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1、電力拖動(dòng)與控制張愛玲李嵐編著機(jī)械工業(yè)出版社第一章 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩及飛輪矩的折算第三節(jié)生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性第一節(jié)單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)稱為拖動(dòng)。用各種電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，以完成一定的生產(chǎn)任務(wù)的拖動(dòng)方式，稱為電力拖動(dòng)。電力拖動(dòng)系統(tǒng)，一般由電動(dòng)機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)、控制設(shè)備和電源五部分組成。單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)—電動(dòng)機(jī)輸出軸直接拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)一.電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成電動(dòng)機(jī)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)控制設(shè)備電源第一節(jié)單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程電力拖動(dòng)系統(tǒng)示意圖二.電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程要
2、研究電力拖動(dòng)系統(tǒng)，不僅要研究電動(dòng)機(jī)自身的運(yùn)行性能，還要研究電動(dòng)機(jī)和負(fù)載之間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律——即電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)及各量的參考方向a)單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)b)各量的參考方向根據(jù)力學(xué)中剛體轉(zhuǎn)動(dòng)定律:—電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩—電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩—電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量—系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的質(zhì)量（㎏）—系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重力（N）—系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的回轉(zhuǎn)半徑（m）—系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的回轉(zhuǎn)直徑（m）—重力加速度，可取=9.81m/s常數(shù)(或0），系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)或停轉(zhuǎn)，視運(yùn)動(dòng)初始狀態(tài)而定。不斷降低，系統(tǒng)減速運(yùn)轉(zhuǎn)。不斷增加，系統(tǒng)加速運(yùn)轉(zhuǎn)；穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)注意：式中的及應(yīng)帶有正、負(fù)號(hào)。折算原則：保持系統(tǒng)傳送的功率及儲(chǔ)
3、存的動(dòng)能不變。第二節(jié)多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩及飛輪轉(zhuǎn)矩的折算多軸系統(tǒng)→單軸系統(tǒng)按照能量守恒定律，系統(tǒng)在折算前和折算后應(yīng)具有相等的機(jī)械功率和動(dòng)能。多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)示意圖a)多軸系統(tǒng)b)等效折算圖設(shè)工作機(jī)構(gòu)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為：對(duì)應(yīng)角速度為：功率為:折算后的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為：折算后的對(duì)應(yīng)角速度為：轉(zhuǎn)矩的折算是按照所傳遞的功率相等的原則進(jìn)行。1轉(zhuǎn)矩的折算電動(dòng)機(jī)與工作機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速比:則:根據(jù)功率不變?cè)瓌t有:而折算后的功率為:多級(jí)傳動(dòng),傳動(dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比之積,傳動(dòng)效率為各級(jí)傳動(dòng)效率之積,即:考慮了傳動(dòng)損耗后,功率關(guān)系變?yōu)?2.飛輪矩的折算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的飛輪矩為,主軸和工件的飛輪矩為,則旋轉(zhuǎn)物體的動(dòng)能為:各軸的角速
4、度為:、、、時(shí)W2飛輪矩的折算原則必須是折算前后系統(tǒng)儲(chǔ)存的動(dòng)能不變?cè)诳偟闹?電動(dòng)機(jī)的占有主要成分上式簡(jiǎn)化為:二.工作機(jī)構(gòu)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩與飛輪矩的折算(一)、平移運(yùn)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)作平移運(yùn)動(dòng)示意圖1.轉(zhuǎn)矩的折算考慮到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的損耗：2.飛輪矩的折算根據(jù)折算前后動(dòng)能不變的原則：所以：(二)、升降運(yùn)動(dòng)起重機(jī)示意圖1.轉(zhuǎn)矩的折算上升重物時(shí)設(shè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率為η：2.飛輪矩的折算與平移相同可證明：下降重物時(shí)設(shè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率為η′：第三節(jié)生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速與對(duì)應(yīng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的關(guān)系式稱為生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性。一.恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性1.反抗性(又稱摩擦性)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載典型的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性有大小
5、不變，但作用方向總是與運(yùn)動(dòng)方向相反，是阻礙運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)性質(zhì)轉(zhuǎn)矩恒轉(zhuǎn)矩特性恒功率特性通風(fēng)機(jī)型特性當(dāng)為正時(shí)，為正；當(dāng)為負(fù)時(shí)，也為負(fù)。二者曲線在第一、第三象限。TLnTL-TL反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載由物體的重力等產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，其作用方向固定不變，即與物體的運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)。２、位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載大小不變，而且作用方向也保持不變。TLnTLo位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載二、恒功率負(fù)載特性在不同轉(zhuǎn)速下，負(fù)載轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)速成反比。即：恒功率負(fù)載特性TL三、通風(fēng)機(jī)型負(fù)載特性負(fù)載特性為一條拋物線，實(shí)線為理論波形，虛線為實(shí)際波形。風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載特性提升機(jī)構(gòu)負(fù)載轉(zhuǎn)矩性質(zhì)TL
