電力拖動第一章動力學基礎

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

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、傳動機構、生產(chǎn)機械、控制設備和電源五個部分。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。2.電動機的種類和規(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)的動力學基礎下頁上頁返回第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：以電動機軸為研究對象。折算原則：保持系統(tǒng)的功率傳遞關系及系統(tǒng)的貯存動能不變。負載轉(zhuǎn)矩的折算：從已知的實際負載轉(zhuǎn)矩求出等效的負載轉(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.工作機構為轉(zhuǎn)動情況時，轉(zhuǎn)矩與飛輪矩的折算(1)轉(zhuǎn)矩的折算折算前負載功率P2=Tm

m等效負載功率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)矩損耗△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.工作機構為平移運動時，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構中其他軸上的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.工作機構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)提升重物時負載轉(zhuǎn)矩的折算重物對卷筒軸的負載轉(zhuǎn)矩為GmR不計傳動機構的損耗，折算后的負載轉(zhuǎn)矩為:若考慮傳動機構的損耗，折算后的負載轉(zhuǎn)矩應為: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)下放重物時負載轉(zhuǎn)矩的折算重物對卷筒軸的負載轉(zhuǎn)矩為GmR不計傳動機構的損耗，折算后的負載轉(zhuǎn)矩為:若考慮傳動機構的損耗，折算后的負載轉(zhuǎn)矩應為:此時系統(tǒng)損耗的轉(zhuǎn)矩為：兩效率之間的關系近似認為：

(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)的負載特性負載的機械特性：n=f(TL)1.恒轉(zhuǎn)矩負載特性特點：TL=常數(shù)(1)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載特點：大小恒定，方向總是與運動的方向相反。例如軋機，機床刀架平移機構等下頁上頁返回第16頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)位能性恒轉(zhuǎn)矩負載特點：絕對值大小恒定，方向固定不變，與n方向無關

例如：起重機的提升機構，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.恒功率負載特性特點：負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比．即此時，負載的功率為：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.風機、泵類負載轉(zhuǎn)矩特性特點：負載轉(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電動機的機械特性及電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件工作點：電動機的機械特性與負載特性畫在同一坐標平面上，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，在新的條件下達到新的平衡。2、當擾動消失后，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)機械與電動機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)