《電機(jī)拖動(dòng)》

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1、第1章電力拖動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)?1.1電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式——重點(diǎn)?1.2負(fù)載轉(zhuǎn)矩和飛輪矩的折算——重點(diǎn)，難點(diǎn)?1.2.1旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?1.2.2平移運(yùn)動(dòng)?1.2.3升降運(yùn)動(dòng)——折算中最難?1.3負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性——重點(diǎn)?1.3.1恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性?1.3.2通風(fēng)機(jī)與泵類的負(fù)載特性?1.3.3恒功率負(fù)載特性1.1電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式?1．電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)形式的種類?生產(chǎn)機(jī)械種類繁多，運(yùn)動(dòng)形式也各不相同?電力拖動(dòng)系統(tǒng)：?單軸（重點(diǎn)介紹）?多軸（可折算成單軸）?運(yùn)動(dòng)形式：?旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?直線運(yùn)動(dòng)：平移運(yùn)動(dòng)、升降運(yùn)動(dòng)?機(jī)械轉(zhuǎn)矩形式：摩擦力產(chǎn)生、重力產(chǎn)生四種典型的電力拖動(dòng)系統(tǒng)+U－TnGD2d1電動(dòng)機(jī)Mnd2

2、GD3iMi11in22ngTGDg2gTGD22）多軸旋轉(zhuǎn)拖動(dòng)系統(tǒng)2TL負(fù)載GD41）單軸旋轉(zhuǎn)拖動(dòng)系統(tǒng)GG2Fgn1vjgnvdzndMGzM3）多軸旋轉(zhuǎn)加平移運(yùn)動(dòng)的拖動(dòng)系統(tǒng)4）多軸旋轉(zhuǎn)加升降運(yùn)動(dòng)的拖動(dòng)系統(tǒng)2．單軸旋轉(zhuǎn)拖動(dòng)系統(tǒng)的組成?工作過程：+U－電動(dòng)機(jī)?電動(dòng)機(jī)M通過聯(lián)軸器與生產(chǎn)機(jī)械相連M?由電動(dòng)機(jī)M產(chǎn)生輸出轉(zhuǎn)矩Tn?用來克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩TLT?拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械TL負(fù)載?并以同一角速度Ω（或轉(zhuǎn)速n）旋轉(zhuǎn)?特點(diǎn)：圖1.1單軸旋轉(zhuǎn)?拖動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載與電動(dòng)機(jī)軸直接相連拖動(dòng)系統(tǒng)圖?負(fù)載的轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相同，即：?nL＝n（或ΩL＝Ω）3．單軸拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式+U－?1）運(yùn)動(dòng)方程的公式電動(dòng)機(jī)?牛頓第

3、二定律Mn?根據(jù)運(yùn)動(dòng)形式不同而不同：T?直線運(yùn)動(dòng)：平移運(yùn)動(dòng)、升降運(yùn)動(dòng)TL負(fù)載dvF?F?m?ma圖1.1單軸旋轉(zhuǎn)12dt拖動(dòng)系統(tǒng)圖?旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：d?T?T?J(1?1)Ldt1）運(yùn)動(dòng)方程的公式d?T?T?J(1?1)Ldt?式中，?T——電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，N·m?TL——負(fù)載轉(zhuǎn)矩，N·m?（T－TL）——系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩或加速轉(zhuǎn)矩，N·m2?J——旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，N·m·s?Ω——轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)機(jī)械角速度，rad/sd?2?——轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)機(jī)械角加速度，rad/sdt2）運(yùn)動(dòng)方程的實(shí)用公式d?T?T?J(1?1)Ldt?轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J是物理學(xué)中常用的物理量?工程上2?常用飛輪矩GD代替轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J來表示系

4、統(tǒng)的機(jī)械慣性?常用轉(zhuǎn)速n代替角速度Ω來表示系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)速度?它們之間的關(guān)系為：222G?D?GDJ?m?????(1?2)g?2?4g2?n??(1?3)602）運(yùn)動(dòng)方程的實(shí)用公式222G?D?GDJ?m?????(1?2)g?2?4g2?n??(1?3)60?式中，?m——系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的質(zhì)量，kg?G——系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重力，N2?g——重力加速度，一般取9.8m/s?ρ——系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性半徑，m?D——系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性直徑，m?n——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min或rpm2）運(yùn)動(dòng)方程的實(shí)用公式d?T?T?J(1?1)Ldt22GDJ?m??(1?2)4g2?n??(1?3)60?分別將

5、式(1-2)和(1-3)代入運(yùn)動(dòng)方程式(1-1)?即可得到運(yùn)動(dòng)方程的實(shí)用公式222d?GD2?dnGDdnGDdnT?TL?J???(1?4)dt4g60dt4g?602?dt375dt?式中，22?GD——系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的飛輪矩，N·m2）運(yùn)動(dòng)方程的實(shí)用公式?電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式2GDdnT?T?(1?4)L375dt?注意：22?GD不是G與D的乘積，而是一個(gè)整體，可由產(chǎn)品樣本或機(jī)械手冊(cè)上查出?系數(shù)375=4g×60／2π是個(gè)有單位的系數(shù)，單位為m/min·s?D為系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性直徑，不是實(shí)際直徑。關(guān)于ρ或D的物理概念可參見相關(guān)參考書?機(jī)械角加速度求法：（習(xí)題1-3）2d?G

6、Dd?d?4gT?T?J???(T?T)L2Ldt4gdtdtGD3）系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的三種狀態(tài)2GDdnT?TL??系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)375dtdn1T?T??0加速動(dòng)態(tài)Ldtdn2T?TL??0減速動(dòng)態(tài)dtdn恒轉(zhuǎn)速3T?TL??0穩(wěn)態(tài)dt或靜止因此，（T－T）被稱為系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩或加速轉(zhuǎn)矩L4）運(yùn)動(dòng)方程式中各量參考方向（即規(guī)定的正方向）+U－?首先規(guī)定轉(zhuǎn)速n的正方向電動(dòng)機(jī)?電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向Mn?然后確定各轉(zhuǎn)矩的正、負(fù)號(hào)T?電磁轉(zhuǎn)矩T：方向？TL負(fù)載?與轉(zhuǎn)速n的正方向相同時(shí)為正，相反時(shí)為負(fù)?負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL：?與轉(zhuǎn)速n的正方向相反時(shí)為正，相同時(shí)為負(fù)nTTL?慣性轉(zhuǎn)矩(T－TL)圖1

7、.1單軸旋轉(zhuǎn)?由T和TL的代數(shù)和決定拖動(dòng)系統(tǒng)圖討論：起重機(jī)作升降運(yùn)動(dòng)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩T、負(fù)載轉(zhuǎn)矩T的正、負(fù)號(hào)？Ln的正方向?首先規(guī)定n的正方向n?然后確定各轉(zhuǎn)矩的正、負(fù)號(hào)提升?提升重物時(shí)n方向√TLTL?nL>0?T與n的正方向相同?T?00TT?TL與n的正方向相反?TL?0LnTLT?下放重物時(shí)?T?0L方向?T?0L?nL<0下放?T與n的正方向相同?T?0T：重物對(duì)卷筒軸的負(fù)載轉(zhuǎn)矩L?TL與n的正方向相反?T?0LT