機(jī)電傳動(dòng)控制第2章機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)

1、 1河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制河北工程大學(xué)河北工程大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院周雁冰周雁冰機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制2河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 第二章第二章 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式；多軸傳動(dòng)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)矩折算的基本原則和方法；了解幾種典型生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性；了解機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件以及學(xué)會(huì)分析實(shí)際系統(tǒng)的穩(wěn)定性。機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制3河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 2.1 單軸

2、拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式單軸拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式一、單軸拖動(dòng)系統(tǒng)的組成 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)M通過(guò)連接件直接與生產(chǎn)機(jī)械相連，由電動(dòng)機(jī)通過(guò)連接件直接與生產(chǎn)機(jī)械相連，由電動(dòng)機(jī)M產(chǎn)生輸出轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生輸出轉(zhuǎn)矩TM，用來(lái)克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩，用來(lái)克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL ，帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械以角，帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械以角速度速度（或速度（或速度n）進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。）進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)對(duì)象電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)對(duì)象連接件連接件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)距方向機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制4河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 注：2Jm rT：轉(zhuǎn)矩。使機(jī)械元件轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩稱為轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)矩。矢量，有方向。J：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。剛體繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)

3、時(shí)的慣性的量度。其量值取決于物體的形狀、質(zhì)量分布、轉(zhuǎn)軸的位置。2222211112222Em vmrm rJ從動(dòng)能角度看：例：滑冰時(shí)，手臂伸展人轉(zhuǎn)慢，手臂抱緊人轉(zhuǎn)快。例：滑冰時(shí)，手臂伸展人轉(zhuǎn)慢，手臂抱緊人轉(zhuǎn)快。T/WPtPPPPFrrrrrsss tvv r機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制5河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 二、運(yùn)動(dòng)方程式 在機(jī)電系統(tǒng)中，TM、TL、（或n)之間的函數(shù)關(guān)系稱為運(yùn)動(dòng)方程式。根據(jù)動(dòng)力學(xué)原理，三者的函數(shù)關(guān)系如下：MLd2dd60 dnTTJJtt運(yùn)動(dòng)方程式dLMTTT 轉(zhuǎn)矩平衡方程式 TM 電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩（N.m）;TL 負(fù)載轉(zhuǎn)矩（

4、N.m）;J 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg.m2）; 角速度（rad/s）；n 速度（r/min）；t 時(shí)間（s ）; tnJtJTdd602ddd Td 稱為動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩（N.m）。 機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制6河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 實(shí)際工程中，常用n代替，用飛輪慣量GD2代替J。其中，G為重力，D為慣性直徑，r為慣性半徑。222211444DGGDJmrmDgg2ML2dd60 d375 dnGDnTTJtt代入g=9.81m/s2 ，機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制7河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 三、傳動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)

5、根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程式可知：運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)有兩種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：:. 1LM時(shí)）時(shí)）穩(wěn)態(tài)（穩(wěn)態(tài)（TT 0ddd tJT 即 0dd t，為常數(shù)，傳動(dòng)系統(tǒng)以恒速運(yùn)動(dòng)。 TM =TL 時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)處于恒速運(yùn)動(dòng)的這種狀態(tài)被稱為穩(wěn)態(tài)。 時(shí)時(shí)）：動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)（LM. 2TT 時(shí)時(shí)：LMTT 0ddd tJT ，傳動(dòng)系統(tǒng)加速運(yùn)動(dòng)。時(shí)時(shí)：LMTT ,0ddd tJT 傳動(dòng)系統(tǒng)減速運(yùn)動(dòng)。 TMTL時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)處于加速或減速運(yùn)動(dòng)的這種狀態(tài)被稱為動(dòng)態(tài)。機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制8河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 四、TM、TL 、n的參考方向 因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械以共同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，所以一般以（或

