电力拖动系统的动力学基础.ppt

第八章 电力拖动系统的动力学基础第一节 电力拖动系统的运动方程式 电力拖动装置可分 为电动机、工作机构、 控制设备及电源等四个 组成部分 在许多情况下，电动机与工作机构并不同轴，而在二者之间有传动 机构，它把电动机的运动经过中间变速或变换运动方式后再传给生 产机械的工作机构 一、运动方程式对于直线运动 对于旋转运动 式中 m与G——旋转部分的质量（kg）与重量（N） ρ 与D——惯性半径与直径（m） 转动惯量 单位为 式中 称为飞轮惯量（ ）， 1、当电动机静止或等速旋转，电力拖动 系统处于稳定运转状态下2、当电力拖动系统处于加速状态 3、当电力拖动系统处于减速状态 二、运动方程式中转矩的正负符号分析运动方程式的一般形式 规定某个转动方向为正方向，则转矩T 正向取正，反向取负；阻转 矩Tz 正向取负，反向取正 第二节 工作机构转矩、力、飞轮矩和质量的折算以电动机轴为折算对象，需要折算的参量为：工作机构转矩 ， 系统中各轴（除电动机轴外）的转动惯量对于某些作直线运动的 工作机构，还必须把进行直线运动的质量及运动所需克服的阻力折 算到电动机轴上去 等效折算图 传动图一、工作机构转矩 的折算 折算的原则是系统的传送功率不变 式中， j——电动机轴与工作 机构轴间的转速比 如果传动机构为多级齿轮或带轮变速，则总的速比应为各级速比的 乘积。

二、工作机构直线作用力的折算 根据传送功率不变 三、传动机构与工作机构飞轮惯量的折算 四、工作机构直线运动质量的折算折算的原则是转动惯量 中及质量 中储存的动能相等，即有（因为 ， ， ， ）[例8-1] 刨床传动系统如图所示若电动机M 的转速为n=420r/min， 其转子（或电枢）的飞轮惯量工作台重工件重各齿轮齿数及飞轮惯 量见表齿轮8的节距 t8=25.13mm 求刨床拖动 系统在电动机轴上总的飞 轮惯量齿轮齿轮 号12345678齿齿数Z2055306430783066飞轮惯飞轮惯 量4.1220.109.8128.4018.6041.2024.5063.75解1）旋转部分齿轮8转速2）直线运动部分工作台速度3）刨床拖动系统在电机轴上总的飞轮惯量第三节 考虑传动机构损耗时的折算方法一、考虑传动机构损耗的简化方法（一）工作机构转矩 的简化折算1．电动机工作在电动状态 2．电动机工作在发电制动状态 使用多级传动时 （二）工作机构直线作用力的简化折算1．电动机工作在电动状态 2．电动机工作在发电制动状态 在提升与下放时传动损耗相等的条件下，下放传动效率 与提升传 动效率之间有下列关系。

二、考虑传动机构损耗的较准确方法 （一）电力拖动系统处于稳定运转状态下 折算到电动机轴上的阻转矩 Tz0——不考虑传动损耗时折算到电动机轴上的阻转矩 ΔT ——由于传动机构的摩擦所引起的附加转矩下放时（二）电力拖动系统处于加速运转状态下 在这种情况下，附加摩擦 转矩ΔT0不能认为与Tz0成 正比，因为此时传送通过 传动机构，除了Tz0外， 还有惯性转矩惯性转矩 从系统的一个区段传送到 另一个区段时，要发生变 化 等效拖动系统及系统 中传送转矩的变化图ΔTi 第i个部件的总摩擦转矩 T0i 第i个部件的空载摩擦转矩 进入第i个传动机构的转矩 第一个部件的转矩 （即为电动机转矩 ）传送到第二个部件上的转矩 传送到第三个部件上的转矩 可得 传送到第四个部件上的转矩 传送到最后第（m＋1）个部件上的转矩为 工作轴的转矩为可整理成如下的形式 与以下电动机轴上的转矩式相比较可见第四节 生产机械的负载转矩特性在运动方程式中，阻转矩（或称负载转矩）Tz 与转速n 的关系Tz=f (n) 即为生产机械的负载转矩特性一、恒转矩负载特性 反抗性恒转 矩负载特性位能性恒转 矩负载特性二、通风机负载特性 通风机负载的转矩与转速大小有关，基本 上与转速的平方成正比 。

为反抗性负载通风机负载特性属于通风机负载的生产机械有离 心式通风机、水泵、油泵等，其中空 气、水、油等介质对机器叶片的阻力 基本上和转速的平方成正比 恒功率负 载特性负载转矩基本上与转速成反比，切削 功率基本不变 三、恒功率负载特性 实际通风机 负载特性实际生产机械的负载转矩特性可能是 以上几种典型特性的综合例如，实际通 风机除了主要是通风机负载特性外，由于 其轴承上还有一定的摩擦转矩，因而实际 通风机负载特性应为 机床平移机构实际 的负载特性第八章 结 束。