lrh2-機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)

1、2.1 典型生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動形式典型生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動形式2.2 機(jī)電傳動系統(tǒng)的運(yùn)動方程（單軸）機(jī)電傳動系統(tǒng)的運(yùn)動方程（單軸）2.3 多軸拖動系統(tǒng)的簡化多軸拖動系統(tǒng)的簡化2.6 機(jī)電傳動系統(tǒng)的過渡過程機(jī)電傳動系統(tǒng)的過渡過程機(jī)電傳動與控制機(jī)電傳動與控制2.4 負(fù)載的機(jī)械特性負(fù)載的機(jī)械特性2.5 機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件2.1 典型生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動形式典型生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動形式1. 單軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)單軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng) 電動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)等所有運(yùn)動部件電動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)等所有運(yùn)動部件 均以同一轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。均以同一轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。2. 多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng) 第第2 章章 機(jī)電傳動系統(tǒng)

2、的動力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)電動機(jī)電動機(jī)工作機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)電動機(jī)電動機(jī)工作機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)3. 多軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動加平移運(yùn)動系統(tǒng)多軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動加平移運(yùn)動系統(tǒng) 4. 多軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動加升降運(yùn)動系統(tǒng)多軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動加升降運(yùn)動系統(tǒng) 2.1 典型生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動形式典型生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動形式電動機(jī)電動機(jī) 工作機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu) 電動機(jī)電動機(jī) Gn+T (TM) +TL(T0) +1. 轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的參考方向（正方向）轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的參考方向（正方向）電動機(jī)電動機(jī)工作機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)n()TMTLTM=T-T0先選定轉(zhuǎn)速先選定轉(zhuǎn)速n的參考方向，實(shí)際方向與參考方向的參考方向，實(shí)際方向與參考方向一致的轉(zhuǎn)速為正，否則為負(fù)。一致的轉(zhuǎn)速為正，否則為

3、負(fù)。電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩T、輸出轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)矩TM的參考方向：取的參考方向：取與轉(zhuǎn)速的參考方向一致。與轉(zhuǎn)速的參考方向一致?？蛰d轉(zhuǎn)矩空載轉(zhuǎn)矩T0和負(fù)載轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的參考方向：取與轉(zhuǎn)的參考方向：取與轉(zhuǎn)速的參考方向相反。速的參考方向相反。2.2 機(jī)電傳動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式機(jī)電傳動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式第第2 章章 機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)因?yàn)殡妱訖C(jī)和生產(chǎn)機(jī)械以共同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，所以一般以因?yàn)殡妱訖C(jī)和生產(chǎn)機(jī)械以共同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，所以一般以（或（或n）的轉(zhuǎn)動方向?yàn)閰⒖紒泶_定轉(zhuǎn)矩的正負(fù)。）的轉(zhuǎn)動方向?yàn)閰⒖紒泶_定轉(zhuǎn)矩的正負(fù)。 P = T、 T = PPn = 9.55 = 60 P

4、2 n2. 功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的關(guān)系式功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的關(guān)系式2 n 602.2 機(jī)電傳動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式機(jī)電傳動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式類比可得，類比可得，單軸旋轉(zhuǎn)單軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的運(yùn)動方程：系統(tǒng)的運(yùn)動方程： T = TMTL= Jdd t J 轉(zhuǎn)動慣量（轉(zhuǎn)動慣量（kgm2） 旋轉(zhuǎn)角加速度（旋轉(zhuǎn)角加速度（rad/s2） 慣性轉(zhuǎn)矩、動態(tài)轉(zhuǎn)矩（慣性轉(zhuǎn)矩、動態(tài)轉(zhuǎn)矩（Nm）dd tJdd t3. 單軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)運(yùn)行方程式單軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)運(yùn)行方程式直線直線運(yùn)動方程運(yùn)動方程 （牛頓第二運(yùn)動定律）：（牛頓第二運(yùn)動定律）：F = ma = mdvd t2.2 機(jī)電傳動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式機(jī)電傳動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式飛輪矩飛輪矩(Nm2

