电机与拖动基础电子教案课件.ppt

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1、电机与拖动基础陈勇陈亚爱主编蔡军罗萍向敏副主编第二章电力拖动系统基础2本章教学基本要求1.了解电力拖动系统的基本组成；2.掌握电力拖动系统运动方程式；3.熟悉转矩与飞轮矩的折算方法；4.掌握生产机械的负载转矩特性的分类；5.掌握电力拖动系统稳定运行的条件。3重点生产机械的负载转矩特性的分类；电力拖动系统稳定运行的条件。42.1电力拖动系统运动方程式电力拖动系统(electricalpowerdrivesystem)一般是由电动机、生产机械的传动机构、控制设备和电源组成，如图2-1所示。图2-1电力拖动系统组成52.1电力拖动系统运动方程式

2、图2-2所示为单轴电力拖动系统，图2-2中标注的物理量主要有：为电动机的转速，为电动机电磁转矩，为电动机空载转矩，工作机构（负载）的转矩。图2-2单轴电力拖动系统6如图2-2所示，单轴电力拖动系统中电磁转矩、负载转矩与转速变化的关系用转动方程(rotationequation)来描述，为（2-1）化简后得2.1电力拖动系统运动方程式7讨论1.当T-TL=0,dn/dt=0则,n=0或n=常数,即电动机静止或恒速旋转。电力拖动系统处于稳定运行状态，简称稳态。2．当T-TL>0,dn/dt>0,动转矩大于零时，电力拖动系统处于加速运行状态，即

3、处于过渡过程或称动态。3．当T-TL<0,dn/dt<0,动转矩小于零时，电力拖动系统处于减速运行状态，也处于过渡过程或动态。2.1电力拖动系统运动方程式82.1电力拖动系统运动方程式应注意：转矩不但有大小而且具有方向。转矩的方向由式（2-1）中取值的正负来判定。其规定如下：首先应规定(或假设)某一转速n旋转方向为正方向，则拖动转矩T的方向与所规定(或假定)的正方向相同时取正值。对于负载转矩TL，则当TL的方向与所规定(或假设)的正方向相同时取负值，反之取正值。如果计算得出拖动转矩T是负值,说明其实际方向与规定(或假设)正方向相反。而当负

4、载转矩TL是负值，则说明其实际方向与规定(或假设)正方向相同。92.1电力拖动系统运动方程式同理,转速n也是具有方向。当实际旋转方向与所规定(或假设)的正方向相同时,n取正值，反之取负值。当转速变化时，电力拖动系统是处于加速状态或减速状态，也要由转速变化的方向来决定而不是由转速n的数值增加或减小来决定。102.1电力拖动系统运动方程式图2-3多轴电力拖动系统为了简化多轴系统的分析计算，通常把负载转矩与系统飞轮矩折算到电动机轴上来，变多轴系统为单轴系统，列写一个转动方程式进行计算，其结果与联立求解多个方程式的结果完全一样。112.2多轴电力

5、拖动系统的简化工作机构为转动情况时转矩与飞轮矩的折算（2-2）1．转矩的折算多轴电力拖动系统中，如果不考虑传动机构的损耗时，工作机构折算前的机械功率为TfΩf，折算后的机械功率为TFΩf，折算的原则是折算前后功率不变，因此有122.2多轴电力拖动系统的简化工作机构为转动情况时转矩与飞轮矩的折算2．飞轮矩的折算飞轮矩的大小是运动物体机械惯性大小的体现。旋转物体的动能大小为132.2多轴电力拖动系统的简化图2-4刨床电力拖动示意图工作机构为平移运动时转矩与飞轮矩的折算1．转矩的折算图2-4为刨床切削示意图，通过齿轮与齿条啮合，把旋转运动变成直

6、线运动。切削时工件与工作台的速度为v，刨刀作用在工件上的力为F，传动机构效率为h。142.2多轴电力拖动系统的简化工作机构为平移运动时转矩与飞轮矩的折算计算负载转矩折算值时，可以先计算作用在传动机构转速为nf的轴上的转矩FR，R为与齿条啮合的齿轮半径，然后折算为TF=FR/jh。152.2多轴电力拖动系统的简化工作机构为平移运动时转矩与飞轮矩的折算2．飞轮矩的折算设作平移运动部分的物体总重为Gf=mfg，其动能为折算到电动机轴上后的动能为根据折算前后的动能不变原则，因此有162.2多轴电力拖动系统的简化工作机构作提升和下放重物运动时，转矩

7、与飞轮矩的折算1．负载转矩折算图2-5所示为一起重机示意图，电动机通过传动机构（减速箱）拖动一卷筒，缠在卷筒上的钢丝绳悬挂一重物，重物的重力为G=mg，速比为j，重物提升时传动机构效率为h，卷筒半径为R，转速为nf，重物提升或下放时的速度为v，是个常数。172.2多轴电力拖动系统的简化图2-5工作机构运动为升降的电力拖动系统(1）提升重物时负载转矩的折算重物对卷筒轴的负载转矩为GR，不计传动机构损耗时，折算到电动机轴上的负载转矩为182.2多轴电力拖动系统的简化图2-6起重机的转矩关系(2)下放重物时负载转矩的折算下放重物时，重物对卷筒轴

8、的负载转矩大小仍为GR，不计传动机构损耗时，折算到电动机轴上的负载转矩也仍为GR/j，负载转矩的方向也不变。192.3生产机械的负载转矩特性生产机械工作机构的负载转矩TL与转速n之间的关系TL