电子科技大学电机与拖动基础8资料ppt课件.ppt

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1、电机与拖动基础电力拖动系统的动力学基础电力拖动系统的动力学基础由电动机带动机械工作，将电能转变为机械能并按照要求完成一定动作的装置或系统称为电力拖动系统典型电力拖动系统的组成框图电力拖动系统的动力学基础电动机通电后，产生电磁转矩，克服一定空载转矩，由机械轴的输出转矩，通过传动机构带动装置运行电动机种类可以不同，工作机构也不同，但拖动系统作为一个整体将服从动力学一般规律本章将分析电力拖动系统的转速、转矩等参数之间关系的运动方程电力拖动系统一般由电动机、机械传动机构、工作机构、控制装置和电源组成单轴电力拖动系统运动方程式一、单轴电力拖动系统单轴电力

2、拖动系统—电动机与工作机构直接相连的系统单轴系统中电动机与其负载工作机构转速相同二、运动方程式牛顿力学基本定律直线运动旋转运动单轴电力拖动系统运动方程式转动惯量J可用其他表达式角速度，使用转速来表达，有：此时运动方程式为飞轮力矩—由运动方程，可以得到电动机几个工作状态T=Tz，dn/dt=0，电动机处于静止或等速状态。稳定运行T>Tz，dn/dt>0，电动机处于加速状态T

3、规定电动机的转向、电磁转矩方向和机械负载转矩方向运动方程的一般形式：预先规定一个转速方向为正方向（可顺时针，也可逆时针）电磁转矩与转速方向一致，则电磁转矩为正。反之为负机械负载转矩则规定与转速方向相反为正。反之为负物体转动惯量求解四、各种形状旋转物体转动惯量的计算二种情况：旋转轴通过物体的重心和旋转轴不通过物体重心1，旋转轴通过物体的重心转动惯量计算公式：（物体质量不连续分布）转动惯量计算公式：（物体质量连续分布）物体转动惯量求解四、各种形状旋转物体转动惯量的计算2，旋转轴不通过物体重心：转动惯量是围绕着不通过七重心的任意轴的转动惯量，及其围绕

4、物体重心部分而且与该任意轴平行转动的轴形成的转动惯量之和物体转动惯量求解五、几种常见旋转物体转动惯量的计算1，以为半径，以为旋转轴线，质量为的旋转小球：2，以为外径，以为内径，以园环柱体的中轴线为旋转轴，质量为的旋转园柱体：物体转动惯量求解3，以为半径，以园柱体自身的中轴线为旋转轴线，质量为的园柱体：4，长度为，宽度为，质量为的长方体，以垂直穿越其二个侧面（平行与另外四个侧面），通过其自身轴线为旋转轴线：物体转动惯量求解5，长方体的质量为，以为旋转轴线的转动惯量：6，园锥体的质量为，围绕自身中轴线旋转，其转动惯量：物体转动惯量求解7，园柱体（园

5、杆），转轴垂直于园杆的轴线且穿过其重心，转动惯量为：8，园柱体（园杆），转轴垂直于园杆的轴线且距离园杆一端的距离为惯量物体转动惯量求解例题：有以环形飞轮，由一个长方体的支架。它的内径为，外环直径为，园环体质量为，长方体的质量为，求出它的飞轮惯量？解：园环体转动惯量：长方体转动惯量：总的转动惯量：总的飞轮惯量：多轴电力拖动系统运动方程式绝大多数电力拖动系统并非单轴系统，电动机要经过传动机构与工作机构相连。则电力拖动系统成为多轴系统图中四个轴将电动机与工作机构联结起来多轴系统一般不必研究每根轴的运动方程式。主要关心电动机轴的运动方程方法——将多轴系

6、统等效为单轴系统，将表征各个轴的参量折算到电动机轴上折算原则——保持二个系统转送的功率及储存的动能相同多轴电力拖动系统运动方程式折算原则图示折算原则：两个系统传送的功率及存储的动能相同多轴电力拖动系统运动方程式一、工作机构作旋转运动1.工作机构转矩Tzf的折算工作机构轴上的阻转矩为Tzf，可以折算到电动机轴上为Tz。功率不变原则则有：多轴电力拖动系统运动方程式2.传动机构和工作机构飞轮力矩的折算传动机构传动惯量J1，J2，J3，…及工作机构转动惯量Jz，可以折算到电动机轴上为一个等效的转动惯量J（或飞轮力矩）。各轴转动惯量所储存的动能不变原则则

7、有：同理有：多轴电力拖动系统运动方程式二、工作机构作直线运动起重机—工作机构升降运动直线运动作用力的折算原则——传送功率不变有：多轴电力拖动系统运动方程式2.直线运动质量的折算目标——将运行速度为vz的质量体mz折算到电动机轴上，用电动机轴上的转动惯量Jzf与之等效原则——转动惯量Jzf和质量mz中储存的动能不变有：多轴电力拖动系统运动方程式例：刨床传动机构系统见图，电动机M的转速n=420r/min转子的飞轮矩，工作台重量工件重量，各齿轮的齿数及飞轮矩见给定的表格。齿轮8的节距求解：刨床拖动系统在电动机轴上总的飞轮力矩齿轮号12345678齿

8、数Z2055306430783066飞轮惯量4.1220.109.8128.4018.6041.2024.5063.75解1）旋转部分的2）直线运动部