电机学 第二章 电力拖动的动力学基础VIP免费

第第22章电力拖动系统动力学章电力拖动系统动力学•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。本章要求：§2.1§2.1电力拖动系统的运动方程式电力拖动系统的运动方程式一、电力拖动系统的组成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:电动机工作机构电源传动机构控制设备二电力拖动系统的运动方程式n电动机生产机械TTFT0TL轴Tn单轴电力拖动系统的运动方程以电动机的轴为研究对象，电动机运行时的轴受力如图示。FLTTT0电力拖动系统正方向的规定：电力拖动系统正方向的规定：先规定转速先规定转速nn的正方向，的正方向，然后规定然后规定::电磁转矩的正方向电磁转矩的正方向与与nn的正方向相同，负载转矩的正方向相同，负载转矩的正方向与的正方向与nn的正方向相反。的正方向相反。电动机运行时的轴受力如图示，由力学定律可知,其必须遵守下列方程式:•轴TLLTnT：电磁转矩；TL：负载转矩,N.mJ：电动机轴上的总转动惯量，kg.m2：电动机角速度,rad/s在工程计算中,常用n代替表示系统速度,用飞轮力矩GD2代替J表示系统机械惯性dtdJTTL功率平衡方程得出功率平衡方程=2n/60•M：系统转动部分的质量，Kg•G：系统转动部分的重量，N：系统转动部分的转动半径，m•D：系统转动部分的转动直径，m•g：重力加速度=9.8m/sgGDDgGmJ42)(222所以：•T－TL=0•T－TL>0•T－TL<0GD2：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dtdnGDTTL3752(T－TL):称为动转矩系统旋转运动的三种状态时或当0)1dtdnTTL系统处于静止或恒转速运行状态，即处于稳态时或当0)2dtdnTTL时或当0)3dtdnTTL系统处于加速运行状态，即瞬态（暂态）过程系统处于减速运行状态，即瞬态（暂态）过程三.运动方程式中转矩的正负号分析应用运动方程式，通常以电动机轴为研究对象运动方程式写成下列一般形式旋转运动中的转矩(上图)对公式中T与TL前带有的正负符号，作如下规定：预先规定某一旋转方向为正方向，则dtndGDTTL)(375)(2TLTL1.转矩T方向如果与所规定的旋转正方向相同T前取正号，相反时取负号；2.阻转矩TL方向如果与所规定的旋转正方向相同时TL前取负号，相反时取正号3.加速转矩（GD/375）(dn/dt)的大小及正负符号由转矩T及阻转矩TL的代数和来决定2TnTLa)-T-n-TLb)n-T-TLc)•例如:规定转速顺时针为正,逆时针为负,电磁转矩的正方向与转速正方向相同,负载转矩的正方向与转速正方向相反.图a中,T,nTL都为正.所以:dtndGDTTL)(375)(2dtndGDTTL)(375)(2dtndGDTTL)(375)(2§2.2§2.2多轴电力拖动系统转矩及飞轮多轴电力拖动系统转矩及飞轮矩的折算矩的折算实际拖动系统的轴常是不止一根，这种系统显然比一根轴的系统要复杂，计算起来也较为困难。如要全面研究这个系统的问题，必须对每根轴列出其相应的运动方程式；列出各轴间互相联系的方程式；最后把这些方程式联系起来，全面地研究系统的运动。问题！问题！这种方法研究这个系统太复杂。对电力拖动系统而言，通常把电动机轴作为研究对象即可解决途径：解决途径：把实际的拖动系统等效为单轴系统等效原则：等效原则：等效折算的原则是保持两个系统传送的功率及储存的动能相同j2电动机生产机械Tj1TfnbGDaGDbGDf22n22nfnTGDeq等效负载电动机TF2一、多轴旋转系统的折算（一）负载转矩的折算•若不考虑损耗，工作机构折算前的机械功率为，折算后的机械功率为•折算的原则是折算前后的功率不变，所以，FTffTjTnnTTTTTfffffFffF32121min/min/,/./.jjjjjjnnjjrnrnsradmNTsradmNTfffFff之积总传动比为各级传动比＝总传动比，构转轴之间的－电动机转轴与工作机工作机构轴的转速，电动机轴...