第1章磁路及動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)磁路和磁路基本定律1.1鐵磁材料及其特性1.2電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1.3下頁(yè)1章本章重點(diǎn)磁路的基本定律鐵磁材料的特性電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件下頁(yè)1章1.1.1描述磁場(chǎng)的基本物理量下頁(yè)上頁(yè)返回1.1磁路和磁路基本定律磁場(chǎng)的特性可用磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通、磁導(dǎo)率、磁場(chǎng)強(qiáng)度等幾個(gè)物理量表示。■磁感應(yīng)強(qiáng)度表示磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量。B的單位：特[斯拉]（T）

1T＝104Gs

的單位：韋伯（Wb）S的單位：平方米（m2）矢量數(shù)值上等于與磁場(chǎng)方向相垂直的單位面積上通過(guò)的磁通量，又稱磁通密度。1章■磁通

磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的乘積，稱為通過(guò)該面積的磁通

。如磁場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，方向相同，這樣的磁場(chǎng)則稱為均勻磁場(chǎng)。

＝BS

的單位：伏?秒，通稱為韋[伯]

Wb

或麥克斯韋Mx1Wb＝108Mx

下頁(yè)上頁(yè)返回1章■磁導(dǎo)率

磁導(dǎo)率

是一個(gè)用來(lái)表示磁場(chǎng)媒質(zhì)磁性和衡量物質(zhì)導(dǎo)磁能力的物理量。物質(zhì)分類順磁性物質(zhì)：磁導(dǎo)率略大于真空，如空氣、鋁逆磁性物質(zhì)：磁導(dǎo)率略小于真空，如氫、銅鐵磁性物質(zhì)：磁導(dǎo)率是真空磁導(dǎo)率的幾百倍甚至幾千倍，如鐵、鈷、鎳?真空的磁導(dǎo)率為常數(shù)?鐵磁性物質(zhì)的磁導(dǎo)率不是常數(shù)

的單位下頁(yè)上頁(yè)返回電機(jī)中常用的鐵磁材料的磁導(dǎo)率μFe=(2000~6000)μ0

。1章?一般材料的磁導(dǎo)率

和真空磁導(dǎo)率

0的比值，稱為該物質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率

r

下頁(yè)上頁(yè)返回1章■磁場(chǎng)強(qiáng)度

磁場(chǎng)強(qiáng)度是計(jì)算磁場(chǎng)所用的物理量，其大小等于磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與該點(diǎn)上的磁導(dǎo)率之比。H的單位：安／米B的單位：特斯拉

的單位：亨／米矢量下頁(yè)上頁(yè)返回討論磁場(chǎng)內(nèi)某一點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度H與

有關(guān)嗎？磁場(chǎng)內(nèi)某一點(diǎn)的H只與電流大小、線圈匝數(shù)及該點(diǎn)的幾何位置有關(guān)，而與

(磁介質(zhì)的磁性)無(wú)關(guān)。問(wèn)磁場(chǎng)內(nèi)某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與

有關(guān)嗎？1章下頁(yè)上頁(yè)返回1.1.2本課程中常用的基本電磁定律復(fù)習(xí)電路定律1.電路歐姆定律2.基爾霍夫定律基爾霍夫第一定律基爾霍夫第二定律1章變壓器、電機(jī)磁場(chǎng)

耦合電流

全電流定律鐵心小電流大磁通鐵心增磁功能鐵心飽和鐵心中的氣隙制約制約電磁轉(zhuǎn)矩電磁力定律電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電勢(shì)能量轉(zhuǎn)換變壓器、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)電機(jī)知識(shí)結(jié)構(gòu)下頁(yè)上頁(yè)返回1章1.電磁感應(yīng)定律e常用的基本電磁定律一匝數(shù)為N的線圈，在變化的磁場(chǎng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈匝數(shù)N和線圈所交鏈的磁通對(duì)時(shí)間的變化率dF/dt成正比，當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正方向與產(chǎn)生他的磁通正方向符合右手螺旋定則時(shí)，則有下頁(yè)上頁(yè)返回1章運(yùn)動(dòng)電勢(shì)的方向習(xí)慣用右手定則確定，如圖所示。若導(dǎo)線切割磁力線的速度為，導(dǎo)線處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，且

