第2章動力學(xué)基礎(chǔ)(2節(jié)課)

1、第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 2.1 2.1 機電傳動系統(tǒng)的運動方程式機電傳動系統(tǒng)的運動方程式2.2 2.2 轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算2.3 2.3 生產(chǎn)機械的機械特性生產(chǎn)機械的機械特性2.4 2.4 機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 機電傳動系統(tǒng)是一個由電動機拖動，并通過傳動機電傳動系統(tǒng)是一個由電動機拖動，并通過傳動機構(gòu)帶動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)的機電運動的動力學(xué)整體。機構(gòu)帶動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)的機電運動的動力學(xué)整體。電動機電動機電動機的驅(qū)動對象電動機的驅(qū)動

2、對象連接件連接件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)距方向轉(zhuǎn)距方向單軸拖動系統(tǒng)單軸拖動系統(tǒng) 盡管電動機種類繁多、特性各異，生產(chǎn)機械的負載性質(zhì)也盡管電動機種類繁多、特性各異，生產(chǎn)機械的負載性質(zhì)也可以各種各樣，但從動力學(xué)的角度來分析時，都服從動力可以各種各樣，但從動力學(xué)的角度來分析時，都服從動力學(xué)的統(tǒng)一規(guī)律。學(xué)的統(tǒng)一規(guī)律。T TMMT TL LJ Jdtd 第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 機電傳動系統(tǒng)的運動方程式機電傳動系統(tǒng)的運動方程式 是描述機電系統(tǒng)機械運動規(guī)律的最基本方程式，是描述機電系統(tǒng)機械運動規(guī)律的最基本方程式， 它決定著系統(tǒng)的運行狀態(tài)。它決定著系統(tǒng)的運行狀態(tài)。 當(dāng)當(dāng)T

3、Td d0 0時，時，a a0 0 ，表示系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)，表示系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)，系統(tǒng)為系統(tǒng)為勻速勻速運動。運動。 當(dāng)當(dāng)T Td d00時，時，a a0 0 ，表示系統(tǒng)處于動態(tài)，表示系統(tǒng)處于動態(tài)， T Td d0 0時，拖動轉(zhuǎn)矩制動轉(zhuǎn)矩，時，拖動轉(zhuǎn)矩制動轉(zhuǎn)矩，a a為正，系統(tǒng)為正，系統(tǒng)加速加速運動；運動； T Td d0 0時，拖動轉(zhuǎn)矩制動轉(zhuǎn)矩，時，拖動轉(zhuǎn)矩制動轉(zhuǎn)矩，a a為負，系統(tǒng)為負，系統(tǒng)減速減速運動。運動。 動態(tài)轉(zhuǎn)矩動態(tài)轉(zhuǎn)矩 T Td d T TM M T TL L ；加速度；加速度 a a dtdn第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力

4、學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 正方向約定：正方向約定： 電動機轉(zhuǎn)矩電動機轉(zhuǎn)矩 T TM M 取與取與 n n 相同的方向為正向；相同的方向為正向； 負載轉(zhuǎn)矩負載轉(zhuǎn)矩 T TL L 取與取與 n n 相反的方向為正向。相反的方向為正向。 若若 T TM M 或或 T TL L 與與 n n 方向相同，方向相同， 則則 T TM M 或或 T TL L 為拖動轉(zhuǎn)矩；為拖動轉(zhuǎn)矩； 若若 T TM M 或或 T TL L 與與 n n 方向相反，方向相反， 則則 T TM M 或或 T TL L 為制動轉(zhuǎn)矩。為制動轉(zhuǎn)矩。 若若T TMM與與n n符號相同，則符號相同，則T TMM為拖動轉(zhuǎn)矩；為拖動轉(zhuǎn)

5、矩； 若若T TMM與與n n符號相反，則符號相反，則T TMM為制動轉(zhuǎn)矩。為制動轉(zhuǎn)矩。 若若T TL L 與與n n符號相同，則符號相同，則T TL L 為制動轉(zhuǎn)矩；為制動轉(zhuǎn)矩； 若若T TL L 與與n n符號相反，則符號相反，則T TL L 為拖動轉(zhuǎn)矩。為拖動轉(zhuǎn)矩。根據(jù)上述約定，根據(jù)上述約定，判定判定T TMM和和T TL L的的 性質(zhì)性質(zhì)無方向約定：無方向約定：按照矢量分析按照矢量分析判定判定T TMM和和T TL L的的 性質(zhì)性質(zhì)第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 綜合上述內(nèi)容，主要有如下三部分：綜合上述內(nèi)容，主要有如下三部分： 判定判定T TMM和和T

