电拖第十八次课

本次课的内容第八章电力拖动系统的动力学基础5/12/20241电机与拖动基础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5/12/20242电机与拖动基础二、典型生产机械运动形式和转矩1、离心式风机负载单轴旋转系统,转矩TL=kn22、车床主轴传动系统多轴旋转系统,负载转矩TL与n无关3、平移传动系统多轴旋转系统,负载转矩TL与n无关4、提升传动系统多轴旋转系统,负载转矩TL与n无关5/12/20243电机与拖动基础生产机械转矩分为：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。5/12/20244电机与拖动基础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。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。5/12/20245电机与拖动基础电动机运行时的轴受力如图示，由力学定律可知,其必须遵守下列方程式:T：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。5/12/20246电机与拖动基础

=2

n/60J=m

2=(G/g)

(D2)/4=GD2/4gM：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/s25/12/20247电机与拖动基础5/12/20248电机与拖动基础二、转动惯量及飞轮惯量（飞轮矩）即J=m

2GD2=4gJ=4gm

2=4G

25/12/20249电机与拖动基础三、功率平衡方程5/12/202410电机与拖动基础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5/12/202411电机与拖动基础1.负载转矩的折算折算前负载功率P2=Tm

m等效负载功率P2´=Tmeq

Tm

m=Tmeq

等效转矩Tmeq为Tmeq=Tm

m/Tmeq=Tmnm/n=Tm/j

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=1

2...5/12/202412电机与拖动基础2.飞轮矩(转动惯量)的折算折算原则：折算前后系统动能不变1/2Jeq

2=1/2Jm

m2+1/2J1

12+1/2JR

2

等式两边

除以

2

½

乘以4g

5/12/202413电机与拖动基础其中：修正系数

=1.1~1.25

多轴系统等效为单轴系统后的运动方程为：其中：TL=T0+Tmeq5/12/202414电机与拖动基础二、平移运动系统的折算1、阻力Fm的折算折算前负载功率P2=FmVm折算后负载功率P2´=Tmeq

Tmeq=FmVm

Tmeq=FmVm/=2n/60Tmeq=9.55FmVm/n考虑传动损耗

Tmeq=9.55FmVm/nC5/12/202415电机与拖动基础2、平移部件质量的折算(P12)折算原则：系统动能不变折算前运动部件动能为：折算后运动部件动能为：折算后的飞轮力矩：5/12/202416电机与拖动基础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。5/12/202417电机与拖动基础5/12/202418电机与拖动基础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。提升时：nm>0,Tm>0阻转矩下放时：nm<0,Tm>0拖动转矩5/12/202419电机与拖动基础二、风机负载机械特性负载转矩与转速成平方关系TL=kn2。5/12/202420电机与拖动基础三、恒功率负载机械特性负载转矩与转速成反比关系TL=k/n5/12/202421电机与拖动基础本章要求：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