《电机及拖动基础》 讲义 主讲 张友斌 参考教材:《电机及拖动基础》(第3版) 顾绳谷主编机械工业出版社
《电机及拖动基础》 讲 义 主讲 张友斌 参考教材：《电机及拖动基础》（第3版） 顾绳谷 主编 机械工业出版社
电机及拖动基础 下册 第八章 电力拖动系统的动力学基础
电机及拖动基础 第八章 电力拖动系统的动力学基础 下册
第八章电力拖动系统的动力学基础 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。用电动机作为原动机 则称为电力拖动。 电力拖动的组成:电动机、控制设备、传动机 构、工作机构、电源。 电源 控制设备 电动机 传动机构工作机构 fg8-1电力拖动系统示意图
第八章 电力拖动系统的动力学基础 ◼ 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。用电动机作为原动机 则称为电力拖动。 ◼ 电力拖动的组成：电动机、控制设备、传动机 构、工作机构、电源。 控制设备 电动机 传动机构 工作机构 电源 fig. 8－1 电力拖动系统示意图
§8-1电力拖动系统的运动方程式 运动方程式 直线运动:F-F=m dt 2、旋转运动T-T=J do 中 dt J=mp=GD/ 4g 转动惯量 GD=4gJ 飞轮转矩(Nm) 2元7 GD dn 又: →T-T 60 375dt
§8-1 电力拖动系统的运动方程式 ◼ 一、运动方程式 1、直线运动： 2、旋转运动 其中： dt dv F − Fz = m dt d T T J z − = J m GD / 4g 2 2 = = 转动惯量 dt GD dn T T n z 60 375 2 2 = − = 又：GD 4gJ 2 = 飞轮转矩（N.m)
■运动方程式所表达的电动机工作状态: 1)稳定运转状态:T=T,,=0,n=0或n=常数 2)加速状态:7>,chn/>O 3)减速状态:T<,n/d≤O 转矩正负符号确定: 预先规定某个方向为正,则转矩T正向取正, 反向取负,阻转矩Z正向取负,反向取正 GD- dn 的大小与符号由转矩7与阻转矩T的代数和决定 375at
◼ 运动方程式所表达的电动机工作状态： ◼ 1）稳定运转状态： ◼ 2）加速状态： ◼ 3）减速状态： ◼ 二、转矩正负符号确定： 预先规定某个方向为正，则转矩 正向取正， 反向取负，阻转矩 正向取负，反向取正 T = Tz , dn dt = 0,n = 0或n = 常数 T T ,dn dt 0, z T Tz ,dn dt 0 T Tz 的大小与符号由转矩T与阻转矩Tz 的代数和决定 dt GD dn 375 2
§8-2工作机构转矩、力、飞轮 转矩和质量折算 实际拖动中电机与工作机构之间的传动机构较多,则 拖动系统中的运动方程式研究就较复杂,为了简便起 见,对工作机构进行各种折算 下面的折算先不考虑传动机构的损耗 工作机构转矩的折算: 用电动机轴上的阻转矩T来反映工作机构轴上的转 矩T。折算原则是:系统的传送功率不变。即: 则Tg=T 电机轴与工作 T=T/(2/92)=T/j机构轴的转速比 j=3…小应2j…为多级变速的每极转速比
§8－2 工作机构转矩、力、飞轮 转矩和质量折算 ◼ 实际拖动中电机与工作机构之间的传动机构较多，则 拖动系统中的运动方程式研究就较复杂，为了简便起 见，对工作机构进行各种折算。 ◼ 下面的折算先不考虑传动机构的损耗 ◼ 一、工作机构转矩的折算： 用电动机轴上的阻转矩 来反映工作机构轴上的转 矩 。折算原则是：系统的传送功率不变。即： 则 Tz Tz Tz Tz z = T T T j z z z z = /( ) = / j－－电机轴与工作 机构轴的转速比 ... 1 2 3 j = j j j j 1 、j 2 、j 3 ...为多级变速的每极转速比
工作机构直线作用力的折算 传送功率不变,则有:T_=Fv 或T=9.55F1/n 飞轮力矩的折算 折算原则:系统储存的动能不变。 在多轴系统中,若个轴的角速度为S21,S222 贝 2=-J,g,+-J,g,+J92+ 可 GD GD GD GD=GDd+ .十 (n/n1)2(n/m2)2 (n/n2)2
◼ 二、工作机构直线作用力的折算 传送功率不变，则有： 三、飞轮力矩的折算 折算原则：系统储存的动能不变。 在多轴系统中，若个轴的角速度为 则 可得： z z z T = F v 或Tz = 9.55Fz vz / n z ... 1 ， 2 ， 2 2 2 2 2 1 1 2 1 2 2 1 ... 2 1 2 1 2 1 2 1 d z z J = J + J + J + J 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 1 ( ) ... ( ) ( ) z z d n n G D n n G D n n G D G D = G D + + + +
口四、工作机构直线运动质量的折算 用电动机轴上的一个转动惯量J与直线速度v 运动的物体的质量m2等效。折算原则:动能 不变。 J9=mv→GD2)=365 例8-1
◼ 四、工作机构直线运动质量的折算 用电动机轴上的一个转动惯量 与直线速度 运动的物体的质量 等效。折算原则：动能 不变。 例8－1 z J mz 2 2 2 ( ) 365 2 1 2 1 n G v J m v GD z z z = z z z = z v
§8-3考虑传动机构损耗时的 折算方法 考虑传动机构损耗的简化方法 在折算中引入传动效率n 1)电机为电动状态: T2=T221 2)电机为发电制动状态 T9=T2 在多级系统中有关系: n =ncnc2nc3
§8－3 考虑传动机构损耗时的 折算方法 ◼ 一、考虑传动机构损耗的简化方法 在折算中引入传动效率 1）电机为电动状态： 2）电机为发电制动状态 在多级系统中有关系： c Tz Tz z c = / Tz Tz z c = ... c =c1 c2 c3
工作机构直线作用力的简化折算 在折算中引入传动效率m 1)电机为电动状态 TQ=Fv/n T=9.55Fv/nno 2)电机为发电制动状态 T Q2=Fvn T-9.55F'v2n.n ■在下放与提升的传动损耗相等时有: 下=2-1/
◼ 二、工作机构直线作用力的简化折算 ◼ 在折算中引入传动效率 ◼ 1）电机为电动状态 ◼ 2）电机为发电制动状态 ◼ 在下放与提升的传动损耗相等时有： c z z z c T = F v / z z z n c T = 9.55F v / z z z c T = F v Tz = 9.55Fz vz c / n c下 = 2−1 c上