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电拖第十八次课.ppt

发布:2017-07-27约1.85千字共22页下载文档
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电机与拖动基础 计算机控制系统 本次课的内容 第八章 电力拖动系统的动力学基础 第一节 典型生产机械运动形式及转矩 一、电力拖动系统的基本概念 电力拖动是用电动机带动生产机械运动,以 完成一定的生产任务。 电力拖动系统的组成 二、典型生产机械运动形式和转矩 1、离心式风机负载 单轴旋转系统 ,转矩TL=kn2 2、车床主轴传动系统 多轴旋转系统,负载转矩TL 与n无关 3、平移传动系统 多轴旋转系统,负载转矩TL与n无关 4、提升传动系统 多轴旋转系统,负载转矩TL与n无关 生产机械转矩分为:摩擦阻力产生的和重力作用产生的。 摩擦阻力产生的转矩为反抗性转矩,其作用方向与n相反,为制动转矩。 重力产生的转矩为位能性转矩,其作用方向与n无关,提升时为制动转矩;下放时为拖动转矩。 第二节 电力拖动系统的运动方程 一. 单轴电力拖动系统的运动方程 研究运动方程,以电动机的轴为研究对象,电动机运行时的轴受力如图示。 电力拖动系统正方向的规定:先规定转速n的正方向,然后规定电磁转矩的正方向与n的正方向相同,规定负载转矩的正方向与n的正方向相反。 电动机运行时的轴受力如图示,由力学定律可知,其必须遵守下列方程式: T:电磁转矩; TL:负载转矩,N.m J:电动机轴上的总转动惯量,kg.m2 ? :电动机角速度,rad/s 在工程计算中,常用n代替?表示系统速度, 用飞轮力矩GD2代替J表示系统机械惯性。 ? =2?n/60 J =m?2=(G/g)?(D2 )/4=GD2/4g M:系统转动部分的质量,Kg G:系统转动部分的重量,N ? :系统转动部分的转动半径,m D :系统转动部分的转动直径,m g :重力加速度=9.8m/s2 二、转动惯量及飞轮惯量(飞轮矩) 即J =m?2 GD2=4gJ=4gm?2=4G ?2 三、功率平衡方程 第三节多轴电力拖动系统转矩及飞轮矩的折算 多轴系统需等效为单轴系统。等效指系统传递的功率不变。 一. 多轴系统负载转矩及飞轮矩的折算 1.负载转矩的折算 折算前负载功率P2=Tm?m 等效负载功率P2′=Tmeq? ?Tm?m=Tmeq? ?等效转矩Tmeq为 Tmeq= Tm ?m / ? Tmeq=Tm nm /n=Tm/j 总转速比j=n/nm =各级转速比的乘积=j1?j2... 考虑传动损耗Tmeq=Tm/(j?C) 传动效率?C=各级传动效率乘积= ?1??2... 2.飞轮矩(转动惯量)的折算 折算原则:折算前后系统动能不变 1/2 Jeq?2= 1/2 Jm?m2+ 1/2 J1 ?12 +1/2JR?2 等式两边 除以?2 ? 乘以4g 其中:修正系数?=1.1~1.25 多轴系统等效为单轴系统后的运动方程为: 其中: TL= T0+ Tmeq 二、平移运动系统的折算 1、阻力Fm的折算 折算前负载功率P2=FmVm 折算后负载功率P2′=Tmeq? Tmeq? =FmVm Tmeq =FmVm/ ? ? =2?n/60 Tmeq =9.55FmVm/n 考虑传动损耗 Tmeq =9.55FmVm/n?C 2、平移部件质量的折算(P12) 折算原则:系统动能不变 折算前运动部件动能为: 折算后运动部件动能为: 折算后的飞轮力矩: 第四节 负 载 的 机 械 特 性 负载的机械特性指:n=f(TL)关系 一、恒转矩负载机械特性 1、反抗性恒转矩负载特性 负载转矩由摩擦力产生,其特点:大小恒定(与n无关);作用方向与运动方向相反。 2、位能性恒转矩负载特性 负载转矩由重力产生其特点:绝对值大小恒定;作用方向与n无关,不变。 提升时: nm 0 ,Tm 0阻转矩 下放时: nm 0 ,Tm 0拖动转矩 二、风机负载机械特性 负载转矩与转速成平方关系TL=kn2。 三、恒功率负载机械特性 负载转矩与转速成反比关系TL=k/n 本章要求: 掌握拖动、电力拖动、负载机械特性、电力拖动系统的转动惯量、飞轮力矩、拖动转矩、阻转矩以及转矩正方向规定的基本概念。 熟悉生产机械典型的运动形式。 掌握电力拖动系统中研究的主要物理量。 熟练掌握单轴电力拖动系统的运动方程式,并会利用其判断系统的工作状态。 会将多轴电力拖动系统转矩及飞轮力矩等效成单轴系统。掌握典型的负载机械特性。 * —电机与拖动基础—
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