6、n）的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)閰⒖紒?lái)確定轉(zhuǎn)矩的正負(fù)。 當(dāng)TM的實(shí)際作用方向與n的方向相同時(shí)，取與n相同的符號(hào)； 1. TM的符號(hào)與性質(zhì) 當(dāng)TM的實(shí)際作用方向與n的方向相反時(shí)，取與n相反的符號(hào)； 當(dāng)TM的實(shí)際作用方向與n的方向相同（符號(hào)相同）時(shí)， TM為拖動(dòng)轉(zhuǎn)距，否則為制動(dòng)轉(zhuǎn)距。拖動(dòng)轉(zhuǎn)距促進(jìn)運(yùn)動(dòng)；制動(dòng)轉(zhuǎn)距阻礙運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)TL的實(shí)際作用方向與n的方向相同時(shí)，取與n相反的符號(hào)； 2. TL的符號(hào)與性質(zhì) 當(dāng)TL的實(shí)際作用方向與n的方向相反時(shí)，取與n相同的符號(hào)； 當(dāng)TL的實(shí)際作用方向與n的方向相同（符號(hào)相反）時(shí)， TL為拖動(dòng)轉(zhuǎn)距，否則為制動(dòng)轉(zhuǎn)距。機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制9河北工程大學(xué)Hebei University o

7、f Engineering 舉例：如圖所示電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)重物勻速上升或舉例：如圖所示電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)重物勻速上升或勻速勻速下降。下降。 設(shè)重物設(shè)重物上升上升時(shí)速度時(shí)速度n的符號(hào)為的符號(hào)為正正，下降下降時(shí)時(shí)n的符號(hào)為的符號(hào)為負(fù)負(fù)。 當(dāng)重物上升時(shí)：當(dāng)重物上升時(shí)： TM、TL、n的方向如圖（的方向如圖（a）所示。）所示。運(yùn)動(dòng)方程式為：運(yùn)動(dòng)方程式為：ML2d=060 dnTTJt 此時(shí)此時(shí)TM為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，TL為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)重物下降時(shí)：當(dāng)重物下降時(shí)： TM、TL、n的方向如圖（的方向如圖（b）所示。運(yùn)動(dòng)方程式為：）所示。運(yùn)動(dòng)方程式為：ML2d=060 dnTTJt 即：即： LM2d=06

8、0 dnTTJt此時(shí)此時(shí)TM為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，TL為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩。為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩。TM為正，為正，TL為正。為正。TM為正，為正， TL為正。為正。(a)(b)機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制10河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 2.2 多軸拖動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化多軸拖動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化 為了對(duì)多軸拖動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的分析，一般是將多軸拖動(dòng)為了對(duì)多軸拖動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的分析，一般是將多軸拖動(dòng)系統(tǒng)等效折算為單軸系統(tǒng)。系統(tǒng)等效折算為單軸系統(tǒng)。 一、多軸拖動(dòng)系統(tǒng)的組成一、多軸拖動(dòng)系統(tǒng)的組成 電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速機(jī)構(gòu)（如減速齒輪箱、蝸輪蝸桿等）與生產(chǎn)機(jī)電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速機(jī)構(gòu)（如減速齒輪箱、

9、蝸輪蝸桿等）與生產(chǎn)機(jī)械相連，如圖所示：械相連，如圖所示： 折算的原則是：折算的原則是：靜態(tài)時(shí)，折算前后系統(tǒng)總的傳輸功率不變。靜態(tài)時(shí)，折算前后系統(tǒng)總的傳輸功率不變。(a)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(b)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制11河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 二、負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算二、負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算 對(duì)于對(duì)于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，假設(shè)電動(dòng)機(jī)以，假設(shè)電動(dòng)機(jī)以M角速度旋轉(zhuǎn)，生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)角速度旋轉(zhuǎn)，生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩載轉(zhuǎn)矩TL折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為Teq，而生產(chǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)速，而生產(chǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)速度為度為L(zhǎng) 。則傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入功率。則傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入

10、功率Peq和輸出功率和輸出功率PL分別為：分別為：MeqeqPTLLLPT 考慮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在傳輸功率的過(guò)程中有損耗，這個(gè)損耗可用效率考慮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在傳輸功率的過(guò)程中有損耗，這個(gè)損耗可用效率c來(lái)表示，且來(lái)表示，且LLCeqMLeqPTPT 則生產(chǎn)機(jī)械上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩折則生產(chǎn)機(jī)械上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩折算到電動(dòng)機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)矩為：算到電動(dòng)機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)矩為： LLLeqcMcTTTi 式中：式中：c：電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)效率；：電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)效率； MLi：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比。：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比。機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制12河北工程大學(xué)Hebei University of Engine