5、)因?yàn)橐驗(yàn)?J = m 2 Gg=D2（）2GD24g=旋轉(zhuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量（質(zhì)量（kg）回轉(zhuǎn)半徑回轉(zhuǎn)半徑 (m)2 n60TMTL = GD2 d 4g d t 回轉(zhuǎn)直徑回轉(zhuǎn)直徑 (m)= GD2 dn375 d tGD2 dn375 d tTMTL = GD2 dn375 d tTTL = 忽略忽略 T0 2.2 機(jī)電傳動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式機(jī)電傳動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式3. 單軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)運(yùn)行方程式單軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)運(yùn)行方程式2.2 機(jī)電傳動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式機(jī)電傳動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式GD2 dn375 d tTMTL = 當(dāng)當(dāng) TMTL 時，時， n dnd t0 加速的暫態(tài)過程。加速的暫態(tài)過程。 當(dāng)當(dāng)

6、 TM = TL 時，時， dnd t = 0 穩(wěn)定運(yùn)行。穩(wěn)定運(yùn)行。 當(dāng)當(dāng) TMTL 時，時， n dnd t0 減速的暫態(tài)過程。減速的暫態(tài)過程。 n = 0n = 常數(shù)常數(shù)4. 機(jī)電傳動系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)機(jī)電傳動系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)動態(tài)動態(tài)和和穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)舉例：電動機(jī)拖動重物舉例：電動機(jī)拖動重物上升上升或或下降下降設(shè)重物設(shè)重物上升上升時速度時速度n的符號為的符號為正正，下降下降時時n的符號為的符號為負(fù)負(fù)。 重物上升重物上升重物下降重物下降 2.2 機(jī)電傳動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式機(jī)電傳動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式 TM為拖動轉(zhuǎn)矩為拖動轉(zhuǎn)矩 TL為制動轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩TL為正為正TM為正為正n為為正正 TM為制動轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩

7、 TL為拖動轉(zhuǎn)矩為拖動轉(zhuǎn)矩TL為正為正TM為正為正n為為負(fù)負(fù)2.3 多軸拖動系統(tǒng)的簡化多軸拖動系統(tǒng)的簡化第第2 章章 機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)折算前后動力學(xué)性能保持不變：即兩折算前后動力學(xué)性能保持不變：即兩系統(tǒng)傳遞的功率和儲存的動能不變。系統(tǒng)傳遞的功率和儲存的動能不變。為了分析多軸拖動系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，可將多軸拖動系統(tǒng)等效為了分析多軸拖動系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，可將多軸拖動系統(tǒng)等效折算為單軸系統(tǒng)折算為單軸系統(tǒng), ,再用單軸系統(tǒng)的分析方法分析多軸系統(tǒng)。再用單軸系統(tǒng)的分析方法分析多軸系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動旋轉(zhuǎn)運(yùn)動直線運(yùn)動直線運(yùn)動折算原則：折算原則：一、多軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動系統(tǒng)的折算一、多軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動系

8、統(tǒng)的折算z1 z4 z5 z2 z3 z6 效效等等1. 等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 等效（折算）原則：機(jī)械功率不變。等效（折算）原則：機(jī)械功率不變。 TL =TL c M L= TLj c電動機(jī)電動機(jī)工作機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)nMTLn1n2nLTL電動機(jī)電動機(jī)等效負(fù)載等效負(fù)載nMTLTL M c = TL L 傳動機(jī)構(gòu)傳動機(jī)構(gòu)的效率的效率傳動機(jī)構(gòu)傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速比的轉(zhuǎn)速比2.3 多軸拖動系統(tǒng)的簡化多軸拖動系統(tǒng)的簡化 傳動機(jī)構(gòu)的總轉(zhuǎn)速比傳動機(jī)構(gòu)的總轉(zhuǎn)速比 j = j1 j2 j3 M Lj = nMnL= M 1 j1 = nMn1= 1 2 j2 = n1n2= 2 L j3 = n2nL=2.3 多軸

9、拖動系統(tǒng)的簡化多軸拖動系統(tǒng)的簡化 常見傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速常見傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速 比的計算公式：比的計算公式：(1) 齒輪傳動齒輪傳動n1n2j =z2z1=(2) 皮帶輪傳動皮帶輪傳動 n1n2j =D2D1=(3) 蝸輪蝸桿傳動蝸輪蝸桿傳動 n1n2j =z2z1=齒輪的齒數(shù)齒輪的齒數(shù) 皮帶輪的直徑皮帶輪的直徑 蝸輪的齒數(shù)蝸輪的齒數(shù) 蝸桿的頭數(shù)蝸桿的頭數(shù) 2. 等效轉(zhuǎn)動慣量（飛輪矩）等效轉(zhuǎn)動慣量（飛輪矩） 等效（折算）原則：動能不變。等效（折算）原則：動能不變。12J 2 = 12JM 2 12J1 1212JL L2 nTLn1n2z1 z4 z5 z2 z3 z6 電動機(jī)電動機(jī)工作機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)n