6、TL L的方向，列寫機電傳動系統(tǒng)的運動方程式的方向，列寫機電傳動系統(tǒng)的運動方程式 T TMM 取與取與 n n 相同的方向為正向；相同的方向為正向； T TL L 取與取與 n n 相反的方向為正向。相反的方向為正向。 判定判定T TMM和和T TL L的性質(zhì)的性質(zhì) 若若 T TM M 或或 T TL L 與與 n n 方向相同，則方向相同，則 T TM M 或或 T TL L 為拖動轉(zhuǎn)矩；為拖動轉(zhuǎn)矩； 若若 T TM M 或或 T TL L 與與 n n 方向相反，則方向相反，則 T TM M 或或 T TL L 為制動轉(zhuǎn)矩。為制動轉(zhuǎn)矩。 判定機電傳動系統(tǒng)的運行狀態(tài)判定機電傳動系統(tǒng)的運行狀態(tài)

7、 拖動轉(zhuǎn)矩制動轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)勻速運動；拖動轉(zhuǎn)矩制動轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)勻速運動； 拖動轉(zhuǎn)矩制動轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)加速運動；拖動轉(zhuǎn)矩制動轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)加速運動； 拖動轉(zhuǎn)矩制動轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)減速運動。拖動轉(zhuǎn)矩制動轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)減速運動。T TMMT TL LJ Jdtd第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 2.2 2.2 轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算 機電傳動系統(tǒng)運動方程式中的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量機電傳動系統(tǒng)運動方程式中的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量 及飛輪轉(zhuǎn)矩等，均

8、分別為同一軸上的數(shù)值。及飛輪轉(zhuǎn)矩等，均分別為同一軸上的數(shù)值。若運動系統(tǒng)為多軸系統(tǒng)，則必須將上述各量折算若運動系統(tǒng)為多軸系統(tǒng)，則必須將上述各量折算 到同一轉(zhuǎn)軸上才能列出整個系統(tǒng)的運動方程式。到同一轉(zhuǎn)軸上才能列出整個系統(tǒng)的運動方程式。由于一般均以傳動系統(tǒng)的電動機軸為研究對象，由于一般均以傳動系統(tǒng)的電動機軸為研究對象， 因此，一般都是將它們折算到電動機軸上。因此，一般都是將它們折算到電動機軸上。轉(zhuǎn)矩折算應(yīng)依據(jù)系統(tǒng)傳遞功率不變的原則。轉(zhuǎn)矩折算應(yīng)依據(jù)系統(tǒng)傳遞功率不變的原則。轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩折算應(yīng)依據(jù)系統(tǒng)貯存的動能轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩折算應(yīng)依據(jù)系統(tǒng)貯存的動能 不變的原則。不變的原則。 為了對多軸拖動系統(tǒng)進

9、行運行狀態(tài)的分析，一般是將為了對多軸拖動系統(tǒng)進行運行狀態(tài)的分析，一般是將多軸拖動系統(tǒng)等效折算為單軸系統(tǒng)多軸拖動系統(tǒng)等效折算為單軸系統(tǒng),再用單軸系統(tǒng)的分析方再用單軸系統(tǒng)的分析方法分析多軸系統(tǒng)。法分析多軸系統(tǒng)。 一、多軸拖動系統(tǒng)的組成一、多軸拖動系統(tǒng)的組成 電動機通過減速機與生產(chǎn)機械相連。電動機通過減速機與生產(chǎn)機械相連。旋轉(zhuǎn)運動旋轉(zhuǎn)運動直線運動直線運動 二、負載轉(zhuǎn)矩的折算二、負載轉(zhuǎn)矩的折算 由于轉(zhuǎn)矩是靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，因此折算的原則是：靜態(tài)時，由于轉(zhuǎn)矩是靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，因此折算的原則是：靜態(tài)時，折算折算前后系統(tǒng)總的傳輸功率不變。前后系統(tǒng)總的傳輸功率不變。 設(shè)電動機以設(shè)電動機以M角速度旋轉(zhuǎn)，折算到電動機軸上的負載

