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第三章 电动机和飞轮的计算 第 1 节 总论 曲柄压力机的工作特点是一短时间的高峰负荷， 单独用电动机不可能满足扭 矩的急剧变化的需要，采用飞轮后则能够把电动机不断供给它的能量株存起来， 压力机在完成工序时， 飞轮通过降低转速输出部分贮存的能量， 在空行程时， 再 由电动机加速飞轮， 以恢复动能的贮备。 在有飞轮的压力机中， 由于工作行程时 的高峰负荷主要由飞轮承担， 所以电动机的功率比不用飞轮时可以减小到十二分 之一。例如：有飞轮的压力机其电动机为 50 千瓦时，没有飞轮的压力机需要 600 千瓦的电动机才足以供给压力机高峰扭矩的需要。 由此可见，采用飞轮可以颇大 地减小电动机的额定功率，提高电动机的利用率，降低成本。 贮存在飞轮中的总能量为： 1 E= J ω2千克—米 （3-1a） 2 式中： J—飞轮及其连接部件的转动惯量（千克—米—秒 2 ） ω—飞轮自由旋转时的角速度 (弧度/秒) 飞轮在工作行程中所供给的功为 : 1 E= J( ω 2- ω 2)千克 -米 （3-1b ） 1 2 2 式中 : ω1 —飞轮的初始角速度（弧度 /秒） ω2 —飞轮工作行程结束时的飞轮角速度（弧度 /秒） 从（ 3— 1b）式中看出：当飞轮速度降低 10％时，飞轮供给的能量为其总能 量的 19％，降低 20 ％时为 36％，80％为 51 ％。由此可见，飞轮速度降低 10％ 比降低 20％其输出能量少将近一倍。换句话说，如果输出功相等，前者的转动 惯量应该比后者大将近一倍。 从设计的角度看， 应该尽量减轻飞轮的重量和尺寸。 飞轮的惯量过大， 不仅增加了制造成本， 而且在发生事故时加剧了灾难性。 所以， 在设计计算时，应该使飞轮的速度降尽可能大些。 但是，当飞轮的速度降低时，电动机的转速也跟着降低，电机的工作电流将 成比例地增加，使电机的工作情况恶化。图（ 3— 1）表示电机的工作电流 I 与转 矩 M 随其转差率 S 的变化情况。从图中看出，当 S 增加时 M 和 I 开始于 S 成正 比例增加促使飞轮迅速恢复原有转速， 这是我们所希望的。 但是当 S 超过临界转 差率 S K 时， M 反而减小而 I 却继续上升，这种情况叫做“超载” 。经常在这种 情况下工作， 会使电机严重发热甚至烧坏， 而且对整个电网电压的稳定也带来有 害的影响。所以，飞轮转速的降低受到 S K 的限制，一般不宜超过 S K 。 飞轮在压力机中只起贮存和释放能量的作用， 压力机所消耗的功能， 归根结 底都是由电动机供给的， 所以， 电机的输出功率完全决定于压力机在一次行程中 所消耗的全部功能和一次行程所需的时间。但是，飞轮转动惯量 I 的大小，对选 择电机的额定功率