2转动惯量和飞轮转矩折算

2.1运动方程式单轴机电传动系统如图所示：生产机械M+TL+ω+TM+TLωTM传动系统图转矩、转速的正方向2.1.1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=9.81m/s2dtdJTTLMsrmNmNLmNMtdndGDTTmin/23752gGDmDmJ4/4/222min//602rsradn2.1.2动态转矩Td或dLMTTTdLMTTT注：当电动机转矩TM=负载转矩TL时，动态转矩Td=0，系统处于静态或稳态，静态转矩TL也称为稳态转矩。2.1.3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）2.1.4举例（如提升机）1)启动（加速，）2)制动（减速，直到停止）0dLMTTTLMTT0dLMTTT2.2多轴拖动系统的转矩折算2.2.1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）MLLLMLCTTPPPP''入出LTLCLMCLLLjTTT''LMLjLT2)直线运动传动效率而故MLCTFPP入出min//602rsradnmin//55.9rMCsmNmNLnFT注意：如果生产机械拖动电动机旋转（如卷扬机构下放重物时，电动机处于制动状态），则故FTMLC'min//'55.9rMsmNCmNLnFT2.2.2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1.1~1.25)ZJ2211LLMZjJjJJJ11MjLMLj2ZGD22212122LLMZjGDjGDGDGD2LLMZjJJJ1j2222LLMZjGDGDGD2)直线运动3)多轴拖动系统的运动方程式注意：365注意：375222211MLLMZmjJjJJJ222min/2/222212122365rMsmNLLMmNZnGjGDjGDGDGDsrMmNZmNLmNMtdndGDTTmin/237522.3生产机械的机械特性2.3.1定义同一转轴上负载转矩和转速之间的函数关系。）（LTfn2.3.2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2)恒功率型机械特性（P为常数）TL=C/n（C为常数）或P=TLn=C如：车床加工粗加工（切削量大）——低速精加工（切削量小）——高速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=Cn2实际上，TL=T0+Cn24)直线型机械特性如：他励直流电动机（模拟负载）TL=Cn5)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。2.4系统稳定运行条件2.4.1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2.4.3稳定运行的条件，）（MTfn）（LTfn1)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)充分条件系统有稳定平衡点（即a点）。lnna，TMTL，即n↑(干扰)，消除后TM-TL0，减速lnna，TMTL，即n↓(干扰)，消除后TM-TL0，加速稳定工作点的判别Ｔｂnn０n’anaaa’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。（∵nnb，TMTL；nnb，TMTL）nＴＯｂn0异步电动机拖动直流他励发电机工作时的特性作业：P:132.1～5，2.7～11（在题2.8中，划去“以及折算……飞轮惯量GDZ2）