不隨時(shí)間變化時(shí)，假設(shè)磁力線、導(dǎo)線與導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向三者垂直，則導(dǎo)線中感應(yīng)電勢(shì)為運(yùn)動(dòng)電勢(shì)，其大小為下頁(yè)上頁(yè)返回1章I1I2I3電流方向和磁場(chǎng)強(qiáng)度的方向符合右手定則，電流取正；否則取負(fù)。下頁(yè)上頁(yè)返回2.安培環(huán)路定律（全電流定律）：

磁場(chǎng)中任何閉合回路磁場(chǎng)強(qiáng)度的線積分,等于通過(guò)這個(gè)閉合路徑內(nèi)電流的代數(shù)和.即L1章其中l(wèi)

x＝2x是半徑為x的圓周長(zhǎng)Hx是半徑

x

處的磁場(chǎng)強(qiáng)度NI

＝F即線圈匝數(shù)與電流的乘積，稱磁動(dòng)勢(shì)或磁勢(shì)

單位為安匝（A）下頁(yè)上頁(yè)返回

在無(wú)分支的均勻磁路（磁路的材料和截面積相同，各處的磁場(chǎng)強(qiáng)度相等）中，如環(huán)形線圈，安培環(huán)路定律可寫成：1章3.電磁力定律載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受到力的作用，當(dāng)磁場(chǎng)與導(dǎo)體相互垂直作用時(shí)，若導(dǎo)體中電流為I，導(dǎo)體長(zhǎng)度為l，導(dǎo)體所在處的磁通密度為B，則作用在載流導(dǎo)體的電磁力為

注：電磁力方向由左手定則決定下頁(yè)上頁(yè)返回1章1.1.3磁路及磁路歐姆定律單相變壓器1、電機(jī)中的典型磁路N1N2電能i1輸入電能電能i2輸出電能磁場(chǎng)下頁(yè)上頁(yè)返回1章磁場(chǎng)電能機(jī)械能磁路:被約束在限定的鐵芯范圍內(nèi)的磁通所走的路徑。旋轉(zhuǎn)電機(jī)下頁(yè)上頁(yè)返回1章2.磁路的歐姆定律

B=μH

設(shè)一個(gè)材料相同、截面積相等的無(wú)分支閉合磁路全電流定律

＝BSl----磁路的平均長(zhǎng)度(m)N----線圈的匝數(shù)S----磁路的截面積(m2)下頁(yè)上頁(yè)返回1章磁路歐姆定律或磁路歐姆定律：在無(wú)分支的磁路中，磁通F與磁動(dòng)勢(shì)F大小成正比，與磁路中的總磁阻的大小成反比定義：

Rm:磁路的磁阻，A/Wb

:磁路的磁導(dǎo)，Wb/A注意鐵磁材料的磁阻不是常數(shù)，是非線性的。Ni

＝F相應(yīng)的模擬電路圖下頁(yè)上頁(yè)返回1章

定律內(nèi)容:穿出(或進(jìn)入)任一閉和面的總磁通量恒等于零(或者說(shuō),進(jìn)入任一閉合面的磁通量恒等于穿出該閉合面的磁通量),這就是磁通連續(xù)性定律。

公式:

又稱磁路的并聯(lián)定律上式中一般將穿出閉合面的磁通取正號(hào)，穿入閉合面的磁通取負(fù)號(hào)。1.磁路的基爾霍夫第一定律1.1.4磁路的基爾霍夫定律下頁(yè)上頁(yè)返回1章例：ANi下頁(yè)上頁(yè)返回1章2.磁路的基爾霍夫第二定律定律背景:磁路計(jì)算時(shí)，總是把整個(gè)磁路分成若干段，每段為同一材料、相同截面積，且段內(nèi)磁通密度處處相等，從而磁場(chǎng)強(qiáng)度亦處處相等。定律內(nèi)容:沿任何閉合磁路的總磁動(dòng)勢(shì)恒等于各段磁路磁壓降的代數(shù)和。公式:又稱磁路的串聯(lián)定律定義Hl為一段磁路的磁壓降下頁(yè)上頁(yè)返回1章I

例：整個(gè)磁路分三部分下頁(yè)上頁(yè)返回1章結(jié)論：在勵(lì)磁磁勢(shì)相同的情況下，帶氣隙鐵心磁路只能得到較少的磁通。例：設(shè)勵(lì)磁磁勢(shì)相同，比較磁路中磁通？(假設(shè)鐵心長(zhǎng)度l遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣隙長(zhǎng)度d