10、轉(zhuǎn)矩角速度旋轉(zhuǎn)，折算到電動機軸上的負載轉(zhuǎn)矩為為TL；對應(yīng)生產(chǎn)機械的旋轉(zhuǎn)速度為；對應(yīng)生產(chǎn)機械的旋轉(zhuǎn)速度為L ，負載轉(zhuǎn)矩為，負載轉(zhuǎn)矩為TL 。LMMTPLLLTP則則 電動機輸出功率電動機輸出功率負載所需功率負載所需功率 考慮傳動機構(gòu)在傳輸考慮傳動機構(gòu)在傳輸功率的過程中有損耗，這功率的過程中有損耗，這個損耗可用效率個損耗可用效率 c c來表示。來表示。MLLLCTT減速機構(gòu)的輸入功率減速機構(gòu)的輸出功率 則生產(chǎn)機械上的負載則生產(chǎn)機械上的負載轉(zhuǎn)矩折算到電動機軸上的轉(zhuǎn)矩折算到電動機軸上的等效轉(zhuǎn)矩為：等效轉(zhuǎn)矩為： jTTTcLMcLLL 式中：式中：c電動機拖動生產(chǎn)機械運動時的傳動效率；電動機拖動生產(chǎn)機械

11、運動時的傳動效率； LM j傳動機構(gòu)的總傳動比傳動機構(gòu)的總傳動比 對于直線運動，若生產(chǎn)機械直線運動部件的負對于直線運動，若生產(chǎn)機械直線運動部件的負載力為載力為F F，運動速度為，運動速度為v v，則所需要的機械功率為：，則所需要的機械功率為：vLFP cLvFTM 它反映在電動機軸上的機械功率為：它反映在電動機軸上的機械功率為：TL負載力負載力F在電動機軸上產(chǎn)生的負載轉(zhuǎn)矩在電動機軸上產(chǎn)生的負載轉(zhuǎn)矩MLTPM如果是電動機拖動生產(chǎn)機械旋轉(zhuǎn)或移動，則傳動機構(gòu)中的損如果是電動機拖動生產(chǎn)機械旋轉(zhuǎn)或移動，則傳動機構(gòu)中的損耗由電動機承擔(dān)，根據(jù)功率平衡關(guān)系，則有：耗由電動機承擔(dān)，根據(jù)功率平衡關(guān)系，則有：將將代

12、入上式可得代入上式可得MMn602McLnv55. 9FT cLv FTM如果是生產(chǎn)機械拖動電動機旋轉(zhuǎn)（如在卷揚機下放重物時，如果是生產(chǎn)機械拖動電動機旋轉(zhuǎn)（如在卷揚機下放重物時，電動機處于制動狀態(tài)），則傳動機構(gòu)中的損耗由生產(chǎn)機械承電動機處于制動狀態(tài)），則傳動機構(gòu)中的損耗由生產(chǎn)機械承擔(dān)，則有：擔(dān)，則有：MFTnv55. 9cL 式中：式中：c生產(chǎn)機械拖動電動機運動時的傳動效率；生產(chǎn)機械拖動電動機運動時的傳動效率； 三、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算三、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算 2211MZLLjJjJJJ 1.旋轉(zhuǎn)運動旋轉(zhuǎn)運動 JM 、J1、JL為電動機、中間軸、生產(chǎn)機械軸上的轉(zhuǎn)動慣量為電動機、中間軸

13、、生產(chǎn)機械軸上的轉(zhuǎn)動慣量 由于轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩和運動系統(tǒng)的動能有關(guān)，因此折由于轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩和運動系統(tǒng)的動能有關(guān)，因此折算的原則是：算的原則是：動能守恒原則。動能守恒原則。 j1電動機與中間軸之間的速比，電動機與中間軸之間的速比， jL 電動機與生產(chǎn)機械軸之間的速比，電動機與生產(chǎn)機械軸之間的速比，折算到電動機軸上的折算到電動機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量為總轉(zhuǎn)動慣量為1M1jLMLj 22L21212M2ZLjGDjGDGDGD 分別為電動機、中間軸、生產(chǎn)機械軸分別為電動機、中間軸、生產(chǎn)機械軸上的飛輪轉(zhuǎn)矩上的飛輪轉(zhuǎn)矩折算到電動機軸上的折算到電動機軸上的總飛輪轉(zhuǎn)矩為總飛輪轉(zhuǎn)矩為2L212MGDGDGD