10、LTLJMJ1J2JL12J2 22 J = JMJ1 J2 JL 1 L 2 2 2 2 J = JMJ1 J2 JL n1nnLn2 2 2 n2n2.3 多軸拖動系統(tǒng)的簡化多軸拖動系統(tǒng)的簡化一、多軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動系統(tǒng)的折算一、多軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動系統(tǒng)的折算設(shè)各軸轉(zhuǎn)動慣量為：設(shè)各軸轉(zhuǎn)動慣量為：如果在電動機(jī)和工作機(jī)構(gòu)之間總共有如果在電動機(jī)和工作機(jī)構(gòu)之間總共有 n+1 根軸，根軸， 則總傳動比則總傳動比: j = j1 j2 jn 或或: :GD2 = 4gJ J2 j1 j2 J = JM J1j12 22JL j1 j2 j32 2 2 J2 j1 j2 = JM J1j12 22JL j 2 J2 (

11、 j1 j2)J = JM J1j12 2Jn-1( j1 j2 jn-1 )2 JL j 2 2.3 多軸拖動系統(tǒng)的簡化多軸拖動系統(tǒng)的簡化 JM JL j 2 一、多軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動系統(tǒng)的折算一、多軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動系統(tǒng)的折算 目的目的 將直線作用力將直線作用力 F 折算為等效轉(zhuǎn)矩折算為等效轉(zhuǎn)矩 TL 。 將直線運(yùn)動的質(zhì)量將直線運(yùn)動的質(zhì)量 m 折算為等效折算為等效 Jm 或或 GDm2 。 二、直線運(yùn)動系統(tǒng)的折算二、直線運(yùn)動系統(tǒng)的折算2.3 多軸拖動系統(tǒng)的簡化多軸拖動系統(tǒng)的簡化v1. 等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 等效（折算）原則：機(jī)械功率不變。等效（折算）原則：機(jī)械功率不變。 電動機(jī)輸出電動機(jī)輸出 的機(jī)械功

12、率的機(jī)械功率 負(fù)載功率負(fù)載功率 TL = Fv c M= Fv c nM602 二、直線運(yùn)動系統(tǒng)的折算二、直線運(yùn)動系統(tǒng)的折算2.3 多軸拖動系統(tǒng)的簡化多軸拖動系統(tǒng)的簡化l 電動機(jī)拖動生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動時：電動機(jī)拖動生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動時：如起重機(jī)如起重機(jī)提升提升重物時，電動機(jī)工作在電動狀態(tài)，傳動重物時，電動機(jī)工作在電動狀態(tài)，傳動機(jī)構(gòu)損耗由電動機(jī)承擔(dān)。機(jī)構(gòu)損耗由電動機(jī)承擔(dān)。TL M c = Fv1. 等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 等效（折算）原則：機(jī)械功率不變。等效（折算）原則：機(jī)械功率不變。TL = Fv c M= Fv c nM602 二、直線運(yùn)動系統(tǒng)的折算二、直線運(yùn)動系統(tǒng)的折算2.3 多軸拖動系統(tǒng)的簡化多軸

13、拖動系統(tǒng)的簡化l 生產(chǎn)機(jī)械拖動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時：生產(chǎn)機(jī)械拖動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時：如起重機(jī)如起重機(jī)下放下放重物時，電動機(jī)工作在制動狀態(tài)，傳動重物時，電動機(jī)工作在制動狀態(tài)，傳動機(jī)構(gòu)損耗由負(fù)載承擔(dān)。機(jī)構(gòu)損耗由負(fù)載承擔(dān)。TL M = Fv c 2. 等效轉(zhuǎn)動慣量（飛輪矩）等效轉(zhuǎn)動慣量（飛輪矩） (1) 直線運(yùn)動部件（質(zhì)量為直線運(yùn)動部件（質(zhì)量為m)的運(yùn)動慣性折算到的運(yùn)動慣性折算到電動機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量電動機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量Jm12Jm M2 = 12m v2 Jm =m v M22 Ggv nM2Jm = 602 2 2 = 9.3 G vnM22 2.3 多軸拖動系統(tǒng)的簡化多軸拖動系統(tǒng)的簡化二、直線運(yùn)動系統(tǒng)

