2电拖动力学.ppt

* * * * * * * * * * 电机与拖动 电力拖动系 统 的 动 力 学 基 础 返回主页 第二章 掌握拖动、电力拖动、负载机械特性、电力拖动系统的转动惯量、飞轮力矩、拖动转矩、阻转矩以及转矩正方向规定的基本概念。 掌握电力拖动系统中研究的主要物理量。 熟练掌握单轴电力拖动系统的运动方程式，并会利用其判断系统的工作状态。 会将多轴电力拖动系统转矩及飞轮力矩等效成单轴系统。 掌握典型的负载机械特性。 掌握电力拖动系统稳定运行条件 上 下 首页 本章要求： 一、电力拖动系统的基本概念 电力拖动是用电动机带动生产机械运动，以 完成一定的生产任务。 电力拖动系统的组成 电源 控制设备 电动机 传动和工作机构 上 下 首页 第一节 典型生产机械运动形式及运动方程式 二、运动方程式 以最简单电力拖动----单轴电力拖动系统为例 1.方向约定： TM:电动机的电磁转矩 TL:负载转矩 n（ω、Ω）：电动机转速 T0：电动机空载转矩 2. 运动方程式 式中： TM —— 电机转矩； TL —— 负载转矩； J —— 传动系统的转动惯量； Ω （ ω ） —— 电机轴的角速度； ? 通常用转速n来表示角速度，用飞轮惯量（飞轮矩） 来代替J表示系统转动惯性。 T-TL= GD2 375 dn dt GD2：系统转动部分的总飞轮惯量（飞轮矩） 系数375具有m/min.s量纲 电力拖动系统的运动状态： 当T=TL， dn dt =0 稳态，匀速 当TTL， dn dt 0 暂态，加速 当TTL， dn dt 0 暂态，减速 上 下 首页 三、功率平衡方程 等式??得出功率平衡方程 T-TL=J d? dt T ? -TL ? = J ? d? dt = (1/2 J?2) d dt 电动机产生(T ? 0) 或吸收的机械功率 （ T ? 0) 生产机械吸收 (TL ? 0) 或释放的机械功率 (TL ? 0) 拖动系统动能 的变化 上 下 首页 多轴系统需折算为单轴系统。折算原则：保持系统功率传递关系及系统储存动能不变。 一. 工作机构为转动情况负载转矩及飞轮矩的折算 电动机 生产机械 T ? j1 η1 j2 η2 Tm ?m GDR2 GD12 GD22 GDm2 T ? GDeq2 等效负载 电动机 Tmeq 上 下 首页 第二节 多轴电力拖动系统转矩及飞轮矩的折算 1.负载转矩的折算 电动机 生产机械 T ? j1 j2 Tm ?m GDR2 GD12 GD22 GDm2 T ? GDeq2 等效负载 电动机 Tmeq 折算前负载功率P2=Tm?m 等效负载功率P2′=Tmeq? ?Tm?m=Tmeq? ?等效转矩Tmeq为 Tmeq= Tm ?m / ? Tmeq=Tm nm /n=Tm/j 总转速比j=n/nm =各级转速比的乘积=j1?j2... 考虑传动损耗Tmeq=Tm/(j?C) 传动效率?C=各级传动效率乘积= ?1??2... 2.飞轮矩(转动惯量)的折算 T ? Jeq 等效负载 电动机 Tmeq 折算原则：折算前后系统动能不变 电动机 生产机械 T ? j1 j2 Tm ?m ?1 1/2 Jeq?2= 1/2 Jm?m2+ 1/2 J1 ?12 +1/2JR?2 除以?2 1/2 JR J1 Jm 可以推导出这类系统的一般形式： 其中： 实际工作中，往往采用下式估算系统的飞轮矩： 电动机转子的飞轮矩 一般取0.2~0.3 多轴系统等效为单轴系统后运动方程： 其中：TL=T0+Teq 例题：2-1 T ? GDeq2 等效负载 电动机 Tmeq T-TL= GDeq2 375 dn dt 二、平移运动系统的折算 质量m 电动机 刨刀 T n Vm Fm 1、转矩的折算 T ? Jeq 等效负载 电动机 Tmeq T0 折算前负载功率P2=FmVm 折算后负载功率P2′=Tmeq? Tmeq? =FmVm Tmeq =FmVm/ ? ? =2?n/60 Tmeq =9.55 FmVm n 考虑传动损耗 Tmeq =9.55 FmVm n?C 上 下 首页 折算前运动部件动能为： 折算后运动部件动能为： 2、飞轮矩的折算 折算原则：系统动能不变 三、工作机构提升和下放重物 （1）提升重物负载转矩折算 重物负载转矩：Tf=GR 根据功率传递关系 其中： 考虑传动机构损耗： 为提升机构传动效率 传动机构转矩损