14、、 當(dāng)速比比較大時，中間軸的轉(zhuǎn)動當(dāng)速比比較大時，中間軸的轉(zhuǎn)動慣量或飛輪轉(zhuǎn)矩在折算后占整個系統(tǒng)的慣量或飛輪轉(zhuǎn)矩在折算后占整個系統(tǒng)的比重不大，因此工程中常用加大電動機比重不大，因此工程中常用加大電動機軸上的轉(zhuǎn)動慣量或飛輪轉(zhuǎn)矩而簡化計算軸上的轉(zhuǎn)動慣量或飛輪轉(zhuǎn)矩而簡化計算的方法。則有簡化計算公式的方法。則有簡化計算公式2MZLLjJJJ 22L2M2ZLjGDGDGD 25. 11 . 1 2M22211MZ vmjJjJJJLL 2.直線運動直線運動折算到電動機軸上的折算到電動機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量為總轉(zhuǎn)動慣量為2M222L21212M2Z365nGvjGDjGDGDGDL 折算到電動機軸上的折算到電動

15、機軸上的總飛輪轉(zhuǎn)矩為總飛輪轉(zhuǎn)矩為第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 2.3 2.3 生產(chǎn)機械的機械特性生產(chǎn)機械的機械特性 電動機拖動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)，構(gòu)成一個電力拖動系統(tǒng)，電動機拖動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)，構(gòu)成一個電力拖動系統(tǒng)， 其工作狀況不僅取決于電動機的特性，其工作狀況不僅取決于電動機的特性， 同時也取決于作為負載的生產(chǎn)機械的特性。同時也取決于作為負載的生產(chǎn)機械的特性。 負載的機械特性：生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。負載的機械特性：生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。負載的機械特性由負載性質(zhì)決定，負載的機械特性由負載性質(zhì)決定，按生產(chǎn)機械在運動中所受阻力的性質(zhì)不同，分成幾

16、種類型：按生產(chǎn)機械在運動中所受阻力的性質(zhì)不同，分成幾種類型： 恒轉(zhuǎn)矩負載恒轉(zhuǎn)矩負載 恒轉(zhuǎn)矩型機械特性恒轉(zhuǎn)矩型機械特性 泵與風(fēng)機類負載泵與風(fēng)機類負載 通風(fēng)機型機械特性通風(fēng)機型機械特性 恒功率負載恒功率負載 恒功率型機械特性恒功率型機械特性 直線型負載直線型負載 直線型機械特性直線型機械特性第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 按生產(chǎn)機械在運動中按生產(chǎn)機械在運動中所受阻力的性質(zhì)不同，所受阻力的性質(zhì)不同，分成幾種類型的負載。分成幾種類型的負載。通風(fēng)機型機械特性通風(fēng)機型機械特性直線型機械特性直線型機械特性恒功率型機械特性恒功率型機械特性恒轉(zhuǎn)矩型機械特性恒轉(zhuǎn)矩型機械特性(a)(

17、a)反抗轉(zhuǎn)矩反抗轉(zhuǎn)矩(b)(b)位能轉(zhuǎn)矩位能轉(zhuǎn)矩第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) (1)(1)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載（又稱摩擦性轉(zhuǎn)矩）（又稱摩擦性轉(zhuǎn)矩） 轉(zhuǎn)矩方向總是和轉(zhuǎn)速方向相反，永遠是阻轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩方向總是和轉(zhuǎn)速方向相反，永遠是阻轉(zhuǎn)矩。 如：機床的進給系統(tǒng)，皮帶傳輸機如：機床的進給系統(tǒng)，皮帶傳輸機1 1、恒轉(zhuǎn)矩型負載、恒轉(zhuǎn)矩型負載負載轉(zhuǎn)矩的大小為常量，與轉(zhuǎn)速無關(guān)。負載轉(zhuǎn)矩的大小為常量，與轉(zhuǎn)速無關(guān)。第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) u反抗型負載機械特性反抗型負載機械特性特點：負載轉(zhuǎn)矩的大小不特點：負載轉(zhuǎn)矩的大小不變，但方向始

