第一章电力拖动系统的动力学基础

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1、（1 1）理解并熟记电力拖动系统的运动方程式，）理解并熟记电力拖动系统的运动方程式，掌握工作机构转矩、力和飞轮矩的掌握工作机构转矩、力和飞轮矩的折算原则折算原则与与公式。公式。（2 2）了解生产机械的负载转矩特性、掌握常见）了解生产机械的负载转矩特性、掌握常见的的三种负载转矩三种负载转矩的特点。的特点。（3 3）掌握判定电力拖动系统）掌握判定电力拖动系统稳定运行的条件稳定运行的条件。本章要求本章要求：难点：难点：工作机构转矩和飞轮矩的折算方法工作机构转矩和飞轮矩的折算方法第一章第一章 电力拖动系统的动力学基础电力拖动系统的动力学基础一、一、 电力拖动系统的组成电力拖动系统的组成 第一节第一节

2、电力拖动系统的运动方程式电力拖动系统的运动方程式单轴电力拖动系统：单轴电力拖动系统：v 电动机转轴与生产机械工作机构直接相连，电动机转轴与生产机械工作机构直接相连，工作机构是电动机的负载；工作机构是电动机的负载；多轴电力拖动系统：多轴电力拖动系统：v 电动机与工作机构之间还有传动机构。电动机与工作机构之间还有传动机构。v生产机械与电动机同轴，即生产机械与电动机同轴，即: :LMLMnn或二、二、 电力拖动系统的运动方程式电力拖动系统的运动方程式n TT2M-电动机负载单轴电力拖动系统v以单轴电力系统为例：以单轴电力系统为例：1.1.物理量及单位物理量及单位vn:n:电动机转速电动机转速vT:T

3、:电动机的电磁转矩电动机的电磁转矩vT TL L: :阻转矩阻转矩n TT2M-电动机负载单轴电力拖动系统0mLTTT2.2.运动方程式运动方程式（2 2）运动方程）运动方程（根据力学中刚体转动定律）根据力学中刚体转动定律）： dtdJTTL（1 1）正方向的规定：）正方向的规定：先规定转速先规定转速n n的正方向作为参考方向（一般逆时针）的正方向作为参考方向（一般逆时针）电磁转矩电磁转矩T T 的方向与的方向与n n的正方向相同，为正的正方向相同，为正负载转矩负载转矩T TL L 的方向与的方向与n n的正方向相反，为正的正方向相反，为正T：电磁转矩：电磁转矩,电动机产生的拖动转矩；电动机产

4、生的拖动转矩； TL：负载转矩：负载转矩,N.m J：电动机轴上的总转动惯量，：电动机轴上的总转动惯量，kg.m2 ：电动机角速度：电动机角速度,rad/s在工程计算中在工程计算中, ,常用常用n n代替代替 表示系统速度表示系统速度, , =2 =2 n/60n/60dtdJTTLvM M：系统转动部分的质量，：系统转动部分的质量，KgKgvG G：系统转动部分的重力，：系统转动部分的重力，N Nv ：系统转动部分的转动半径，：系统转动部分的转动半径，m mvD D ：系统转动部分的转动直径，：系统转动部分的转动直径，m mvg g ： 重力加速度重力加速度gGDDgGmJ42)(222用飞

5、轮力矩用飞轮力矩GDGD2 2代替代替J J表示系统机械惯性表示系统机械惯性 所以：所以：T=TL TTLTTsTTs时，时，n0n0，机械特性在第四象限；，机械特性在第四象限；v7 7）当）当T0Tnnn0 0，这种情况是电磁转矩，这种情况是电磁转矩T T与转与转速方向相反，转矩由拖动变成制动，这时速方向相反，转矩由拖动变成制动，这时Ia0Ia0v综上所述：他励直流电动机的固有机械特性综上所述：他励直流电动机的固有机械特性是一条较硬的直线，跨三个象限。是一条较硬的直线，跨三个象限。（二）人为机械特性（二）人为机械特性TCCRRCUnS2Teae 由公式可知，当改变电动机的参数电枢电由公式可知

6、，当改变电动机的参数电枢电压压U Ua a、励磁电流、励磁电流I If f 、电枢外接电阻、电枢外接电阻R RS S ，可改变，可改变电动机的机械特性，这种人为改变参数引起的电动机的机械特性，这种人为改变参数引起的机械特性又称机械特性又称人为机械特性。人为机械特性。1.电枢串联电阻电枢串联电阻RS时的人为机械特性时的人为机械特性 TnTCCRRCUneae02NTSNN他励直流电动机固有机械特性电枢串联电阻时的人为机械特性保持电枢回路电压保持电枢回路电压U Ua a，励磁，励磁电流电流I If f不变，改变电枢回路的不变，改变电枢回路的串接电阻串接电阻R R电动机的理想空载转速电动机的理想空载