，認(rèn)為鐵心柱中的磁通等于氣隙中的磁通

)下頁(yè)上頁(yè)返回1章1.鐵磁物質(zhì)的磁化鐵磁物質(zhì)包括鐵鎳鈷以及它們的合金。

鐵磁材料放入磁場(chǎng)中呈現(xiàn)很強(qiáng)的磁性，此現(xiàn)象稱為鐵磁物質(zhì)的磁化。磁疇示意圖。

1.2鐵磁材料及其特性1.2.1鐵磁材料的高導(dǎo)磁性下頁(yè)上頁(yè)返回1章BH鐵磁材料的起始磁化曲線abcd

起始磁化曲線基本上可分為四段2.起始磁化曲線定義:將一塊尚未磁化的鐵磁材料進(jìn)行磁化，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度H由零逐漸增大時(shí)，磁通密度B將隨之增大，曲線B=f(H)就稱為起始磁化曲線.非鐵磁材料的磁化特性下頁(yè)上頁(yè)返回1章起始磁化曲線oa段ab段bc段cd段飽和膝點(diǎn)下頁(yè)上頁(yè)返回1章分析磁化曲線

在oa段：當(dāng)H增大→B增大，但B增大速度較慢；

在bc段：B隨H增大的速度又較慢；

在cd段：為磁飽和區(qū)（又呈直線段）。其中，a點(diǎn)稱為跗點(diǎn)；拐彎點(diǎn)b稱為膝點(diǎn)；c點(diǎn)為飽和點(diǎn)。

過(guò)了飽和點(diǎn)c，鐵磁材料的磁導(dǎo)率趨近μ0。

在ab段：當(dāng)H增大→B增大，B增大速度快；鐵磁材料具有如下特點(diǎn)：它的磁化曲線具有飽和性，磁導(dǎo)率μFe不是常數(shù)，且隨B的變化而變化。下頁(yè)上頁(yè)返回1章應(yīng)用:

設(shè)計(jì)電機(jī)和變壓器時(shí)，為使主磁路內(nèi)得到較大的磁通量而又不過(guò)分增大勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)，通常把鐵心內(nèi)的工作磁通密度選擇在膝點(diǎn)附近。下頁(yè)上頁(yè)返回1章

磁滯現(xiàn)象是鐵磁材料的另一個(gè)特性。

3．磁滯回線鐵磁材料被反復(fù)磁化時(shí)，B-H曲線不是單值的，是一條磁滯回線。矯頑力

剩磁剩磁:去掉外磁場(chǎng)(H=0)之后，鐵磁材料內(nèi)仍然保留的Br磁通密度。矯頑力:要使B值從減小到零，必須加上相應(yīng)的反向外磁場(chǎng)，此反向磁場(chǎng)強(qiáng)度Hc稱為矯頑力。磁滯:鐵磁材料所具有的這種磁通密度B的變化滯后于磁場(chǎng)強(qiáng)度H變化的現(xiàn)象。下頁(yè)上頁(yè)返回1章基本磁化曲線基本磁化曲線HB

說(shuō)明1:基本磁化曲線不同的鐵磁物質(zhì)其磁滯回線寬窄是不同的，當(dāng)鐵磁材料的磁滯回線較窄時(shí)，可用它的平均磁化曲線，即基本磁化曲線進(jìn)行計(jì)算定義:對(duì)同一鐵磁材料，選擇不同的磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行反復(fù)磁化，可得一系列大小不同的磁滯回線,再將各磁滯回線的頂點(diǎn)聯(lián)接起來(lái)，所得的曲線。下頁(yè)上頁(yè)返回1章說(shuō)明2根據(jù)磁滯回線形狀的不同，鐵磁材料可分為硬磁材料和軟磁材料。硬磁材料的磁滯回線胖寬，剩磁、矯頑力大，如鎢鋼、鈷鋼等；軟磁材料的磁滯回線瘦窄，剩磁、矯頑力小，如硅鋼片、鑄鋼等。

由于電機(jī)鐵芯采用軟磁材料制成，其磁滯回線瘦窄，在進(jìn)行磁路計(jì)算時(shí)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，不考慮磁滯現(xiàn)象，而用基本磁化曲線來(lái)表示B與H之間的關(guān)系，故通常所講的鐵磁材料的磁化曲線是指基本磁化曲線。下頁(yè)上頁(yè)返回1章軟磁材料的磁滯曲線BH