14、的折算二、直線運(yùn)動系統(tǒng)的折算v(2) 等效單軸系統(tǒng)的總轉(zhuǎn)動慣量和飛輪矩等效單軸系統(tǒng)的總轉(zhuǎn)動慣量和飛輪矩J = JMJ1 JL Jm n1nM2 2 nLnMJLj= JM Jm J1j12 22. 等效轉(zhuǎn)動慣量（飛輪矩）等效轉(zhuǎn)動慣量（飛輪矩）2.3 多軸拖動系統(tǒng)的簡化多軸拖動系統(tǒng)的簡化二、直線運(yùn)動系統(tǒng)的折算二、直線運(yùn)動系統(tǒng)的折算GD2 = 4gJ a b c d e f g h 電動機(jī)電動機(jī) 蝸桿蝸桿 蝸輪蝸輪 齒輪齒輪 齒輪齒輪 卷筒卷筒 導(dǎo)輪導(dǎo)輪 重物重物 雙頭雙頭 20 10 40 0.15 0.025 0.40 0.075 8 1.25 1.25 10 000 0.1 0.1【例例 2

15、.3.1】 某起重機(jī)的電力拖動系統(tǒng)如圖示。各運(yùn)某起重機(jī)的電力拖動系統(tǒng)如圖示。各運(yùn)動部件的的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：動部件的的有關(guān)數(shù)據(jù)如下： 編號編號 名稱名稱齒數(shù)齒數(shù)轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)動慣量J/kgm2 重力重力G/N直徑直徑 d/m傳動效率傳動效率 c = 0.8，提，提升速度升速度 vm = 9.42 m/s。試求電動機(jī)的轉(zhuǎn)速試求電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 na以及折算到電動機(jī)軸以及折算到電動機(jī)軸上的等效上的等效 TL 和和 J。dnabafgcehvm2.3 多軸拖動系統(tǒng)的簡化多軸拖動系統(tǒng)的簡化 解解: (1) 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 na 卷筒和導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)速卷筒和導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)速 nf = ng = vm dg = r/m

16、in = 30 r/min 9.42 3.140.1 轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)速比 zc zb j1 = 20 2 = = 10 ze zd j2 = 40 10 = = 4 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 na na = nb = j1 j2 nf = 10430 r/min = 1 200 r/mindnabafgcehvm2.3 多軸拖動系統(tǒng)的簡化多軸拖動系統(tǒng)的簡化dnabafgcehvm(2) 求等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩求等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL TL= Gmvm c n602 = Nm = 937 Nm 60 6.28 10 0009.42 0.81 200 (3) 求等效轉(zhuǎn)動慣量求等效轉(zhuǎn)動慣量 J JM = JaJb J1 = JcJd

17、 J2 = JeJfJg = (81.251.25) kgm2 = 10.5 kgm2 = (0.150.025) kgm2 = 0.175 kgm2 = (0.40.075) kgm2 = 0.475 kgm2 2.3 多軸拖動系統(tǒng)的簡化多軸拖動系統(tǒng)的簡化 Jm = 9.3 Gm vm n22 = 9.3 kgm2 10 0009.422 1 2002 = 5.73 kgm2 dnabafgcehvmJ2 ( j1 j2)J = JM Jm J1j12 210.5 (104)2 = 0.175 5.73 kgm2 0.475 102= 5.916 kgm2 2.3 多軸拖動系統(tǒng)的簡化多軸拖動

18、系統(tǒng)的簡化 n = f (TL) 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的參考方向：轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的參考方向： OTLn+TLTL1. 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性 反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 nT (TM)TL(T0)由摩擦力產(chǎn)生的。由摩擦力產(chǎn)生的。當(dāng)當(dāng) n0， TL0。 當(dāng)當(dāng) n 0，TL0。 如機(jī)床平移機(jī)構(gòu)、如機(jī)床平移機(jī)構(gòu)、 壓延設(shè)備等。壓延設(shè)備等。第第2 章章 機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)2.4 負(fù)載的機(jī)械特性負(fù)載的機(jī)械特性O(shè)TLnOTLn 位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 由重力作用產(chǎn)生的。由重力作用產(chǎn)生的。 當(dāng)當(dāng) n0， TL0。 當(dāng)當(dāng) n 0，TL0。 如起重機(jī)的提升機(jī)構(gòu)如起重機(jī)的提升