11、ering 對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，若生產(chǎn)機(jī)械直線運(yùn)動(dòng)部件的負(fù)載力為F，運(yùn)動(dòng)速度為v，則所需的機(jī)械功率為：LPFv 它反映在電動(dòng)機(jī)軸上的機(jī)械功率為： 如果是電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)（如卷?yè)P(yáng)機(jī)提升重物，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)），則傳動(dòng)損耗由電動(dòng)機(jī)承擔(dān)，根據(jù)功率平衡有： 9.55eqMeqccMFvFvTTn或MeqMPT 如果是生產(chǎn)機(jī)械拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)（如卷?yè)P(yáng)機(jī)下放重物，電動(dòng)機(jī)制動(dòng)），則傳動(dòng)損耗由生產(chǎn)機(jī)械承擔(dān)，根據(jù)功率平衡有： 9.55eqMeqMFvTFvTncc或機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制13河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 三、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的折算三、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的折算旋轉(zhuǎn)

12、運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 根據(jù)動(dòng)能守恒原則，折算到電動(dòng)機(jī)軸上的的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：根據(jù)動(dòng)能守恒原則，折算到電動(dòng)機(jī)軸上的的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 式中：式中： 分別為電動(dòng)機(jī)軸、中間傳動(dòng)軸、生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)軸分別為電動(dòng)機(jī)軸、中間傳動(dòng)軸、生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； 電動(dòng)機(jī)軸與中間傳動(dòng)軸之間的速度比；電動(dòng)機(jī)軸與中間傳動(dòng)軸之間的速度比； 電動(dòng)機(jī)軸與生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)軸之間的速度比；電動(dòng)機(jī)軸與生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)軸之間的速度比； 分別為電動(dòng)機(jī)、中間傳動(dòng)軸、生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)軸的分別為電動(dòng)機(jī)、中間傳動(dòng)軸、生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)角速度。旋轉(zhuǎn)角速度。 2LL211MZjJjJJJL1MJJJ、1M1jLMLjL1M、機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制14

13、河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 當(dāng)速度比 j 較大時(shí)，中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J1，在折算后占整個(gè)系統(tǒng)的比重不大，實(shí)際工程中為方便計(jì)算，多用適當(dāng)加大電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JM的方法，來(lái)考慮中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J1的影響，于是有：一般 LZM2LJJJj25. 11 . 1三、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的折算直線運(yùn)動(dòng) 設(shè)直線運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量為m，折算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 依據(jù)上述方法，就可把具有中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件或直線運(yùn)動(dòng)部件的多軸系統(tǒng)簡(jiǎn)化為等效的單軸系統(tǒng)，以此來(lái)研究機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 2M22LL211MZvmjJjJJJ機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制15

14、河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 2.3 生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性 在同一軸上，負(fù)載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關(guān)系，稱為生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性或生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性。 一、恒轉(zhuǎn)矩型機(jī)械特性 恒轉(zhuǎn)矩型機(jī)械特性根據(jù)其特點(diǎn)可分為反抗轉(zhuǎn)矩和位能轉(zhuǎn)矩兩種。分別如圖所示：1反抗轉(zhuǎn)矩：又稱摩擦性轉(zhuǎn)矩，其特點(diǎn)如下： 作用方向始終與速度n的方向相反，當(dāng)n的方向發(fā)生變化時(shí)，它的作用方向也隨之發(fā)生變化，恒與運(yùn)動(dòng)方向相反，即總是阻礙運(yùn)動(dòng)的。轉(zhuǎn)矩大小恒定不變；機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制16河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 按關(guān)于轉(zhuǎn)矩正方向的約定可知，反抗轉(zhuǎn)

15、矩恒與轉(zhuǎn)速n取相同的符號(hào)，即n為正方向時(shí)TL為正，特性在第一象限；n為負(fù)方向時(shí)TL為負(fù)，特性在第三象限。機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制17河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 2位能轉(zhuǎn)矩 , 其特點(diǎn)為：轉(zhuǎn)矩大小恒定不變；作用方向不變，與運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，即在某一方向阻礙運(yùn)動(dòng)而在另一方向促進(jìn)運(yùn)動(dòng)。 例如：卷?yè)P(yáng)機(jī)起吊重物時(shí)，由于重物的作用方向永遠(yuǎn)向著例如：卷?yè)P(yáng)機(jī)起吊重物時(shí)，由于重物的作用方向永遠(yuǎn)向著地心，所以，由它產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩永遠(yuǎn)作用在使重物下降的方地心，所以，由它產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩永遠(yuǎn)作用在使重物下降的方向，當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)重物上升時(shí)，向，當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)重物上升時(shí)，TL與與n

