[工学]第八章 电力拖动系统动力学基础.ppt

证明如下： 提升与下放的传动损耗相等，由重物提升时，其值为： 当重物下放时：工作机构功率即为传动机构的输入功率P1；工作机构功率P1克服传动损耗功率ΔP后，向电动机轴上传送机械功率P2，即为传动机构的输出功率。有： 一 恒转矩负载特性 本章小结 了解电力拖动系统的组成 掌握电力拖动系统的运动方程式，熟练分析电动机的工作状态，熟练分析各转矩的正负号 熟悉各种常见旋转体的转动惯量计算方法 掌握工作机构转矩、力、飞轮惯量和质量的折算方法（不考虑损耗、考虑损耗两种情况） 掌握生产机械的负载转矩特性 当ηc0.5（对应于轻载或空钩），P20，即输出机械功率以克服部分传动损耗功率，此时电动机不能发电，仍为电动状态 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 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，包含空载时的摩擦转矩T0和传送Tz0所引起的附加摩擦转矩ΔT0，近似认为ΔT0与Tz0成正比，即有： 对于负载转矩变化的工作机构，需要知道不同负载下的传动效率，导致折算困难。 折算到电动机轴上的阻转矩可表达为： 提升时 下放时Tz0为负 ΔTN —额定负载下传动机构的总摩擦附加转矩 额定负载时： c可由额定传动效率求得： （二）电力拖动系统处于加速运转状态下 此时通过传动机构传送的转矩包含Tz0和惯性转矩两部分；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——这种情况下，附加摩擦转矩ΔT0与Tz0不成正比 在加速状态下，计算附加摩擦转矩时，需要同时考虑阻转矩和惯性转矩 某一部件的转矩应为传送到紧邻的下一部件转矩和部件摩擦损耗转矩之和，摩擦损耗转矩又附加了惯性转矩。 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 每个部件的摩擦损耗转矩均集中于传动机构中，且第i个部件的摩擦损耗转矩为： 则第i个部件的损耗转矩为： 传送到第（i+1）个部件的转矩为： 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)或n=f(Tz)，即为生产机械的负载转矩特性 n=f(T)的方程式和曲线称为电动机的机械特性 ——绘制在同一图上，是分析电力拖动系统的重要工具。 生成机械的负载转矩特性，可归纳为三种类型： （一）恒转矩负载特性 （二）通风机负载特性 （三）恒功率负载特性 恒转矩负载特性——负载转矩Tz与转速n无关 反抗性恒转矩负载特性——特点：转矩Tz总是反对运动的方向，位于一、三象限（如金属压延机构、机床平移机构等） 位能性恒转矩负载特性——特点：转矩Tz具有固定的方向，位于一、四象限，由拖动系统中某些具有位能的部件造成（如起重机中的重物） n Tz n Tz 二 通风机负载特性 通风机负载特性——负载转矩与转速大小有关，基本上与转速的二次方成正比 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。 恒功率负载转矩特性——负载转矩基本上与转速成反比，切削（负载）功率基本不变 三 恒功率负载特性 恒功率负载特性 实际通风机负载特性 注： 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 * 电机学及拖动基础 电机与拖动基础 重庆大学自动化学院 第八章 电力拖动系统动力学基础 主要内容 第一节 电力拖动系统的运动方程式 第二节 工作机构转矩、力、飞轮惯量和质量的折算 第三节 考虑传动机构损耗时的折算方法 第四节 生产机械的负载转矩特性 第一节 电力拖动系统的运动方程式 拖动——应用各种原动机使生产机械产生运动，以完成一定的生产任务。 电力拖动——以电动机为原动机，按照生产任务的要求来拖动生产机械。 电力拖动装置的组成——电动机、工作机构、控制设备及电源等 在许多情况下，电动机与工作机构之间有传动机构，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 F——拖动力（N） Fz——阻力（N） m(dv/d