18、終與生產(chǎn)機變，但方向始終與生產(chǎn)機械運動的方向相反，總是械運動的方向相反，總是阻礙電動機的運轉(zhuǎn)。取反阻礙電動機的運轉(zhuǎn)。取反對正向運動的方向為負載對正向運動的方向為負載轉(zhuǎn)矩的正方向。其特性在轉(zhuǎn)矩的正方向。其特性在第一和第三象限。第一和第三象限。第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) (2)(2)勢能性恒轉(zhuǎn)矩負載勢能性恒轉(zhuǎn)矩負載 轉(zhuǎn)矩方向不隨轉(zhuǎn)速方向改變。轉(zhuǎn)矩方向不隨轉(zhuǎn)速方向改變。如：卷揚機起吊重物時如：卷揚機起吊重物時重力產(chǎn)生的負載轉(zhuǎn)矩。重力產(chǎn)生的負載轉(zhuǎn)矩。 第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) u位能型負載機械特性位能型負載機械特性特點：不論生產(chǎn)

19、機械運動特點：不論生產(chǎn)機械運動的方向變化與否，負載轉(zhuǎn)的方向變化與否，負載轉(zhuǎn)矩的大小和方向始終不變。矩的大小和方向始終不變。其負載轉(zhuǎn)矩特性在第一和其負載轉(zhuǎn)矩特性在第一和第四象限。第四象限。 例如起重設(shè)備提升或例如起重設(shè)備提升或下放重物時，由于重力所下放重物時，由于重力所產(chǎn)生的負載轉(zhuǎn)矩的大小和產(chǎn)生的負載轉(zhuǎn)矩的大小和方向均不改變。方向均不改變。第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 2LCnT 2 2、通風(fēng)機型負載、通風(fēng)機型負載 如：水泵，離心式鼓風(fēng)機等。如：水泵，離心式鼓風(fēng)機等。 負載轉(zhuǎn)矩的大小基本上與轉(zhuǎn)速的平方成正比。負載轉(zhuǎn)矩的大小基本上與轉(zhuǎn)速的平方成正比。通風(fēng)機型機械特

20、性通風(fēng)機型機械特性第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) CnT L3 3、直線型負載、直線型負載 如：他勵直流發(fā)電機作實驗?zāi)M負載，負載轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)速如：他勵直流發(fā)電機作實驗?zāi)M負載，負載轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)速成正比。成正比。直線型機械特性直線型機械特性TKKRKUn2NmeaNeN 第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 4 4、恒功率型負載、恒功率型負載 如：機床加工過程中的進刀。如：機床加工過程中的進刀。 負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速乘積為一常數(shù)，即負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比。負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速乘積為一常數(shù)，即負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比。恒功率型機械特性恒功率型機械特性n

21、CT L 在機電傳動系統(tǒng)中，電動機與生產(chǎn)機械連成一體，為了使在機電傳動系統(tǒng)中，電動機與生產(chǎn)機械連成一體，為了使系統(tǒng)運行合理，就要使電動機與生產(chǎn)機械兩者的機械特性盡系統(tǒng)運行合理，就要使電動機與生產(chǎn)機械兩者的機械特性盡量相配合。量相配合。 特性配合好的一個基本要求是系統(tǒng)要能穩(wěn)定運行特性配合好的一個基本要求是系統(tǒng)要能穩(wěn)定運行。 一是系統(tǒng)應(yīng)能以一定速度勻速運轉(zhuǎn)，即電動機軸上的拖一是系統(tǒng)應(yīng)能以一定速度勻速運轉(zhuǎn)，即電動機軸上的拖 動轉(zhuǎn)矩動轉(zhuǎn)矩T TMM和折算到電動機軸上的負載轉(zhuǎn)矩和折算到電動機軸上的負載轉(zhuǎn)矩T TL L大小相等，大小相等， 方向相反，相互平衡，這是方向相反，相互平衡，這是。 二是系統(tǒng)受某種

