电子科技大学电机与拖动基础8.ppt

多轴电力拖动系统运动方程式 二、工作机构作直线运动 起重机—工作机构升降运动 直线运动作用力的折算 原则——传送功率不变 有： 多轴电力拖动系统运动方程式 2. 直线运动质量的折算 目标——将运行速度为vz的质量体mz折算到电动机轴上，用电动机轴上的转动惯量Jzf与之等效 原则——转动惯量Jzf和质量mz中储存的动能不变 有： 多轴电力拖动系统运动方程式 例：刨床传动机构系统见图，电动机M的转速n=420r/min 转子的飞轮矩 ，工作台重量 工件重量 ，各齿轮的齿数及飞轮矩见给定的表格。齿轮8的节距 求解：刨床拖动系统在 电动机轴上总的飞轮力矩 齿轮号 1 2 3 4 5 6 7 8 齿数Z 20 55 30 64 30 78 30 66 飞轮惯量 4.12 20.10 9.81 28.40 18.60 41.20 24.50 63.75 解 1）旋转部分的 2）直线运动部分的 3）刨床拖动系统在电机轴上总的飞轮惯量 电动机与工作机构间速比可变的系统 前节讨论折算时，电机速度与传动机构的速比时固定的。下面研究速比可变的折算问题： 图示为曲柄机构的运动状况： 研究问题：工作机构的阻力 ，对电机轴的作用力矩 电动机与工作机构间速比可变的系统 前节讨论的结论： 由直线运动转动惯量折算式： 此时， 可变，说明 可变 由： 有： 可得： 可得： 电动机与工作机构间速比可变的系统 推导有： 系统折算导电动机轴上的总转动惯量J为： 如果，机械系统还有速比不变的传动机构，则有： 最终有： 电动机与工作机构间速比可变的系统 如果 是可变的，则一般 是转角的函数。因此折算到电动机轴上的阻转矩将与电动机的角度相关： 则有： 考虑有关系 和： 推导出： 对于速比可变系统，电机轴上运动方程 或 电动机与工作机构间速比可变的系统 对于具体的曲柄机构，是一种典型的速比可变系统。 一般情况， 推导出： 则有： 是曲柄轴与工作机构直线速度间的速比 折算导电动机轴上的阻转矩为 电动机与工作机构间速比可变的系统 又因为电动机的行程角度 式中： 折算导电动机上的转动惯量可以表示为： 由此可得： 可推导出方程： 所以上式可以变为： 电动机与工作机构间速比可变的系统 折算导电动机轴上的全部加速转矩为： 而曲柄机构电动机轴上的运动方程为 考虑传动机构损耗时的折算方法 上面计算折算公式时，均未考虑传动机构的损耗，任何传动机构都有一定的损耗，相当于效率不等于1 介绍二种方法，计算有损耗时的折算公式 一、考虑传动机构损耗的简化方法 在折算计算时，引入效率ηc。注意：效率总是小于等于1 工作机构旋转运动时，转矩Tzf的折算 （1）电动机在电动状态 电动机带动工作机构运动，功率由电动机向工作机构传送，传动损耗由电动机承担。 有关系式： 考虑传动机构损耗时的折算方法 （2）电动机在发电制动状态 工作机构带动电动机运动，功率由工作机构向电动机传送，传动损耗由工作机构承担。 有关系式 在多级传动中，总效率为各个部分效率的乘积 考虑传动机构损耗时的折算方法 2. 工作机构直线运动时，力的折算 （1）电动机在电动状态 电动机带动工作机构运动，功率由电动机向工作机构传送，传动损耗由电动机承担。 有关系式： （2）电动机在发电制动状态 工作机构带动电动机运动，功率由工作机构向电动机传送，传动损耗由工作机构承担。 有关系式 考虑传动机构损耗时的折算方法 在直线运动，起重负载时，提升重物时效率ηc和下放时效率 有一定关系： 当提升重物时，工作机构功率为输出功率P2=FzVz，功率由电动机向工作结构传递，传动损耗由电动机承担。 电动机功率 传动损耗： 当下放重物时，工作机构功率为输入功率P1=FzVz，功率由工作结构向电动机传递，传动损耗由工作机构承担。 电动机功率 传动损耗： 传动损耗相等时 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 生产机械的负载转矩特性 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 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。 通风机负载特性 生产机械的负载转矩特性 三、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 恒功率负载特性 生产机械的负载转矩特性 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