同济大学机械工程学院机械控制技术课件第二章 机电系统的动力学基础.pptVIP

* 2.1 运动方程式 单轴机电传动系统如图所示： 生产机械 M +TL +ω +TM +TL ω TM 传动系统图 转矩、转速的正方向 2.1.1 单轴拖动系统的运动方程式 (2.1) 或 (2.2) 式中：J——转动惯量（ ） GD2——飞轮惯量（飞轮转矩） g = 9.81 m/s2 2.1.2 动态转矩Td 或 注： 当电动机转矩TM =负载转矩 TL时，动态转矩Td = 0，系统处于静态或稳态，静态转矩TL也称为稳态转矩。 2.1.3 转矩方向的确定 1)??TM与n方向一致 TM取“+”号（拖动转矩TM） TL与n方向相反 TL取“+”号（制动转矩TL） 2)??TM与n方向相反 TM取“-”号（制动转矩TM） TL与n方向一致 TL取“-”号（拖动转矩TL） 2.1.4 举例（如提升机） 1) 启动 （加速， ） 2) 制动 （减速，直到停止） 2.2 多轴拖动系统的转矩折算 2.2.1 负载转矩折算（ 为静态转矩） 根据静态时功率守恒原则，则 1) ?旋转运动 传动效率 故 折算到电动机轴上的负载转矩 为 （速比 ） 2) 直线运动 传动效率 而 故 注意： 如果生产机械拖动电动机旋转（如卷扬机构下放重物时，电动机处于制动状态），则 故 2.2.2 转动惯量和飞轮转矩折算 根据动能守恒原则，则 1)??旋转运动 折算到电机轴上的等效转动惯量 为 （ ， ） (2.3) 折算到电机轴上的等效飞轮转矩 为 (2.4) 式(2.3)改为： (当 较大时) 式(2.4)改为： ( 取1.1~1.25) 2)??直线运动 3)??多轴拖动系统的运动方程式 注意：365 注意：375 2.3 生产机械的机械特性 2.3.1 定义 同一转轴上负载转矩和转速之间的函数关系。 2.3.2 分类 恒转矩型机械特性（TL为常数） 恒功率型机械特性（P为常数） 离心式通风机型机械特性 直线型机械特性 1)??恒转矩型机械特性（TL为常数） (a) TL为反抗转矩（摩擦转矩）时， l 恒与运动方向相反，阻碍运动 l 符号总是正的 l 如：金属切削机床等（切削力） (b) TL为位能转矩时， l 作用方向恒定，与运动方向无关 l 符号有时为正，有时为负 ??l 如：卷扬机起吊重物等 2)?恒功率型机械特性（P为常数） TL = C / n （C为常数） 或 P = TL n = C 如：车床加工 粗加工（切削量大）——低速 精加工（切削量小）——高速 3)?离心式通风机型机械特性 如：离心式鼓风机、水泵等（离心力原理） TL = C n2 实际上， TL = T0 + C n2 *