電力拖動第一章動力學(xué)基礎(chǔ)

電力拖動第一章動力學(xué)基礎(chǔ)第1頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月1、拖動：原動機(jī)帶動生產(chǎn)機(jī)械運轉(zhuǎn)。2、電力拖動：電動機(jī)作為原動機(jī)，生產(chǎn)機(jī)械是負(fù)載，電動機(jī)帶動生產(chǎn)機(jī)械運轉(zhuǎn)的拖動方式稱電力拖動。3、電力拖動系統(tǒng)：用電動機(jī)作為原動機(jī)來拖動生產(chǎn)機(jī)械運行的系統(tǒng)。將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，并完成一定工藝要求的系統(tǒng)。4、發(fā)展：（1）成組拖動（2）單機(jī)拖動（3）多電機(jī)拖動

電力拖動系統(tǒng)緒論下頁上頁返回第2頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月5.電力拖動系統(tǒng)組成：包括電動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)機(jī)械、控制設(shè)備和電源五個部分。下頁上頁返回6.電力拖動系統(tǒng)分類：（1）直流電力拖動系統(tǒng)（2）交流電力拖動系統(tǒng)第3頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代化生產(chǎn)中，多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械都采用電力拖動，主要原因是：1.電能的運輸、分配、控制方便經(jīng)濟(jì)。2.電動機(jī)的種類和規(guī)格很多，它們具有各種各樣的特性，能很好的滿足大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械的不同要求。3.電力拖動系統(tǒng)的操作和控制簡便，可以實現(xiàn)自動控制和遠(yuǎn)距離操作等等。第4頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.1電力拖動系統(tǒng)的運動方程1、單軸電力拖動系統(tǒng)。2、電力拖動系統(tǒng)正方向的規(guī)定先規(guī)定轉(zhuǎn)速n的正方向，然后規(guī)定電磁轉(zhuǎn)矩的正方向與n的正方向相同，規(guī)定負(fù)載轉(zhuǎn)矩的正方向與n的正方向相反。1.3電力拖動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)下頁上頁返回第5頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月各量表示法上述各量可用軸的剖面圖或直角坐標(biāo)系來表示下頁上頁返回第6頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)旋轉(zhuǎn)運動系統(tǒng)的牛頓第二定律，可得轉(zhuǎn)動方程式：

則電力拖動系統(tǒng)的運動方程：為系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)部分的總飛輪矩，單位N·m2

系數(shù)375是個具有加速度量綱的系數(shù)，單位為m/min·s下頁上頁返回第7頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月電力拖動系統(tǒng)的運動狀態(tài)：

其中：稱為動態(tài)轉(zhuǎn)矩或加速轉(zhuǎn)矩下頁上頁返回第8頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.2多軸電力拖動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩及飛輪矩的折算

折算前提：以電動機(jī)軸為研究對象。折算原則：保持系統(tǒng)的功率傳遞關(guān)系及系統(tǒng)的貯存動能不變。負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算：從已知的實際負(fù)載轉(zhuǎn)矩求出等效的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。系統(tǒng)飛輪矩的折算：從已知的各轉(zhuǎn)軸上的飛輪矩求出系統(tǒng)的總飛輪矩。下頁上頁返回第9頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月1.工作機(jī)構(gòu)為轉(zhuǎn)動情況時，轉(zhuǎn)矩與飛輪矩的折算(1)轉(zhuǎn)矩的折算折算前負(fù)載功率P2=Tm

m等效負(fù)載功率P2′=Teq

Tm

m=Teq

Teq=Tm

m/=Tm/j其中：1、總轉(zhuǎn)速比j=n/nm=各級轉(zhuǎn)速比的乘積=j1j2...2、考慮傳動損耗Teq=Tm/(jC)

