第2章 静态与动态特性.pptVIP

* 第2章 机电传动系统的静态与动态特性（动力学方程） 机电传动控制 机电传动系统的运动方程式 典型生产机械的负载特性 多轴系统的负载转矩、转动惯量、飞轮转矩的折算 机电传动系统稳定运行的条件 1 所谓“静态特性”，就是机电传动系统能达到恒速运转状态下，电动机的电磁转矩和生产机械速度之间的平衡关系。 “动态特性”，即转矩和速度发生不平衡变化时，系统的动态过渡过程。 2 2.2 机电传动控制的运动方程式 一、单轴机电传动系统的运动方程 3 其中： T : 电动机的输出转矩 : 负载转矩 J : 整个系统的转动惯量 ：角加速度 4 用n代替角速度ω，用飞轮转矩 代替转动惯量J，则： 其中： 是具加速度量纲的常数。 二、单轴机电传动系统的实用运动方程 5 三、动态转矩 将其定义为动态转矩。 0，则系统加速； 0，则系统减速； =0，则系统匀速。 6 电磁转矩、负载转矩；拖动转矩、制动转矩。 运动方程中转矩正负以它与转速n的方向关系及n自身的正负确定。 四、运动方程式中符号的约定 7 TM为制动转矩 TL为拖动转矩 TM为正 TL为正 8 2.3 典型生产机械的负载特性 一、恒转矩型负载 1、反抗转矩负载（摩擦性转矩）： 例，传送带、搅拌机，挤压机等摩擦类负载。 9 2、位能转矩负载： 例，起重设备、提升机构等 10 二、恒功率型负载： 例，车削过程等 11 三、通风机型负载： 例，电扇、通风机、水泵等 12 2.4 多轴系统的负载转矩、转动惯量、飞轮转矩的折算 折算原则：折算前后能量关系保持不变。 一、负载转矩的折算 1）两级传动系统的旋转运动 对比单轴系统： 13 其中： j ：传动的速比 ：传动效率 14 2）两级传动系统的直线运动，提升重物为例： 15 其中： 思考： 如果是下放重物，公式中 的位置。 16 二、转动惯量和飞轮转矩的折算 1、旋转运动 17 同理： 为实际工程计算方便，将中间轴忽略： 18 2、直线运动（略） 小结：在研究多轴传动系统时，公式（2-2）要做相应的折算，得公式（2-13）。 19 2.5 机电传动系统的过渡过程简介 系统从一个稳态变化到另一个稳态，都要经过过渡过程（动态过程、不平衡过程、非惯性过程）。 如：启动、制动、反转、调速等过程。 一、机电传动系统的惯性的分析 以系统的启动过程为例，得转速、转矩、电枢电流对时间的动态特性—— 式（2-14）、（2-15）、（2-16） 20 反映机电传动系统机电惯性和灵敏度的指标——机电时间常数。达到稳态转速时间是其3～5倍。 21 二、过渡过程时间和加快过渡过程的方法 因此，加快过渡过程的方法主要有： A、减少飞轮转矩 如采取使用小惯量直流电动机的方法 B、加大动态转矩 如采用大惯量直流电动机（宽调速直流力矩电动机） 22 2.6 机电传动系统稳定运行的条件 稳定运行的两重含义： 能处于匀速运行的平衡状态； 受到干扰时，能在新的条件下达到新的平衡，干扰消失后，能回到原先的平衡状态。 *