1、電力拖動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)簡介,一、典型生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)形式及轉(zhuǎn)矩,（一）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)：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)。,2.電力拖動(dòng)系統(tǒng)組成,圖1 電力拖動(dòng)系統(tǒng),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 ： 1. 電能的運(yùn)輸、分配、控制方便經(jīng)濟(jì)。 2. 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。 3. 電力拖動(dòng)系統(tǒng)

2、的操作和控制簡便，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和遠(yuǎn)距離操作等等。,二、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)：單軸（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。,二、單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式,單軸：生產(chǎn)機(jī)械與電動(dòng)機(jī)同軸，即: 1 單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式 由牛頓第二定律知作直線運(yùn)動(dòng)的物體存在：,轉(zhuǎn)動(dòng)方程式,同理，對于作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的物體： （2-1） J為電動(dòng)機(jī)軸上總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量單位,實(shí)用公式,將運(yùn)動(dòng)方程式中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J 用飛輪矩 GD2表示，角速度 用轉(zhuǎn)速 n 表示，由于J與GD2的關(guān)系為 （2-2） 所以 （2-3）,說明,GD2是一個(gè)整體，不

3、是G與D2 的乘積， GD2 由產(chǎn)品樣本或機(jī)械手冊上查出。 GD2 中的 D 為回轉(zhuǎn)直徑，不是實(shí)際直徑。,運(yùn)動(dòng)方程式的分析,各轉(zhuǎn)矩正方向的規(guī)定： n的正方向：逆時(shí)針； T的正方向：當(dāng)T與 n（+）相同時(shí)為正； TL的正方向：當(dāng)TL 與n（+）方向相反時(shí)為正； 慣性轉(zhuǎn)矩 Tg的方向：由 T 與 TL的代數(shù)和來決定,各量表示法,上述各量可用軸的剖面圖或直角坐標(biāo)系來表示,三、負(fù)載的機(jī)械特性,負(fù)載的機(jī)械特性是指生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)矩與 轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系即：n=f(TL) 1 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載是指負(fù)載轉(zhuǎn)矩為常數(shù)，其大 小與轉(zhuǎn)速n無關(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。,1.1 反抗性恒轉(zhuǎn)

4、矩負(fù)載特性,特點(diǎn)：恒值負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL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。 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。,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。,1.2 位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性,特點(diǎn)： TL的方向與n的方向無關(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。,位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,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 方向固定不變，故在第 一和第四象限。,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) 如車床的主軸機(jī)構(gòu)和軋鋼機(jī)的主傳動(dòng)。 適用于金屬切削車床。,恒功率負(fù)載轉(zhuǎn)矩,適用于金屬切削車床。 粗加工時(shí)，n 低，T 大； 精加工時(shí)，n