下頁(yè)上頁(yè)返回1章硬磁材料的磁滯曲線BH下頁(yè)上頁(yè)返回1章應(yīng)用:由于硅鋼片磁滯回線的面積較小，故電機(jī)和變壓器的鐵心常用硅鋼片疊成。1.2.2磁滯損耗定義:

鐵磁材料置于交變磁場(chǎng)中時(shí)，磁疇相互間不停地摩擦、消耗能量、造成損耗，這種損耗稱為磁滯損耗。磁滯損耗與交變磁場(chǎng)的頻率f、鐵芯的體積V、磁滯回線的面積成正比。磁滯損耗功率可用下式表示：式中Ch——磁滯損耗系數(shù)，它的大小取決于材料性質(zhì)；對(duì)一般電工鋼片n=1.6～2.3；下頁(yè)上頁(yè)返回1章應(yīng)用:為減小渦流損耗，電機(jī)和變壓器的鐵心都用含硅量較高的薄硅鋼片疊成。1.2.3渦流損耗渦流:鐵芯是有阻值的，當(dāng)通過(guò)鐵心的磁通隨時(shí)間變化時(shí),根據(jù)電磁感應(yīng)定律,鐵心中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),在導(dǎo)電的鐵芯中就會(huì)產(chǎn)生環(huán)流，環(huán)流在鐵心內(nèi)部圍繞磁通作旋渦狀流動(dòng)稱為渦流。示意圖。定義:渦流在鐵心中引起的損耗,渦流損耗功率可用下式表示。式中kw——與材料有關(guān)的比例系數(shù)。下頁(yè)上頁(yè)返回1章鐵心損耗與頻率的1.3次方,磁通密度的平方和鐵心重量成正比。■鐵心損耗

定義:

鐵心中磁滯損耗和渦流損耗之和。下頁(yè)上頁(yè)返回1章1.3電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)■電力拖動(dòng)系統(tǒng)的基本概念1.電力拖動(dòng)

拖動(dòng)：原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)叫拖動(dòng)。電力拖動(dòng)：電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，生產(chǎn)機(jī)械是負(fù)載，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的拖動(dòng)方式稱電力拖動(dòng)。2.電力拖動(dòng)系統(tǒng)：在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過(guò)程，需要使用各種各樣的生產(chǎn)機(jī)械。各種生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)，一般采用電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)，用電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，并完成一定工藝要求的系統(tǒng)。這種用電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)行的系統(tǒng)，稱為電力拖動(dòng)系統(tǒng)。下頁(yè)上頁(yè)返回1章3.電力拖動(dòng)系統(tǒng)組成電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)機(jī)械、控制設(shè)備和電源電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)生產(chǎn)負(fù)載控制設(shè)備電源4.采用電力拖動(dòng)主要原因現(xiàn)代化生產(chǎn)中，多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械都采用電力拖動(dòng)，主要原因是：電能的運(yùn)輸、分配、控制方便經(jīng)濟(jì)。電動(dòng)機(jī)的種類和規(guī)格很多，它們具有各種各樣的特性，能很好的滿足大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械的不同要求。電力拖動(dòng)系統(tǒng)的操作和控制簡(jiǎn)便，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和遠(yuǎn)距離操作等等。下頁(yè)上頁(yè)返回1章5.典型生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式及轉(zhuǎn)矩電力拖動(dòng)系統(tǒng)：?jiǎn)屋S（重點(diǎn)介紹）、多軸（可折算成單軸）。運(yùn)動(dòng)形式：旋轉(zhuǎn)、平移、升降。機(jī)械轉(zhuǎn)矩形式：摩擦力產(chǎn)生、重力產(chǎn)生。6.單軸指生產(chǎn)機(jī)械與電動(dòng)機(jī)同軸單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)nM=nL=nΩM=ΩL=ΩT---電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩TL---生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)矩下頁(yè)上頁(yè)返回1章1.3.1單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式下頁(yè)上頁(yè)返回單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)1.由牛頓第二定律知作直線運(yùn)動(dòng)的物體存在同理，對(duì)于作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的物體：J為電動(dòng)機(jī)軸上總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量單位kg·m21章2、實(shí)用表達(dá)式

通常將轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J用飛輪矩GD2來(lái)表示，它們之間的關(guān)系為J=mr2;角速度Ω用轉(zhuǎn)速n