19、機(jī)構(gòu) 和礦井卷揚(yáng)機(jī)等。和礦井卷揚(yáng)機(jī)等。2. 恒功率負(fù)載特性恒功率負(fù)載特性 TL n = 常數(shù)。常數(shù)。 如機(jī)床的主軸系統(tǒng)等。如機(jī)床的主軸系統(tǒng)等。 TL1n2.4 負(fù)載的機(jī)械特性負(fù)載的機(jī)械特性3. 通風(fēng)機(jī)負(fù)載特性通風(fēng)機(jī)負(fù)載特性 OTLn TLn2 TL 的方向始終與的方向始終與 n 的方向相反。的方向相反。 如通風(fēng)機(jī)、水泵、油泵等。如通風(fēng)機(jī)、水泵、油泵等。實(shí)際的通風(fēng)機(jī)負(fù)載實(shí)際的通風(fēng)機(jī)負(fù)載OTLnT0TL = T0Cn22.4 負(fù)載的機(jī)械特性負(fù)載的機(jī)械特性l 直線型機(jī)械特性直線型機(jī)械特性的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的大小與的大小與速度速度n的大小成正比，即：的大小成正比，即：CnT L其中，其中，C為常

20、數(shù)。為常數(shù)。 4. 直線型直線型負(fù)載特性負(fù)載特性 2.4 負(fù)載的機(jī)械特性負(fù)載的機(jī)械特性 機(jī)電傳動系統(tǒng)中，電動機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械連成一體，為了使系統(tǒng)運(yùn)機(jī)電傳動系統(tǒng)中，電動機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械連成一體，為了使系統(tǒng)運(yùn)行合理，就要使電動機(jī)的機(jī)械特性與生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性盡量相配行合理，就要使電動機(jī)的機(jī)械特性與生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性盡量相配合。特性配合好的最基本要求是合。特性配合好的最基本要求是系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行。 u 機(jī)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的兩重含義：機(jī)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的兩重含義：1）系統(tǒng)應(yīng)能以一定速度穩(wěn)速運(yùn)行；）系統(tǒng)應(yīng)能以一定速度穩(wěn)速運(yùn)行；2）系統(tǒng)受某種外部干擾（如電壓波動、負(fù)載轉(zhuǎn)矩）系統(tǒng)受某種外部干擾（如電壓波動、

21、負(fù)載轉(zhuǎn)矩波動等）使運(yùn)行速度發(fā)生變化時，應(yīng)保證在干擾消波動等）使運(yùn)行速度發(fā)生變化時，應(yīng)保證在干擾消除后系統(tǒng)能恢復(fù)到原來的運(yùn)行速度。除后系統(tǒng)能恢復(fù)到原來的運(yùn)行速度。2.5 機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件第第2 章章 機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)2.5 機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件第第2 章章 機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)u 穩(wěn)定運(yùn)行的穩(wěn)定運(yùn)行的必要必要條件：條件：存在某個轉(zhuǎn)速，電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩存在某個轉(zhuǎn)速，電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩TM和負(fù)載轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL大小相等，方向相反，相互平衡。大小相等，方向相反，相互平衡。 或

22、者說：或者說：在同一在同一Tn坐標(biāo)系中，電動機(jī)的機(jī)械特性坐標(biāo)系中，電動機(jī)的機(jī)械特性曲線曲線 n=f(TM)和生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性曲線和生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性曲線 n=f(TL)必必須有交點(diǎn)。須有交點(diǎn)。u 穩(wěn)定運(yùn)行的穩(wěn)定運(yùn)行的充分充分條件：條件：？ 干擾使干擾使 TL a 點(diǎn)點(diǎn):TTL n T a點(diǎn)。點(diǎn)。 干擾過后干擾過后 TTL n T T = TL a 點(diǎn)。點(diǎn)。 干擾使干擾使 TL n TTLT a 點(diǎn)。點(diǎn)。 T = TL干擾過后干擾過后 TTL n T T = TL a 點(diǎn)。點(diǎn)。 n0TnOTLabaaTLTL2.5 機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件u 穩(wěn)定運(yùn)行的充分條件分析