16、的方向相反；當(dāng)重物下的方向相反；當(dāng)重物下降時(shí)，降時(shí)，TL和和n的方向相同。的方向相同。機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制18河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 假設(shè)n為正時(shí)TL阻礙運(yùn)動(dòng)，則n為負(fù)時(shí)TL一定促進(jìn)運(yùn)動(dòng)，特性在第一、四象限。 不難理解，在運(yùn)動(dòng)方程式中，反抗轉(zhuǎn)矩TL的符號(hào)總是與 n 相同；位能轉(zhuǎn)矩TL的符號(hào)則有時(shí)與n 相同，有時(shí)與n相反。機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制19河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 恒功率型機(jī)械特性的負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒功率型機(jī)械特性的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的大小與速度的大小與速度n的大小成反的大小成反比，即比，即 n

17、CT L其中：其中：C為常數(shù)。如圖所示。為常數(shù)。如圖所示。二、恒功率型機(jī)械特性二、恒功率型機(jī)械特性 例如：車床加工，粗加工例如：車床加工，粗加工時(shí)，切削量大，走低速；時(shí)，切削量大，走低速；精加工時(shí)，切削量小，走精加工時(shí)，切削量小，走高速。在不同的轉(zhuǎn)速下保高速。在不同的轉(zhuǎn)速下保持切削功率基本不變。持切削功率基本不變。機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制20河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 三、離心式通風(fēng)型機(jī)械特性 離心式通風(fēng)型機(jī)械特性是按離心力原理工作的，如離心式鼓風(fēng)機(jī)、水泵等，它們的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的大小與速度n的平方成正比，即：2LCnT 其中：C為常數(shù)。實(shí)際中還同

18、時(shí)存在著摩擦性轉(zhuǎn)矩，于是啟動(dòng)時(shí)非過(guò)原點(diǎn)。四、直線型機(jī)械特性 直線型機(jī)械特性的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的大小與速度n的大小成正比，即 ：CnT L其中：C為常數(shù)。 機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制21河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 2.4 機(jī)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械連成一體，為了使系統(tǒng)運(yùn)行合理，就要使電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性盡量相配合。特性配合好的一個(gè)起碼要求是系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行。 一、機(jī)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的含義 1. 系統(tǒng)應(yīng)能一定速度勻速運(yùn)行； 2. 系統(tǒng)受某種外部干擾（如電壓波動(dòng)、負(fù)載轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等）使運(yùn)行速度發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)保證在干擾消除

19、后系統(tǒng)能恢復(fù)到原來(lái)的運(yùn)行速度。機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制22河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 二、機(jī)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件 從Tn坐標(biāo)上來(lái)看，就是電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線 n=f(TM)和生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性曲線 n=f(TL)必須有交點(diǎn)，交點(diǎn)被稱為平衡點(diǎn)。 2. 充分條件 系統(tǒng)受到干擾后，要具有恢復(fù)到原平衡狀態(tài)的能力，即：當(dāng)干擾使速度上升時(shí)，有 TMTL 。這是穩(wěn)定運(yùn)行的充分條件。 符合穩(wěn)定運(yùn)行條件的平衡點(diǎn)稱為穩(wěn)定平衡點(diǎn)。 1. 必要條件 電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩TM和負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL大小相等，方向相反。機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制23河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 試分析試分析a、b兩點(diǎn)是否為穩(wěn)定平衡點(diǎn)？?jī)牲c(diǎn)是否為穩(wěn)定平衡點(diǎn)？ a點(diǎn)： 0LM TT當(dāng)負(fù)載突然增加后0LM TT0LM TT當(dāng)負(fù)載波動(dòng)消除后0LM TT 故a點(diǎn)為系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點(diǎn)。 同理b點(diǎn)不是穩(wěn)定平衡點(diǎn)。 異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性交點(diǎn)a交點(diǎn)b0LM TT機(jī)電傳動(dòng)控制機(jī)電傳動(dòng)控制24河北工程大學(xué)Hebei University of Engineering 如圖所示，曲線1為異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，曲線2為異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性。兩曲線有交點(diǎn)b，即拖動(dòng)系統(tǒng)有