《第二章電力拖動系統(tǒng)的動力學》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《第二章電力拖動系統(tǒng)的動力學（25頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,第二章電力拖動系統(tǒng)的動力學,本章教學基本要求,1.,了解電力拖動基本概念；,2.,熟悉電力拖動系統(tǒng)運動方程式；,3.,掌握拖動轉矩和負載轉矩的概念。,重點：,運動方程式和負載轉矩。,2.1,典型生產(chǎn)機械的運動形式及轉矩,2.1.1,電力拖動系統(tǒng)的基本概念,1.,電力拖動,拖動：原動機帶動生產(chǎn)機械運轉叫,拖動,。,電力拖動：電動機作為原動機，生產(chǎn)機械是負,載，電動機帶動生產(chǎn)機械運轉的拖動方式稱,電,力拖動,。,2.,電力拖動系統(tǒng)：用電動機將電能轉換成機械能，拖動,生產(chǎn)機械，并完成一定工藝要求的系統(tǒng)。,2.,電
2、力拖動系統(tǒng)組成,圖,2-1,電力拖動系統(tǒng),傳動機構,生產(chǎn)機械,控制系統(tǒng),電動機,電源,采用電力拖動主要原因,現(xiàn)代化生產(chǎn)中，多數(shù)生產(chǎn)機械都采用電,力拖動，主要原因是,：,1.,電能的運輸、分配、控制方便經(jīng)濟。,2.,電動機的種類和規(guī)格很多，它們具有各種各樣的特性，能很好的滿足大多數(shù)生產(chǎn)機械的不同要求。,3.,電力拖動系統(tǒng)的操作和控制簡便，可以實現(xiàn)自動控制和遠距離操作等等。,2.1.2,典型生產(chǎn)機械運動形式及轉矩,電力拖動系統(tǒng)：單軸（重點介紹）、多軸（可折算成單軸）。,運動形式：旋轉、平移、升降。,機械轉矩形式：摩擦力產(chǎn)生、重力產(chǎn)生。,2.2,單軸電力拖動系統(tǒng)運動方程式,單軸：生產(chǎn)機械與電動機同軸
3、，即,:,2.2.1,單軸電力拖動系統(tǒng)運動方程式,由牛頓第二定律知作直線運動的物體存在：,轉動方程式,同理，對于作旋轉運動的物體：,（,2-1,）,J,為電動機軸上總轉動慣量單位,kg,m,2,實用公式,將運動方程式中，轉動慣量,J,用飛輪矩,GD,2,表示，角速度,用轉速,n,表示，,由于,J,與,GD,2,的關系為,（,2-2,）,所以,（,2-3,）,說明,GD,2,是一個整體，不是,G,與,D,2,的乘積，,GD,2,由產(chǎn)品樣本或機械手冊上查出。,GD,2,中的,D,為回轉直徑，不是實際直徑。,關于,或,D,的物理概念可參見課本第,39,頁,。,運動方程式的分析,各轉矩正方向的規(guī)定：,
4、n,的正方向：順時針；,T,的正方向：當,T,與,n,（,+,）相同時為正；,T,L,的正方向：當,T,L,與,n,（,+,）方向相反時為正；,慣性轉矩,T,g,的方向：由,T,與,T,L,的代數(shù)和來決定。,（討論）,各量表示法,上述各量可用軸的剖面圖或直角坐標系來表示,2.3,多軸電力拖動系統(tǒng)轉矩及飛輪矩折算,工程上為了節(jié)省材料，電動機轉速都較高。輸出功率一定時，即,P,=,T,=,常數(shù)，當,T,，由于,T,=,C,T,I,a,，則,I,a,和,，,I,a,導線粗；,鐵磁材料多。,一般設計電動機速度高，通過提高,降低,T,節(jié)省材料。,生產(chǎn)機械要求低速，而電動機設計的轉速較高，二者之間必有減速
5、裝置，故一般電力多動系統(tǒng)多為多軸拖動系統(tǒng)。,2.3.1,多軸系統(tǒng),2.3.2,多軸系統(tǒng)折算,分析多軸系統(tǒng)采用的方法是：用一個等,效的單軸系統(tǒng)代替原來實際的多軸系統(tǒng)。這,種方法稱為“,折算,”。,折算原則,：折算前后系統(tǒng)傳遞功率不,變，系統(tǒng)的動能不變。,折算方向,：一般是從生產(chǎn)機械軸向電動,機軸折算。原因是研究對象是電動機。且電,動機軸一般是高速。根據(jù)傳送功率不變的原,則，高速軸上的負載轉矩數(shù)值小。,2.4,負載的機械特性,負載的機械特性是指生產(chǎn)機械的轉矩與,轉速之間的關系即：,n,=,f,(,T,L,),2.4.1,恒轉矩負載特性,恒轉矩負載是指負載轉矩為常數(shù)，其大,小與轉速,n,無關。,恒轉
6、矩負載分：反抗性負載特性和位能,性負載特性。,1.,反抗性恒轉矩負載特性,特點：恒值負載轉矩,T,L,總是與轉速,n,的方向相反，即作用方向總是阻礙運動的方向。,當正轉時,n,為正，,T,L,與,n,方向相反，應為正，即在第一象限,當反轉時,n,為負，,T,L,與,n,方向相反，應為負，即在第三象限。,反抗性恒轉矩負載,當轉速,n,=0,時，外加,轉矩不足以使系統(tǒng)運動。,根據(jù)作用力與 反作用力原,理，這時反抗力負載轉矩,大小和方向取決于外加轉,矩的大小和方向。即與外,加轉矩大小相等，方向相,反。負載轉矩特性應與橫,軸重合。例如軋機，機床,刀架平移機構等。,2.,位能性恒轉矩負載特性,特點：,T
7、,L,的方向與,n,的方向無關。,T,L,具有固定不變的方向。,例如：起重機的提升機構，不論是提升重物還是下放重物，重力的作用總是方向朝下的，即重力產(chǎn)生的負載轉矩方向固定。,位能性恒轉矩負載,例如：起重機的提升,機構，不論是提升重物,還是下放重物，重力的,作用總是方向朝下的。,即重力產(chǎn)生的負載轉矩,方向固定不變，故在第,一和第四象限。,2.4.2.,恒功率負載轉矩特性,特點：當轉速,n,變化時，負載功率基本不變。,根據(jù),如車床的主軸機構和軋鋼機的主傳動。,適用于金屬切削車床。,恒功率負載轉矩,適用于金屬切削車床。粗加工時,，,n,低，,T,大；精加工時，,n,高，,T,小。,2.4.3,風機泵類負載,阻力與轉速平方成正比，即有：,如水泵，油泵等，如圖所示，虛線是在考慮了軸承上的摩擦轉矩后得出的實際鼓風機負載轉矩。,本章小結,電力拖動系統(tǒng)由電動機、傳動機構、生產(chǎn)機械、控制設備等組成，它的運行狀態(tài)與電動機機械特性及負載特性有關。電動機的典型負載分：位能性和反抗性恒轉矩負載、恒功率負載以及通風機類負載。,第二章作業(yè)：,Problems,思考題：,P48 2-1,、,2-2,、,2-3,、,2-4,、,2-7,作業(yè)：,P48 2-9,。,
第二章電力拖動系統(tǒng)的動力學
