转动惯量和飞轮转矩折算课件

2.1 2.1 运动方程式运动方程式 单轴机电传动系统如图所示：生产机械生产机械M+TL+TM+TLTM传动系统图转矩、转速的正方向2.1运动方程式2动力学基础生产机械M+TL+TM+12.1.1单轴拖动系统的运动方程式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/s22.1.1单轴拖动系统的运动方程式22.1.2 2.1.2 动态转矩动态转矩T Td d或 注：注：当电动机转矩电动机转矩TM=负载转矩负载转矩 TL时，动态转矩动态转矩Td=0，系统处于静态静态或稳态稳态，静态转矩静态转矩TL也称为稳态转矩稳态转矩。2.1.2动态转矩Td注：32.1.3 2.1.3 转矩方向的确定转矩方向的确定 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）2.1.3转矩方向的确定42.1.4 2.1.4 举例举例（如提升机）1)启动 （加速，）2)制动 （减速，直到停止）2.1.4举例（如提升机）1)启动52.2 2.2 多轴拖动系统的转矩折算多轴拖动系统的转矩折算 2.2多轴拖动系统的转矩折算62.2.1 2.2.1 负载转矩折算负载转矩折算（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 ）2.2.1负载转矩折算（为静态转矩）1)旋7 2)直线运动 传动效率 而 故 注意：注意：如果生产机械拖拖动动电动机旋转（如卷扬机构下放重物时，电动机处于制动制动状态），则故2)直线运动注意：8 2.2.2 2.2.2 转动惯量和飞轮转矩折算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1.11.25)2.2.2转动惯量和飞轮转矩折算1)旋转运动92)直线运动3)多轴拖动系统的运动方程式注意：注意：365注意：注意：3752)直线运动102.3 2.3 生产机械的机械特性生产机械的机械特性2.3.1 2.3.1 定义定义 同一转轴上负载转矩和转速之间的函数关系。2.3.2 2.3.2 分类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2.3生产机械的机械特性2.3.2分类11 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1)恒转矩型机械特性（TL为常数）(a)TL为反抗转12 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2)恒功率型机械特性（P为常数）TL=C13 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 n23)离心式通风机型机械特性如：离心式鼓风机、水泵等（离14 4)直线型机械特性 如：他励直流电动机（模拟负载）TL=C n 5)其它机械特性 如：带曲柄连杆机构的生产机械TL随转角而变化；球磨机、碎石机等生产机械TL随时间作无规律的随机变化。4)直线型机械特性5)其它机械特性152.4 2.4 系统稳定运行条件系统稳定运行条件2.4.1 2.4.1 基本要求基本要求 系统稳定运行，即电动机的机械特性与生产机械的机械特性配合好。2.4.2 2.4.2 稳定运行的含义稳定运行的含义 1)系统匀速运转 2)在干扰消除后，系统恢复到原运行速度2.4系统稳定运行条件2.4.2稳定运行的含义162.4.3 2.4.3 稳定运行的条件稳定运行的条件 ，1)1)必要条件必要条件 TM=TL，方向相反，两特性曲线有 交点a和b（即系统平衡点）。2)2)充分条件充分条件 系统有稳定平衡点（即a点）。l l n n a，TM TL，即n(干扰)，消除后TM-TL 0，减速 l ln TL，即n(干扰)，消除后TM-TL 0，加速稳定工作点的判别nnnanaaa2.4.3稳定运行的条件1)必要条件ln17例如：异步电动机拖动直流他励发电机的工作状态。b点是稳定平衡点。（n n b，TM TL；n TL）nn=f(TM)n=f(TL)n0异步电动机拖动直流他励发电机工作时的特性例如：异步电动机拖动直流他励发电机的工作状态。b点是稳定平衡18作业：作业：P:13 2.15，2.711（在题2.8中，划去“以及折算飞轮惯量GDZ2）作业：19