电机和拖动基础（有效）.ppt

电机与拖动基础;电机与拖动课程前言;二、参考书：;三、本课程学习内容： 变压器、直流机、异步机、同步机 掌握内容： 1）工作原理 2）电磁力分析 3）特性及应用;四、电机的作用与功能：;五、电机的分类：;2、按能量转换形式分;六、电机的作用：1、进行能量转化、传输和分配电能;2、驱动生产机械;3、控制各种自动设备 盲人引路车 爬行机器人;七、电机的发展状况;电力拖动系统动力学 1.1电力拖动系统的运动方程式;1.单轴电力拖动系统 电动机转轴与生产机械的工作机构直接相连，工作机构是电动机的负载。 ;是具有加速度量纲的系数，单位为 m／min·s 。 ; 实际的电力拖动系统，大多数是电动机通过传动机构与工作机构相连的多轴电力拖动系统。 研究多轴电力拖动系统时，需要对每根轴分别写出运动方程式并联立求解，最后得出电力拖动系统的运动规律，显然比较麻烦。; 等效是指拖动系统在折算前和折算后的功率及储存动能保持不变，即等效单轴系统应与实际的多轴系统具有相等的机械功率和动能。;1.2多轴电力拖动系统的简化计算 1.2.1工作机构为转动情况时，转矩与飞轮矩的折算 1.转矩的折算 多轴电力拖动系统中:;考虑传动机构的传动效率： ;2．飞轮矩的折算 飞轮矩用于表征运动物体机械惯性的大小；;传动机构中还有转速为 nb 的轴，其轴上各部分的总飞轮矩实际值为 ,动能是:;写成一般形式为:;一般地说， 传动机构各轴以及工作机构转轴的转速要比电动机轴的转速低，飞轮矩的折算与转速比平方成反比； 尽管可能有多根轴，但它们的飞轮矩折算到电动机轴上后数值不大，是系统总飞轮矩的次要部分 (20-30%)； 电动机转子本身的飞轮矩是系统总飞轮矩中的主要部分(70-80%)。 ;例题1－1 (Pg4) 已知飞轮矩 GDa2=14.5 N·m’，GDb2=18.8 N·m’，GDf2=120 N·m’，传动效率?1 =0.91, ?2 =0.93, 转矩Tf =85 N·m，转速n =2450r／min，nb =810r／min， nf=150r／min，忽略电动机空载转矩， 求：(1)折算到电动机轴上的系统总飞轮矩GD2； (2)折算到电动机轴上的负载转矩TF。;解: (1)系统总飞轮矩: ;1.2.2工作机构为平移运动时，转矩与飞轮矩的折算;把这种多轴系统等效成单轴系统，须将切削力及平移运动部件的质量折算到电动机轴上的等效转矩 TF 及等效飞轮矩 GDF2。;2.飞轮矩的折算 折算的原则：折算前后储存的动能相等。 平移运动部件的动能: 折算到电动机轴上的转动惯量中储存的动能: ;例题: 已知切削力F=10000N，工作台与工件运动速度v=0.7m/s，(Pg12) 传动机构总效率? =0.81，电动机转速n =1450r／min， 电动机的飞轮矩 GDD2 =100N m2，求： (l)切削时折算到电动机轴上的负载转矩； (2)估算系统的总飞轮矩； (3)不切削时，工作台及工件反向加速，电动机以dn/dt =500 r/min?s, 恒加速度运行，计算此时系统的动转矩绝对值。;解：(1）切削时折算到电动机轴上的负载转矩计算切削功率为:;1.2.3工作机构做提升和下放重物运动时，转矩与飞轮矩的折算;1.负载转矩折算;;(3)以v=0.4m/s下放该重物时电动机负载转矩的计算 传动机构损耗转矩:;例题 (Pg9): 某起重机的电力拖动系统：电动机Pn=20kw，nN=950r/min，传动机构的速比j1=3，j2=3.5，j3=4，各级齿轮传递效率都是 = 0.95，各转轴上的飞轮矩: GDa2= 123N·m2，GDb2= 49N·m’，GDc2= 40N·m’，Dd2=465N·m，卷筒直径d =0.6m， 吊钩重G0 =1962N， 被吊重物G =49050N。 ;解： (1) 以速度v=0.3m/s 提升重物时负载（吊钩及重物）转矩: ;(2)负载及系统的飞轮矩的计算 吊钩及重物飞轮矩:;(3)以加速度a=0.1m/s2提升重物时电动机输出转矩的计算 电动机转速与重物提升速度的关系: ;1.3负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件;1.3.1负载的转矩特性 1.恒转矩负载的转矩特性 (1)反抗性恒转矩负载 特点：工作机构的负载转矩与转速的方向始终相反，转矩特性位于I, III 象限内,转矩的绝对值大小恒定不变，是阻碍运动的制动性转矩。 皮带运输机、轧钢机等由摩擦力产生负载转矩的工作机构属于这类型。;实际特性 折算后特性 反抗性