C=各級傳動效率乘積=1

2...3、轉(zhuǎn)矩?fù)p耗△T=Tm/(jC)-Tm/j下頁上頁返回第10頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)飛輪矩折算折算前后系統(tǒng)動能不變∵以圖所示的系統(tǒng)為例，負(fù)載飛輪矩折算的計算式為：化簡得：

一般形式：總飛輪矩估算：

是電動機(jī)轉(zhuǎn)子的飛輪矩。一般下頁上頁返回123第11頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)轉(zhuǎn)矩的折算折算前切削功率：Pm=FmVm折算后切削功率：P2′=Tmeq

Tmeq=FmVm

Tmeq=FmVm/由于=2n/60Tmeq=9.55FmVm/n考慮傳動損耗Tmeq=9.55FmVm/nC2.工作機(jī)構(gòu)為平移運動時，轉(zhuǎn)矩與飛輪矩的折算下頁上頁返回第12頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)飛輪矩的折算設(shè)做平移運動部分的物體重量為Gm，質(zhì)量為m，折算前動能：折算后動能：折算前后的動能不變?！唷鄠鲃訖C(jī)構(gòu)中其他軸上的GD2的折算，與前述相同。下頁上頁返回第13頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月3.工作機(jī)構(gòu)做提升和下放重物運動時，轉(zhuǎn)矩與飛輪矩的折算(1)轉(zhuǎn)矩的折算1)提升重物時負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算重物對卷筒軸的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為GmR不計傳動機(jī)構(gòu)的損耗，折算后的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為:若考慮傳動機(jī)構(gòu)的損耗，折算后的負(fù)載轉(zhuǎn)矩應(yīng)為:提升重物時系統(tǒng)損耗的轉(zhuǎn)矩為：下頁上頁返回第14頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月2)下放重物時負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算重物對卷筒軸的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為GmR不計傳動機(jī)構(gòu)的損耗，折算后的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為:若考慮傳動機(jī)構(gòu)的損耗，折算后的負(fù)載轉(zhuǎn)矩應(yīng)為:此時系統(tǒng)損耗的轉(zhuǎn)矩為：兩效率之間的關(guān)系近似認(rèn)為：

(2)飛輪矩的折算升降運動的飛輪矩折算與平移運動相同。故升降部分折算到電動機(jī)軸上的飛輪矩為：下頁上頁返回第15頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.3電力拖動系統(tǒng)的負(fù)載特性負(fù)載的機(jī)械特性：n=f(TL)1.恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性特點：TL=常數(shù)(1)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特點：大小恒定，方向總是與運動的方向相反。例如軋機(jī)，機(jī)床刀架平移機(jī)構(gòu)等下頁上頁返回第16頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特點：絕對值大小恒定，方向固定不變，與n方向無關(guān)

例如：起重機(jī)的提升機(jī)構(gòu)，不論是提升重物還是下放重物，重力的作用總是方向朝下的即重力產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩方向固定不變，故在第一和第四象限。下頁上頁返回第17頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月2.恒功率負(fù)載特性特點：負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比．即此時，負(fù)載的功率為：下頁上頁返回適用于金屬切削車床。粗加工時，n

低，T

大；精加工時，n

高，T小。第18頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月3.風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性特點：負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，下頁上頁返回第19頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3.4電動機(jī)的機(jī)械特性及電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件工作點：電動機(jī)的機(jī)械特性與負(fù)載特性畫在同一坐標(biāo)平面上，兩特性的交點平衡狀態(tài)：T=TL，系統(tǒng)以轉(zhuǎn)速n恒速運行，表明系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)：1、電力拖動系統(tǒng)在某一擾動作用下，離開平衡位置，在新的條件下達(dá)到新的平衡。2、當(dāng)擾動消失后，系統(tǒng)能回到原來的平衡位置。平衡是否穩(wěn)定？決定于生產(chǎn)機(jī)械與電動機(jī)兩條特性的配合下頁上頁返回第20頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行分析下頁上頁返回第21頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月一個電力拖動系統(tǒng)能夠穩(wěn)