2轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩折算課件

2.1運動方程式

單軸機電傳動系統(tǒng)如圖所示：2動力學(xué)基礎(chǔ)生產(chǎn)機械M+TL+ω+TM+TLωTM傳動系統(tǒng)圖轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的正方向2.1.1單軸拖動系統(tǒng)的運動方程式

(2.1)或(2.2)式中：J——轉(zhuǎn)動慣量（）

GD2——飛輪慣量（飛輪轉(zhuǎn)矩）

g=9.81m/s22.1.2動態(tài)轉(zhuǎn)矩Td或注：當(dāng)電動機轉(zhuǎn)矩TM=負(fù)載轉(zhuǎn)矩

TL時，動態(tài)轉(zhuǎn)矩Td=0，系統(tǒng)處于靜態(tài)或穩(wěn)態(tài)，靜態(tài)轉(zhuǎn)矩TL也稱為穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩。2.1.3轉(zhuǎn)矩方向的確定

1)

TM與n方向一致

TM取“+”號（拖動轉(zhuǎn)矩TM）TL與n方向相反TL取“+”號（制動轉(zhuǎn)矩TL）

2)

TM與n方向相反

TM取“-”號（制動轉(zhuǎn)矩TM）TL與n方向一致TL取“-”號（拖動轉(zhuǎn)矩TL）2.1.4舉例（如提升機）

1)啟動（加速，）2)制動

（減速，直到停止）2.2多軸拖動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩折算

2.2.1負(fù)載轉(zhuǎn)矩折算（為靜態(tài)轉(zhuǎn)矩）根據(jù)靜態(tài)時功率守恒原則，則

1)

旋轉(zhuǎn)運動傳動效率故折算到電動機軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為

（速比）

2)直線運動傳動效率而故注意：

如果生產(chǎn)機械拖動電動機旋轉(zhuǎn)（如卷揚機構(gòu)下放重物時，電動機處于制動狀態(tài)），則故

2.2.2轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩折算根據(jù)動能守恒原則，則

1)

旋轉(zhuǎn)運動折算到電機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量為（，）(2.3)折算到電機軸上的等效飛輪轉(zhuǎn)矩為(2.4)式(2.3)改為：(當(dāng)較大時)式(2.4)改為：(取1.1~1.25)

2)

直線運動

3)

多軸拖動系統(tǒng)的運動方程式注意：365注意：3752.3生產(chǎn)機械的機械特性2.3.1定義同一轉(zhuǎn)軸上負(fù)載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關(guān)系。2.3.2分類

恒轉(zhuǎn)矩型機械特性（TL為常數(shù)）

恒功率型機械特性（P為常數(shù)）

離心式通風(fēng)機型機械特性

直線型機械特性1)

恒轉(zhuǎn)矩型機械特性（TL為常數(shù)）(a)TL為反抗轉(zhuǎn)矩（摩擦轉(zhuǎn)矩）時，

l

恒與運動方向相反，阻礙運動

l

符號總是正的

l

如：金屬切削機床等（切削力）(b)TL為位能轉(zhuǎn)矩時，

l

作用方向恒定，與運動方向無關(guān)

l

符號有時為正，有時為負(fù)

l

如：卷揚機起吊重物等2)

恒功率型機械特性（P為常數(shù)）

TL=C/n（C為常數(shù)）或P=TLn=C如：車床加工

粗加工（切削量大）——低速精加工（切削量小）——高速

3)

離心式通風(fēng)機型機械特性如：離心式鼓風(fēng)機、水泵等（離心力原理）

TL=Cn2實際上，TL=T0+Cn2

4)

直線型機械特性如：他勵直流電動機（模擬負(fù)載）

TL=Cn

5)

其它機械特性如：帶曲柄連桿機構(gòu)的生產(chǎn)機械——TL隨轉(zhuǎn)角而變化；球磨機、碎石機等生產(chǎn)機械——TL隨時間作無規(guī)律的隨機變化。2.4系統(tǒng)穩(wěn)定運行條件2.4.1基本要求

系統(tǒng)穩(wěn)定運行，即電動機的機械特性與生產(chǎn)機械的機械特性配合好。2.4.2穩(wěn)定運行的含義1)

系統(tǒng)勻速運轉(zhuǎn)2)

在干擾消除后，系統(tǒng)恢復(fù)到原運行速度2.4.3穩(wěn)定運行的條件 ，

1)

必要條件

TM=TL，方向相反，兩特性曲線有

交點a和b（即系統(tǒng)平衡點）。

2)

充分條件系統(tǒng)有穩(wěn)定平衡點（即a點）。

ln>na

，TM<TL，即n↑(干擾)，消除后TM-TL<0，減速

l

n<na

，TM>TL，即n↓(干擾)，消除后TM-TL>0，加速穩(wěn)定工作點的判別Ｔｂnn０n’anaaa’例如：異步電動機拖動直流他勵發(fā)電機的工作狀態(tài)。b點是穩(wěn)定平衡點。（∵n>nb，TM<TL；

n<nb