《电力拖动与控制(第2版)》李岚第一章.ppt

（3）不切削时（ ），工作台与工件 反向加速时，系统动态转矩绝对值 第三节 生产机械的负载转矩特性 负载转矩特性是指生产机械工作机构的转矩与转速之间的函数关系，即 n=f(TL) 。 典型的负载转矩特性有恒转矩特性、恒功率特性和通风机型特性三种。 TL大小不变，但作用方向总是与运动方向 n相反，是阻碍运动的制动性质转矩。 一、恒转矩负载特性 1.反抗性(又称摩擦性)恒转矩负载 从反抗性恒转矩负载的特点可知，当n为正 向时，TL亦为正（按规定, 以反对正向运动的 方向作为TL的正方向）；当n为负向时,TL也改 变方向，变为负值。 特性如图1-7。 图1-7 反抗性恒转矩负载特性 图1-8 位能性恒转矩负载特性 这种负载转矩是由重力作用产生的。 特点：TL大小不变,而且作用方向也保持不变。 如果以提升作为运动的正方向，则n为正向时，TL反对运动，也为正值；当下放重物，n 为负向时，TL的方向不变，仍为正，表明这时TL是帮助运动的，成为拖动转矩。 特性如图1-8。 2. 位能性恒转矩负载特性 二、恒功率负载特性 在不同转速下，负载转矩基本上与转速成反比。即： 图1-9 恒功率负载特性 特性如图1-9。 三、 通风机型负载特性 负载特性为一条抛物线，特性如图1-10。 图1-10 风机泵类负载特性 实线为理论波形， 虚线为实际波形。 电力拖动与控制 第一章 电力拖动系统的 动力学基础 单轴电力拖动系统的运动方程 多轴电力拖动系统转矩及飞轮矩 的折算 生产机械的负载转矩特性 主要内容 原动机带动生产机械运转称为拖动。 用各种电动机作为原动机带动生产机械运动，以完成一定的生产任务的拖动方式，称为电力拖动。 电力拖动系统，一般由电动机、机械传动机构、生产机械的工作机构、控制设备和电源五部分组成。 图1-1 电力拖动系统示意图 要研究电力拖动系统，不仅要研究电动机自身的运行性能，还要研究电动机和负载之间的运动规律—电力拖动系统的运动方程式。 第一节 单轴电力拖动系统的运动方程式 电动机输出轴直接拖动生产机械运转的系统——单轴电力拖动系统。 （a） 单轴电力拖动系统 （b） 各量的参考方向 图 1-2 单轴电力拖动系统及各量的参考方向 根据力学中刚体转动定律得到单轴电力拖 动系统的运动方程式 : T —电动机的电磁转矩(N·m) J —电动机轴上的总转动惯量(kg·m2) TL —电动机的负载转矩(N·m) 在实际的电力拖动工程中则采用飞轮惯量（即飞轮矩）GD2代替转动惯量J ；用转速 n代替角速度Ω。n与Ω的关系为 = 则 J与GD2之间的关系为： m —系统转动部分的质量（㎏） G —系统转动部分的重力（N） ρ—系统转动部分的回转半径（m） D —系统转动部分的回转直径（m） g —重力加速度，可取g = 9.81m/s 由此可得： GD2—系统转动部分的总飞轮矩(N·m2) —具有加速度量纲的系数 常数(或0），系统稳定运转或停转，视运动初始状态而定。 不断增加，系统加速运转； 不断降低，系统减速运转。 稳态： 动态： 注意：式中的T、TL及n都是有方向的。在 规定了n的方向后，T与n的方向一致时为正， TL与n的方向相反时为正。 在代入具体数值时，如果其实际方向与规 定的正方向相同，就用正数，否则应当用负 数。 第二节 多轴电力拖动系统转矩及飞 轮矩的折算 多轴电力拖动系统，就是在电动机与工作 机构之间增设传动机构的系统。 一般采用折算的办法，把多轴电力拖动系统 折算为等效的单轴系统，然后按单轴电力拖动 系统的运动方程式来分析。 注意：在使用单轴运动方程式进行分析时,式中的TL应是折算后的等效负载转矩Tmeq , GD2是折算后系统总的等效飞轮矩 GDeq2。 （a） 传动图 （b） 等效折算图 图 1-3 多轴电力拖动系统示意图 本节重点研究负载转矩和飞轮矩的具体折算方法。 折算的原则： 按照能量守恒定律，系统在折算前和折算后应具有相等的机械功率和动能。 设工作机构负载转矩为：Tm 1. 转矩的折算 功率为: Pm= TmΩm 折算后的负载转矩为：Tmeq 对应角速度为：Ωm=2πnm / 60 折算后的对应角速度为：Ω 一、工作机构旋转运动