中南大學(xué)機(jī)電傳動(dòng)控制課件

第二章機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式2.2轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算2.3生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性2.4機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件12.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式電動(dòng)機(jī)（M）生產(chǎn)機(jī)械TLTM+TL圖2.1單軸拖動(dòng)系統(tǒng)靜態(tài)（穩(wěn)態(tài)）動(dòng)態(tài)（加速或減速）22.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式單軸機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式TM----電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩TL----負(fù)載轉(zhuǎn)矩GD2---飛輪矩n-----轉(zhuǎn)速t-----時(shí)間3動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩

恒速正值加速負(fù)值減速2.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式42.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式TM與n同向?yàn)檎齌L與n相反為正啟動(dòng)時(shí)制動(dòng)時(shí)拖動(dòng)矩（TM、n同向）制動(dòng)矩（TM、n反向）TM與n符號(hào)相同，則TM作用方向與n相同，TM為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩；TM與n符號(hào)相反，則TM作用方向與n相反，TM為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；TL與n符號(hào)相同，則TL作用方向與n相反，TL為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；TL與n符號(hào)相反，則TL作用方向與n相同，TL為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩。52.1機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式例2-11.列出系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式；2.說明系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)。加速運(yùn)行狀態(tài)拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩制動(dòng)矩制動(dòng)矩減速減速162.2轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算為了對(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)。72.2轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算2.2.1負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算多軸旋轉(zhuǎn)拖動(dòng)系統(tǒng)實(shí)際負(fù)載功率=折算后的負(fù)載功率速比依據(jù)系統(tǒng)傳遞功率不變的原則:傳動(dòng)效率負(fù)載功率:電動(dòng)機(jī)軸上的功率:傳動(dòng)效率：8多軸直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)2.2.1負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算（下放重物）2.2轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算負(fù)載功率:92.2轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算2.2.2轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算依據(jù)動(dòng)能守恒原則，折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為電機(jī)軸、中間軸、負(fù)載軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；電動(dòng)機(jī)軸與中間傳動(dòng)軸之間的速比；電機(jī)軸與負(fù)載軸之間的速度比；電機(jī)軸、中間軸、負(fù)載軸上的角速度中間軸、電機(jī)軸上的齒數(shù)。（旋轉(zhuǎn)型）102.2轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算2.2.2轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算依據(jù)動(dòng)能守恒原則，折算到電機(jī)軸上的總飛輪矩為（旋轉(zhuǎn)型）經(jīng)驗(yàn)公式電機(jī)軸、中間軸、生產(chǎn)機(jī)械軸上的飛輪轉(zhuǎn)矩。式中，11直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、飛輪矩為多軸系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式2.2轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算12例2-2Z2/Z1=3，Z4/Z3=5，解（1）2.2轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算13解（2）飛輪矩的折算近似計(jì)算142.3生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性生產(chǎn)機(jī)械的特性2.3.1恒轉(zhuǎn)矩型機(jī)械特性nTLT-TL（a）反抗轉(zhuǎn)矩（摩擦轉(zhuǎn)矩）（T與n的方向恒為相反）nTTL（b）位能轉(zhuǎn)矩（因重力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩）（T的方向恒定與無關(guān)）1152.天3生產(chǎn)抹機(jī)械紹的特貝性2.砌3.銜2離心黑式通忘風(fēng)機(jī)娛型機(jī)剝械特被性2.索3.跨3類直線蹲型機(jī)暴械特桃性2.渴3.爬4男恒功峰率型瘦機(jī)械用特性Tn0

T0離心式通風(fēng)機(jī)型機(jī)械特性Tn0直線型機(jī)械特性恒功率型機(jī)械特性Tn0162.通4機(jī)電昏系統(tǒng)井穩(wěn)定牲運(yùn)行朽的條健件機(jī)電淹傳動(dòng)凍系統(tǒng)兼中，存電動(dòng)樂機(jī)與燥生產(chǎn)臭機(jī)械寬連成立一體鳳，為霸了使煤系統(tǒng)票運(yùn)行頓合理輪，就桑要使峰電動(dòng)因機(jī)的上機(jī)械傷特性啦與生扶產(chǎn)機(jī)猜械的凡機(jī)械雕特性裁盡量景相配血合。宣特性朽配合觀好的小一個(gè)范基本狂要求淘是系統(tǒng)催能穩(wěn)創(chuàng)定運(yùn)停行。一、饅機(jī)電植系統(tǒng)欺穩(wěn)定深運(yùn)行須的含趨義1.系統(tǒng)禾應(yīng)能安一定穴速度絕勻速朱運(yùn)行謙；2.系統(tǒng)單受某布種外文部干爆擾（宗如電德壓波低動(dòng)、伴負(fù)載鬧轉(zhuǎn)矩捧波動(dòng)黎等）渾使運(yùn)疼行速惜度發(fā)料生變格化時(shí)逮，應(yīng)歡保證揚(yáng)在干紫擾消銅除后真系統(tǒng)夫能恢五復(fù)到薦原來舊的運(yùn)室行速群度。17二、護(hù)機(jī)電論系統(tǒng)瞇穩(wěn)定剖運(yùn)行味的條屆件從T—n坐標(biāo)鹿上來霜看，血就是說電動(dòng)搜機(jī)的炊機(jī)械評(píng)特性診曲線n=f(TM)和生朗產(chǎn)機(jī)曠械的謹(jǐn)機(jī)械抹特性甚曲線n=f(TL)必須義有交南點(diǎn)，南交點(diǎn)廳被稱渠為平衡耕點(diǎn)。2.充分鎖條件系統(tǒng)獄受到桌干擾腦后，圣要具珠有恢疑復(fù)到從原平田衡狀性態(tài)的盜能力吐，即靠：當(dāng)遺干擾搞使速麻度上竿升時(shí)征，有TM<TL；否則嶄，當(dāng)好干擾具使速刺度下重降時(shí)南，有TM>TL。這凝是穩(wěn)燃定運(yùn)搏行的翻充分世條件償。符合銷穩(wěn)定束運(yùn)行亮條件附的平籠衡點(diǎn)猛稱為縮慧穩(wěn)定炊平衡賽點(diǎn)。1.必要徹條件電動(dòng)見機(jī)的真輸出造轉(zhuǎn)矩TM和負(fù)礦載轉(zhuǎn)丘矩TL大小早相等蕩，方束向相夏反。當(dāng)有庸外部援干擾陸時(shí)，洞速度州變化救，而奮在外保部干紛擾消都除后強(qiáng)，系醬統(tǒng)能鎮(zhèn)恢復(fù)柏到原片來的憶運(yùn)行拜速度警。18分析耀舉例a、b兩點(diǎn)隸是否喉為穩(wěn)幸定平故衡點(diǎn)若？a點(diǎn)：當(dāng)負(fù)阻載突尊然增澤加后當(dāng)負(fù)椒載波布動(dòng)消箱除后故a點(diǎn)為潔系統(tǒng)該的穩(wěn)欲定平蠻衡點(diǎn)泄。同理b點(diǎn)不拌是穩(wěn)袖定平丸衡點(diǎn)桌。異步朱電動(dòng)臣機(jī)的書機(jī)械利特性生產(chǎn)酸機(jī)械燭的機(jī)怒械特智性交點(diǎn)a交點(diǎn)棒b19判斷磨下圖b點(diǎn)是引否是滾系統(tǒng)勤的穩(wěn)粘定平缺衡點(diǎn)控？解系統(tǒng)兄中有宣交叉至點(diǎn)ｂ淡，當(dāng)△ｎ↑時(shí)ＴM<ＴLTM-TL<0當(dāng)△