表示，

式中m與G－轉(zhuǎn)動(dòng)部分的質(zhì)量與重量；

r與D－慣性半徑與直徑（m）；

g=9.8m/s2

－重力加速度；

下頁(yè)上頁(yè)返回GD2是一個(gè)整體，由產(chǎn)品樣本或機(jī)械手冊(cè)上查出1章

3、系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的三種狀態(tài)1)當(dāng)或時(shí),系統(tǒng)處于靜止或恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行狀態(tài)，即處于穩(wěn)態(tài)。2)當(dāng)或時(shí),系統(tǒng)處于加速運(yùn)行狀態(tài)，即處于動(dòng)態(tài)。3)當(dāng)或時(shí),系統(tǒng)處于減速運(yùn)行狀態(tài)，即處于動(dòng)態(tài)。下頁(yè)上頁(yè)返回(T-TL)稱為動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩或加速轉(zhuǎn)矩1章■運(yùn)動(dòng)方程式中轉(zhuǎn)矩正方向的規(guī)定

首先確定電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檗D(zhuǎn)速的正方向，然后規(guī)定：（1）電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的正方向相同時(shí)為正，相反時(shí)為負(fù)。（2）負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的正方向相同時(shí)為負(fù)，相反時(shí)為正。

(3)慣性轉(zhuǎn)矩的大小和正負(fù)號(hào)由和的代數(shù)和決定。下頁(yè)上頁(yè)返回1章各量表示法上述各量可用軸的剖面圖或直角坐標(biāo)系來(lái)表示下頁(yè)上頁(yè)返回1章1.3.2多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩及飛輪矩折算工程上為了節(jié)省材料，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速都較高。輸出功率一定時(shí)，即P=TΩ=常數(shù)，當(dāng)Ω↓→T↑，由于T=CTΦIa

，則Ia↑和Φ↑，Ia↑→導(dǎo)線粗；Φ↑→鐵磁材料多。一般設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)速度高，通過(guò)提高Ω→降低T,節(jié)省材料。

生產(chǎn)機(jī)械要求低速，而電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速較高，二者之間必有減速裝置，故一般電力拖動(dòng)系統(tǒng)多為多軸拖動(dòng)系統(tǒng)。下頁(yè)上頁(yè)返回1章■多軸系統(tǒng)折算分析多軸系統(tǒng)采用的方法是：用一個(gè)等效的單軸系統(tǒng)代替原來(lái)實(shí)際的多軸系統(tǒng)。這種方法稱為“折算”。

折算原則：折算前后系統(tǒng)傳遞功率不變(折算負(fù)載轉(zhuǎn)矩)，系統(tǒng)的動(dòng)能不變(折算負(fù)載飛輪矩)。

折算方向：一般是從生產(chǎn)機(jī)械軸向電動(dòng)機(jī)軸折算。原因是研究對(duì)象是電動(dòng)機(jī)。且電動(dòng)機(jī)軸一般是高速。根據(jù)傳送功率不變的原則，高速軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值小。下頁(yè)上頁(yè)返回1章1.3.3負(fù)載的機(jī)械特性1.恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載是指負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL為常數(shù)，其大小與轉(zhuǎn)速n無(wú)關(guān)。根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方向是否與轉(zhuǎn)向有關(guān)，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載分：反抗性負(fù)載特性和位能性負(fù)載特性。負(fù)載的機(jī)械特性是指生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系即：n=f(TL)下頁(yè)上頁(yè)返回1章⑴反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性特點(diǎn)：恒值負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的方向總是與轉(zhuǎn)速n的方向相反，即作用方向總是阻礙運(yùn)動(dòng)的方向，如摩擦類型的負(fù)載。當(dāng)正轉(zhuǎn)時(shí)n為正，TL與n方向相反，應(yīng)為正，即在第一象限當(dāng)反轉(zhuǎn)時(shí)n為負(fù)，TL與n方向相反，應(yīng)為負(fù)，即在第三象限。負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的正方向相同時(shí)為負(fù)，相反時(shí)為正。復(fù)習(xí)轉(zhuǎn)矩正方向的規(guī)定下頁(yè)上頁(yè)返回1章反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載