22、外部干擾作用二是系統(tǒng)受某種外部干擾作用( (如電壓波動、負載轉(zhuǎn)矩波如電壓波動、負載轉(zhuǎn)矩波 動等動等) )而使運行速度稍有變化時，應(yīng)保證在干擾消除后系而使運行速度稍有變化時，應(yīng)保證在干擾消除后系 統(tǒng)能恢復(fù)到原來的運行速度，這是統(tǒng)能恢復(fù)到原來的運行速度，這是。 第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 2.4 2.4 機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 電動機和生產(chǎn)機械的電動機和生產(chǎn)機械的 n nf f ( (T TMM) ) 和和 n nf f ( (T TL L) )( (即拖動系統(tǒng)的平衡點即

23、拖動系統(tǒng)的平衡點) )。 給該點施加干擾，使轉(zhuǎn)速給該點施加干擾，使轉(zhuǎn)速，然后取消干擾，然后取消干擾， 如果轉(zhuǎn)速能如果轉(zhuǎn)速能，則該點為穩(wěn)定點，反之為不穩(wěn)定點。，則該點為穩(wěn)定點，反之為不穩(wěn)定點。 即若干擾使轉(zhuǎn)速上升，當(dāng)干擾消除后應(yīng)有即若干擾使轉(zhuǎn)速上升，當(dāng)干擾消除后應(yīng)有T TMMT TL L0 0， 才能使系統(tǒng)減速而回到平衡點。才能使系統(tǒng)減速而回到平衡點。 即若干擾使轉(zhuǎn)速下降，當(dāng)干擾消除后應(yīng)有即若干擾使轉(zhuǎn)速下降，當(dāng)干擾消除后應(yīng)有T TMM T TL L0 0， 才能使系統(tǒng)加速而回到平衡點。才能使系統(tǒng)加速而回到平衡點。第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 在交點的轉(zhuǎn)速以上存在

24、在交點的轉(zhuǎn)速以上存在 TM TL（轉(zhuǎn)速以下存在（轉(zhuǎn)速以下存在 TM TL ） 則該點為穩(wěn)定點，反之為不穩(wěn)定點。則該點為穩(wěn)定點，反之為不穩(wěn)定點。0nnnAATLTMTLTMT12“1”電動機的機械特性電動機的機械特性 nf (TM)“2”生產(chǎn)機械的機械特性生產(chǎn)機械的機械特性 nf (TL)第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 在交點的轉(zhuǎn)速以上存在在交點的轉(zhuǎn)速以上存在 T TMM T TL L（轉(zhuǎn)速以下存在（轉(zhuǎn)速以下存在 T TMM T TL L ） 則該點為穩(wěn)定點，反之為不穩(wěn)定點。則該點為穩(wěn)定點，反之為不穩(wěn)定點?！?”“1”異步電動機異步電動機 n nf f ( (T

25、TMM) )“2”“2”恒轉(zhuǎn)矩型負載恒轉(zhuǎn)矩型負載 n nf f ( (T TL L) )第二章第二章 機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ) 在交點的轉(zhuǎn)速以上存在在交點的轉(zhuǎn)速以上存在 T TMM T TL L（轉(zhuǎn)速以下存在（轉(zhuǎn)速以下存在 T TMM T TL L ） 則該點為穩(wěn)定點，反之為不穩(wěn)定點。則該點為穩(wěn)定點，反之為不穩(wěn)定點。 如圖所示，曲線如圖所示，曲線1 1為異步電動機的機械特性，曲線為異步電動機的機械特性，曲線2 2為異步電動為異步電動機拖動的生產(chǎn)機械的機械特性。兩曲線有交點機拖動的生產(chǎn)機械的機械特性。兩曲線有交點b b，即拖動系統(tǒng)有一，即拖動系統(tǒng)有一個平衡點。問：個平衡點。問：b b點是否是穩(wěn)定平衡點？點是否是穩(wěn)定平衡點？n切線傾角準(zhǔn)則的圖解法切線傾角準(zhǔn)則的圖解法n(1)(1)在在T-nT-n坐標(biāo)系內(nèi)坐標(biāo)系內(nèi), ,同時畫出原動機的機械特性曲線同時畫出原動機的機械特性曲線n=f(Tn=f(TMM) )和生產(chǎn)機械的等效特性曲線和生產(chǎn)機械