《电机拖动》

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1、第1章电力拖动系统动力学1.1电力拖动系统的运动方程式——重点1.2负载转矩和飞轮矩的折算——重点，难点1.2.1旋转运动1.2.2平移运动1.2.3升降运动——折算中最难1.3负载转矩特性——重点1.3.1恒转矩负载特性1.3.2通风机与泵类的负载特性1.3.3恒功率负载特性1.1电力拖动系统的运动方程式1．电力拖动系统运动形式的种类生产机械种类繁多，运动形式也各不相同电力拖动系统：单轴（重点介绍）多轴（可折算成单轴）运动形式：旋转运动直线运动：平移运动、升降运动机械转矩形式：摩擦力产生、重力产生四种典型的电力拖动系统+U－TnGD2d1电动机Mnd2

2、GD3iMi11in22ngTGDg2gTGD22）多轴旋转拖动系统2TL负载GD41）单轴旋转拖动系统GG2Fgn1vjgnvdzndMGzM3）多轴旋转加平移运动的拖动系统4）多轴旋转加升降运动的拖动系统2．单轴旋转拖动系统的组成工作过程：+U－电动机电动机M通过联轴器与生产机械相连M由电动机M产生输出转矩Tn用来克服负载转矩TLT拖动生产机械TL负载并以同一角速度Ω（或转速n）旋转特点：图1.1单轴旋转拖动系统的负载与电动机轴直接相连拖动系统图负载的转速与电动机的转速相同，即：nL＝n（或ΩL＝Ω）3．单轴拖动系统运动方程式+U－1）运动方程的公式电动机牛顿第

3、二定律Mn根据运动形式不同而不同：T直线运动：平移运动、升降运动TL负载dvFFmma图1.1单轴旋转12dt拖动系统图旋转运动：dTTJ(11)Ldt1）运动方程的公式dTTJ(11)Ldt式中，T——电动机的电磁转矩，N·mTL——负载转矩，N·m（T－TL）——系统的动态转矩或加速转矩，N·m2J——旋转系统的转动惯量，N·m·sΩ——转子旋转机械角速度，rad/sd2——转子旋转机械角加速度，rad/sdt2）运动方程的实用公式dTTJ(11)Ldt转动惯量J是物理学中常用的物理量工程上2常用飞轮矩GD代替转动惯量J来表示系

4、统的机械惯性常用转速n代替角速度Ω来表示系统转动速度它们之间的关系为：222GDGDJm(12)g24g2n(13)602）运动方程的实用公式222GDGDJm(12)g24g2n(13)60式中，m——系统转动部分的质量，kgG——系统转动部分的重力，N2g——重力加速度，一般取9.8m/sρ——系统转动部分的转动惯性半径，mD——系统转动部分的转动惯性直径，mn——电动机转速，r/min或rpm2）运动方程的实用公式dTTJ(11)Ldt22GDJm(12)4g2n(13)60分别将

5、式(1-2)和(1-3)代入运动方程式(1-1)即可得到运动方程的实用公式222dGD2dnGDdnGDdnTTLJ(14)dt4g60dt4g602dt375dt式中，22GD——系统转动部分的飞轮矩，N·m2）运动方程的实用公式电力拖动系统的运动方程式2GDdnTT(14)L375dt注意：22GD不是G与D的乘积，而是一个整体，可由产品样本或机械手册上查出系数375=4g×60／2π是个有单位的系数，单位为m/min·sD为系统转动部分的转动惯性直径，不是实际直径。关于ρ或D的物理概念可参见相关参考书机械角加速度求法：（习题1-3）2dG

6、Ddd4gTTJ(TT)L2Ldt4gdtdtGD3）系统旋转运动的三种状态2GDdnTTL系统运动运动状态375dtdn1TT0加速动态Ldtdn2TTL0减速动态dtdn恒转速3TTL0稳态dt或静止因此，（T－T）被称为系统的动态转矩或加速转矩L4）运动方程式中各量参考方向（即规定的正方向）+U－首先规定转速n的正方向电动机电动机处于电动状态时的旋转方向Mn然后确定各转矩的正、负号T电磁转矩T：方向？TL负载与转速n的正方向相同时为正，相反时为负负载转矩TL：与转速n的正方向相反时为正，相同时为负nTTL惯性转矩(T－TL)图1

7、.1单轴旋转由T和TL的代数和决定拖动系统图讨论：起重机作升降运动时，电磁转矩T、负载转矩T的正、负号？Ln的正方向首先规定n的正方向n然后确定各转矩的正、负号提升提升重物时n方向√TLTLnL>0T与n的正方向相同T00TTTL与n的正方向相反TL0LnTLT下放重物时T0L方向T0LnL<0下放T与n的正方向相同T0T：重物对卷筒轴的负载转矩LTL与n的正方向相反T0LT