當(dāng)轉(zhuǎn)速n=0時(shí)，外加轉(zhuǎn)矩不足以使系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)作用力與反作用力原理，這時(shí)反抗力負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小和方向取決于外加轉(zhuǎn)矩的大小和方向。即與外加轉(zhuǎn)矩大小相等，方向相反，負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性應(yīng)與橫軸重合。例如軋機(jī)，機(jī)床刀架平移機(jī)構(gòu)等。下頁(yè)上頁(yè)返回1章⑵位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性特點(diǎn)：負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的方向與轉(zhuǎn)速n的方向無(wú)關(guān)，TL具有固定不變的方向。例如：起重機(jī)的提升機(jī)構(gòu)，不論是提升重物還是下放重物，重力的作用總是方向朝下的，即重力產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩方向固定。當(dāng)n>0時(shí)，TL>0是阻礙運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)性轉(zhuǎn)矩；n<0時(shí)，TL>0是幫助運(yùn)動(dòng)的拖動(dòng)性轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩特性位于一、四象限。下頁(yè)上頁(yè)返回1章2.恒功率負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性特點(diǎn)：當(dāng)轉(zhuǎn)速n變化時(shí)，負(fù)載功率基本不變。根據(jù)粗加工時(shí)，切削量大，n

低，T大；精加工時(shí)，切削量小，n

高，T小。適用于金屬切削車床。TL的大小基本上與轉(zhuǎn)速n成反比下頁(yè)上頁(yè)返回1章3.通風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性如風(fēng)機(jī)、水泵，油泵等，如圖所示，虛線是在考慮了軸承上的摩擦轉(zhuǎn)矩(為恒轉(zhuǎn)矩)后得出的實(shí)際鼓風(fēng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩。

虛線：

TL=TL0+kn2

TL的大小基本上與轉(zhuǎn)速平方成正比，即有：理想的通風(fēng)機(jī)特性實(shí)際通風(fēng)機(jī)特性實(shí)際生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性可能是以上幾種典型特性的綜合。下頁(yè)上頁(yè)返回1章1.3.4電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件穩(wěn)定運(yùn)行的概念電力拖動(dòng)系統(tǒng)在某種擾動(dòng)作用下，離開(kāi)原來(lái)的平衡狀態(tài)，但仍能在新的條件下達(dá)到平衡狀態(tài)，或者在擾動(dòng)消失后仍能自動(dòng)恢復(fù)原平衡狀態(tài)，則該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。當(dāng)或時(shí),系統(tǒng)處于靜止或恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行狀態(tài)，即處于穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)定運(yùn)行的條件回顧任何一個(gè)電力拖動(dòng)系統(tǒng)都可以簡(jiǎn)化為電動(dòng)機(jī)與負(fù)載兩部分組成。電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速關(guān)系稱為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性n=f(T)，為使拖動(dòng)系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行，要求電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性必須配合得當(dāng)。

運(yùn)動(dòng)方程式下頁(yè)上頁(yè)返回1章穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件：當(dāng)T=TL，即電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性n=f(T)與負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性n=f(TL)有交點(diǎn)稱靜態(tài)平衡，這是穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件T=TL是平衡穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)必要條件。下頁(yè)上頁(yè)返回1章答:根據(jù)穩(wěn)定運(yùn)行的概念(1)要看系統(tǒng)出現(xiàn)干擾后在新的條件下能否平衡。(2)干擾消失后，能否回到原來(lái)的平衡點(diǎn)。如果能滿足以上兩條件，才為穩(wěn)定運(yùn)行。問(wèn)題有了交點(diǎn)即平衡了是否一定為穩(wěn)定運(yùn)行?下頁(yè)上頁(yè)返回1章例.電網(wǎng)電壓波動(dòng)系統(tǒng)原工作在平衡點(diǎn)A，轉(zhuǎn)速nA，轉(zhuǎn)矩TA=TL；這時(shí)電網(wǎng)電壓向下波動(dòng)，從UN

降到U′，在此瞬間由于機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)速來(lái)不及變化，從A點(diǎn)過(guò)渡到B點(diǎn)。負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL

沒(méi)變，則TB<TL，破壞了原來(lái)的平衡狀態(tài)；這時(shí)系統(tǒng)要減速，系統(tǒng)沿BA′特性減速，減到nA′時(shí)，TA′=TL達(dá)到新的平衡狀態(tài)。A→B→A′稱為機(jī)械過(guò)渡過(guò)程下頁(yè)上頁(yè)返回1章電壓擾動(dòng)消失后分析在擾動(dòng)消失后，U=UN，從A′點(diǎn)過(guò)渡到C點(diǎn)，TL

沒(méi)變，TC>TL系統(tǒng)加速；系統(tǒng)沿CA特性加速到A點(diǎn)，n=nA時(shí)，T=TL

，達(dá)到原來(lái)平衡點(diǎn)A。結(jié)論：

當(dāng)U<UN

，負(fù)載不變時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)能達(dá)到新的