23、穩(wěn)定運(yùn)行的充分條件分析b 點(diǎn)點(diǎn): 干擾使干擾使 TL n n = 0 堵轉(zhuǎn)。堵轉(zhuǎn)。 T n TTL干擾過后干擾過后 T TL ，不能運(yùn)行。，不能運(yùn)行。 n0TnOabTLTL2.5 機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件b 點(diǎn)點(diǎn): 干擾使干擾使 TL n TTLT先先 后后 b 點(diǎn)。點(diǎn)。 n 干擾過后干擾過后 TTL n T a 點(diǎn)。點(diǎn)。 n0TnOabTLbTL2.5 機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件 條件條件2也可用公式表示也可用公式表示:dTdndTLdnn0TnOabTL 穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn) 不穩(wěn)定不穩(wěn)定 運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行點(diǎn) 2.5 機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的

24、條件機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件 穩(wěn)定運(yùn)行的條件穩(wěn)定運(yùn)行的條件1:電動機(jī)機(jī)械特性曲線與電動機(jī)機(jī)械特性曲線與負(fù)載特性曲線有交點(diǎn)。負(fù)載特性曲線有交點(diǎn)。 穩(wěn)定運(yùn)行的條件穩(wěn)定運(yùn)行的條件2:對應(yīng)于交點(diǎn)處對應(yīng)于交點(diǎn)處(T=TL)的的轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時應(yīng)轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時應(yīng)有有TTL，當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時，當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時應(yīng)有應(yīng)有TTL。 電動機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力電動機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力 電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動調(diào)整的這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。調(diào)整的這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。 自適應(yīng)負(fù)載能力自適應(yīng)負(fù)載能力是是電動機(jī)電動機(jī)區(qū)別于其他動力機(jī)械的重要區(qū)別于其他動力機(jī)械的重要特

25、點(diǎn)。特點(diǎn)。 如如: :柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時，柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時，必須由操作者加大油門，必須由操作者加大油門，才能帶動新的負(fù)載。才能帶動新的負(fù)載。a 點(diǎn)點(diǎn)TL 新的平衡新的平衡 a點(diǎn)點(diǎn)TTL0n I T I P1 n0TnOTLaa2.5 機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件機(jī)電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件傳傳 動動 機(jī)機(jī) 構(gòu)構(gòu)第第2 章章 機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 更多的圖片更多的圖片 W 系列螺旋平面減速電機(jī)系列螺旋平面減速電機(jī)第第2 章章 機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 更多的圖片更多的圖片 S 系列斜齒輪蝸輪蝸桿減速電機(jī)系列斜齒輪蝸輪蝸桿減速電機(jī)第第2 章章 機(jī)電

26、傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 更多的圖片更多的圖片 R 系列斜齒輪減速電機(jī)系列斜齒輪減速電機(jī)第第2 章章 機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 更多的圖片更多的圖片 K 系列斜齒輪傘齒輪減速電機(jī)系列斜齒輪傘齒輪減速電機(jī)第第2 章章 機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 更多的圖片更多的圖片 F 系列平行軸斜齒輪減速機(jī)系列平行軸斜齒輪減速機(jī)第第2 章章 機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 更多的圖片更多的圖片 蝸蝸 輪輪 蝸蝸 桿桿第第2 章章 機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 更多的圖片更多的圖片 *2.6 機(jī)電傳動系統(tǒng)的過

27、渡過程機(jī)電傳動系統(tǒng)的過渡過程 機(jī)械慣性機(jī)械慣性 由于由于J（GD2）的存在，使）的存在，使 n 不能躍變。不能躍變。 電磁慣性電磁慣性 由于由于 Lf 的存在，使的存在，使 if 不能躍變。不能躍變。 由于由于 La 的存在，使的存在，使 ia 不能躍變。不能躍變。第第2 章章 機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 熱慣性熱慣性 機(jī)械慣性與電磁慣性產(chǎn)生機(jī)械慣性與電磁慣性產(chǎn)生機(jī)電暫態(tài)過程機(jī)電暫態(tài)過程。 只考慮機(jī)械慣性時的暫態(tài)過程稱為只考慮機(jī)械慣性時的暫態(tài)過程稱為機(jī)械暫態(tài)過程。機(jī)械暫態(tài)過程。 他勵直流電動機(jī)的機(jī)械過渡過程他勵直流電動機(jī)的機(jī)械過渡過程 1. 轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律 *2.6 機(jī)電傳動系統(tǒng)的暫態(tài)過程機(jī)電傳動系統(tǒng)的暫態(tài)