据动能定理：力做功等于机械动能的变化。周期性速度波动的条件：一个周期周期性速度波动的条件：一个周期T T内，驱动力作功等于阻力作功。内，驱动力作功等于阻力作功。 （合力作总功为零）。（合力作总功为零）。二、非周期性速度波动二、非周期性速度波动如汽轮发电机组在供汽量不变

5、而如汽轮发电机组在供汽量不变而用电量突然增减时发电机转速出用电量突然增减时发电机转速出现非周期性波动，这种波动是随现非周期性波动，这种波动是随机的、不规则的。这种速度波动机的、不规则的。这种速度波动不能依靠飞轮调节，而采用调速不能依靠飞轮调节，而采用调速器。器。7-2 机器周期性速度波动的调节方法和飞轮设计机器周期性速度波动的调节方法和飞轮设计 一、机械运转的平均速度和不均匀系数一、机械运转的平均速度和不均匀系数 )(TmdtT01工程中工程中 2minmaxm绝对不均匀度：绝对不均匀度：主轴的主轴的maxmax与与minmin之差之差 （ max- min） 表示主轴速度波动的大小。表示主轴

6、速度波动的大小。1、一个周期角速度的平均值、一个周期角速度的平均值m2 2、机器运转的不均匀系数：、机器运转的不均匀系数： 绝对不均匀度对机器平均角速度之比绝对不均匀度对机器平均角速度之比 用它来衡量机器运转的不均匀程度。用它来衡量机器运转的不均匀程度。 mminmax3 3、m m、 、max、min如四个变量中有两个是独立的如四个变量中有两个是独立的)21 ()21 (minmaxmm（后面要用）（ 2 )2minmaxminmax2min2maxm知：知： 和和m便也可求的便也可求的max、min对于各种机器，对于各种机器，因工作性质不同而不同，如交流发电机转子速度波动太大，因工作性质不

7、同而不同，如交流发电机转子速度波动太大，将影响输出电压的稳定性，故运转不均匀系数应取小一些，如冲床和破碎机等将影响输出电压的稳定性，故运转不均匀系数应取小一些，如冲床和破碎机等机械，速度波动稍大不影响其工艺性能，运转不均匀系数可取大一些机械，速度波动稍大不影响其工艺性能，运转不均匀系数可取大一些 （见表（见表7-1）二、飞轮设计的基本原理二、飞轮设计的基本原理22min2maxminmaxmax)(21WmJJEE因此得到安装在主轴上的飞轮转动惯量因此得到安装在主轴上的飞轮转动惯量 30602( W900W 22max2max）因为nnnJmm1 Wmax和和m不变，转动惯量不变，转动惯量J和

8、不均匀系数和不均匀系数成反比（等边双曲线）成反比（等边双曲线）2 Wmax和和不变时，不变时，J与与n2成反比，因此尽量将飞轮装在高速轴上。成反比，因此尽量将飞轮装在高速轴上。结论：结论：最大盈亏功Wmax: 动能的最大变化量.飞轮近似设计：飞轮的动能就是整个系统的动能飞轮近似设计：飞轮的动能就是整个系统的动能abcde Wmaxa 三 最大盈亏功Wmax 的求法： 设设:作用在主轴上的驱动力矩作用在主轴上的驱动力矩Med和阻力矩和阻力矩Mer的变化规律的变化规律502100W,754300W,d 502100W,754300W, 502100w,W )2(maxdooabcaboadocbcaboa区间的盈功区间的盈功区间的盈功区间的亏功区间的盈功求：mNdooa.16.31421002WWWmax）（222max.13.2502. 02516.314 ) 3(mkgAJm动惯量安装在主轴上的飞轮转已知已知 : 阻力矩阻力矩Mer的变化曲线，的变化曲线，驱动力矩驱动力矩Med=const,主轴平均角速度主轴平均角速度sradm/25机械运转速度不均匀系数机械运转速度不均匀系数=0.02求：安装在主轴上的飞