《電力拖動與控制》PPT課件.ppt

電力拖動與控制,張愛玲 李嵐 編著,機(jī)械工業(yè)出版社,第一章 電力拖動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ),第二節(jié) 多軸電力拖動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩及飛輪矩的折算,第三節(jié) 生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性,第一節(jié) 單軸電力拖動系統(tǒng)的運動方程,原動機(jī)帶動生產(chǎn)機(jī)械運轉(zhuǎn)稱為拖動。 用各種電動機(jī)作為原動機(jī)帶動生產(chǎn)機(jī)械運動，以完成一定的生產(chǎn)任務(wù)的拖動方式，稱為電力拖動。 電力拖動系統(tǒng)，一般由電動機(jī)、機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)、控制設(shè)備和電源五部分組成。,單軸電力拖動系統(tǒng)電動機(jī)輸出軸直接拖動生 產(chǎn)機(jī)械運轉(zhuǎn)的系統(tǒng) 一.電力拖動系統(tǒng)的組成 電動機(jī) 機(jī)械傳動機(jī)構(gòu) 生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu) 控制設(shè)備 電源,第一節(jié) 單軸電力拖動系統(tǒng)的 運動方程,電力拖動系統(tǒng)示意圖,二.電力拖動系統(tǒng)的運動方程,要研究電力拖動系統(tǒng)，不僅要研究電動機(jī)自身的運行性能，還要研究電動機(jī)和負(fù)載之間的運動規(guī)律即電力拖動系統(tǒng)的運動方程式,單軸電力拖動系統(tǒng)及各量的參考方向 a)單軸電力拖動系統(tǒng) b)各量的參考方向,根據(jù)力學(xué)中剛體轉(zhuǎn)動定律:,電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩,電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩,電動機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量,系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的質(zhì)量（）,系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的重力（N）,系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的回轉(zhuǎn)半徑（m）,系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的回轉(zhuǎn)直徑（m）,重力加速度，可取 =9.81m/s,常數(shù)(或0），系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)或停轉(zhuǎn)，視運動初始狀態(tài)而定。,不斷降低，系統(tǒng)減速運轉(zhuǎn)。,不斷增加，系統(tǒng)加速運轉(zhuǎn)；,穩(wěn)態(tài),動態(tài),注意：,式中的 及 應(yīng)帶有正、負(fù)號。,折算原則：保持系統(tǒng)傳送的功率及儲存的動能不變。,第二節(jié) 多軸電力拖動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩及飛輪轉(zhuǎn)矩的折算,多軸系統(tǒng)單軸系統(tǒng),按照能量守恒定律，系統(tǒng)在折算前和折算后應(yīng)具有相等的機(jī)械功率和動能。,多軸電力拖動系統(tǒng)示意圖 a) 多軸系統(tǒng) b) 等效折算圖,設(shè)工作機(jī)構(gòu)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為：,對應(yīng)角速度為：,功率為:,折算后的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為：,折算后的對應(yīng)角速度為：,轉(zhuǎn)矩的折算是按照所傳遞的功率相等的原則進(jìn)行。,1 轉(zhuǎn)矩的折算,電動機(jī)與工作機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速比:,則:,根據(jù)功率不變原則有:,而折算后的功率為:,多級傳動,傳動比為各級傳動比之積,傳動效率為各級傳動效率之積,即:,考慮了傳動損耗后,功率關(guān)系變?yōu)?,2.飛輪矩的折算,電動機(jī)轉(zhuǎn)子的飛輪矩為 ,主軸和工件的飛輪矩 為 ,則旋轉(zhuǎn)物體的動能為:,飛輪矩的折算原則必須是折算前后系統(tǒng)儲存的動能不變,在總的中,電動機(jī)的 占有主要成分,上式簡化為:,二.工作機(jī)構(gòu)直線運動時轉(zhuǎn)矩與飛輪矩的折算,(一)、平移運動,工作機(jī)構(gòu)作平移運動示意圖,1. 轉(zhuǎn)矩的折算,考慮到傳動機(jī)構(gòu)的損耗：,2. 飛輪矩的折算,根據(jù)折算前后動能不變的原則：,所以：,(二)、升降運動,起重機(jī)示意圖,1. 轉(zhuǎn)矩的折算,上升重物時設(shè)傳動機(jī)構(gòu)的效率為 ：,2. 飛輪矩的折算與平移相同,可證明：,下降重物時設(shè)傳動機(jī)構(gòu)的效率為：,第三節(jié) 生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性,生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速 與對應(yīng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 的關(guān)系式 稱為生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性。,一.恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性,1.反抗性(又稱摩擦性)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,典型的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性有,大小不變，但作用方向總是與運動方向 相反，是阻礙運動的制動性質(zhì)轉(zhuǎn)矩,恒轉(zhuǎn)矩特性 恒功率特性 通風(fēng)機(jī)型特性,當(dāng) 為正時， 為正；當(dāng) 為負(fù)時， 也為負(fù)。二者曲線在第一、第三象限。,反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,由物體的重力等產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，其作用方向固定不變，即與物體的運動方向無關(guān)。,、位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,大小不變，而且作用方向也保持不變。,位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,二、恒功率負(fù)載特性,在不同轉(zhuǎn)速下，負(fù)載轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)速成反比。