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第二章电力拖动基础的动力学
电机与拖动
第二章电力拖动基础的动力学
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第二章电力拖动基础的动力学
第二章电力拖动基础的动力学
单轴电力拖动系统的动力学分析
多轴电力拖动系统的简化
负载的转矩性质与电力拖动系统稳定运行的条件
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第二章电力拖动基础的动力学
单轴电力拖动系统的动力学分析单轴电力拖动系统的动力学分析
凡是由电动机作为动力,拖动各类生产机械,完成一定的生产工艺
要求的系统,都称为电力拖动系统。电力拖动系统一般由电动机、传动
机构、生产机械、电源和控制装置五部分组成。
为了抓住本质,首先用简单的单轴电力拖动系统进行分析。
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第二章电力拖动基础的动力学
电力拖动系统的运动方程电力拖动系统的运动方程
1. 直线运动方程式
外力是改变物体运动状况的原因
dv
==− mmaFF
L dt
F ⇔作用在直线用在直线运的拖拖动(N),
FL ⇔作用在直线用在直线运的阻力(N),
m ⇔直线线运动部件的质量, ( kg)
v ⇔直线线运动部件的线速,(m/s)
dv
a ⇔= 直线线运动部件的加速,(m/s2)
dt
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第二章电力拖动基础的动力学
2. 单轴系统的旋转运动方程
n T0 Tm
T TL
电动机生产机械轴
T n
T T =− J dΩ
L dt
T ⇔拖动转矩⋅mN )(,
T ⇔负载转矩⋅mN )(,
L
J ⇔转动部件的转动惯量,( ⋅mkg 2)
⇔Ω转动部件的机械角速度速度, srad )/(
dΩ⇔转动部件的机械角加速度, /( srad 2)
dt
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T T =− J dΩ
L dt
在工程计算中,常用n代替Ω表示系统速度,用飞轮矩GD2代替J表示系统机械
惯性
Ω= πn 60/2
2
⎛⎞2 2 GD
G ⎜ D ⎟ GD T T =− dn
2 ⎜⎟
m J m ρ⎜⎟=== Î L dt
⎜⎟ 375
g ⎝ 2 ⎠ g4
m⇔转动部分的质量 kg)(,
ρ⇔转动部分的惯量半径 m)(,
G⇔转动部分的重量 N)(,
D⇔转动部分的惯性直径 m)(,
GD2⇔转动部分的飞轮矩,工程上看成整体(, ⋅mN 2)
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第二章电力拖动基础的动力学
2
T T =− GD dn
L 375 dt
转矩、TT , 22 →⋅→⋅→ min/, , →strnmNGDmN
L
375具有加速度的量纲
电力拖动系统的运动状态:
2
T T GD dn dn →=→==−稳态(00 静止或匀速)
L 375 dt dt
2
T T GD dn dn 00 →>→>=−加速
L 375 dt dt
2
T T GD dn dn 00 →<→<=−减速
L 375 dt dt 7 7
第二章电力拖动基础的动力学
电力拖动系统正方向的规定
运动方程可写成 2
TT )( =±−± GD dn
L 375 dt
n T0 Tm
T TL
电动机生产机械轴
T n
式中的正、负的规定:以某一旋转方向的转速n为参考方向,电动机拖动转矩T
与n同向时取正号,反向时取负号;负载转矩TL与n同向时取负号,反向时取正号。
动态转矩的大小和正负号由T与TL 的代数和来决定。
转速n的正方向一般选实际转向。
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多轴电力拖动系统的简化多轴电力拖动系统的简化
‹ 多轴系统ÎÎÎ单轴系统
2
GDM
2
T Ω T Ω GD
电动机等效负载
电动机 2
GD1
T
ΩL L
T´L
Ω1
j1η1 工作机构
2
j2η2 GDL
将其它轴上的转矩、飞轮矩折算到电动机轴上
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多轴系统
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