1、2.1 2.1 运动方程式运动方程式 单轴机电传动系统如图所示：生产机械生产机械M+TL+TM+TLTM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 = 9.81 m/s2dtdJTTLM srmNmNLmNMtdndGDTTmin/23752gGDmDmJ4/4/222 min/602rsradn2.1.2 2.1.2 动态转矩动态转矩T Td d或 dLMTTTdLMTTT注：注： 当电动机转矩电动机转矩TM =负载转矩负载转矩 TL时，动态转矩动态转矩Td = 0，
2、系统处于静态静态或稳态稳态，静态转矩静态转矩TL也称为稳态转矩稳态转矩。2.1.3 2.1.3 转矩方向的确定转矩方向的确定 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 2.1.4 举例举例（如提升机） 1) 启动 （加速， ） 2) 制动 （减速，直到停止）0dLMTTTLMTT0dLMTTT2.2 2.2 多轴拖动系统的转矩折算多轴拖动系统的转矩折算 2.2.1 2.2.1 负载转矩折算负载转矩折算（ 为静态转矩
3、） 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LTLCLMCLLLjTTTLMLjLT 2) 直线运动 传动效率 而 故 MLCTFPP入出 min/602rsradn min/55. 9rMCsmNmNLnFT注意：注意： 如果生产机械拖动拖动电动机旋转（如卷扬机构下放重物时，电动机处于制动制动状态），则故FTMLC min/55. 9rMsmNCmNLnFT 2.2.2 2.2.2 转动惯量和飞轮转矩折算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 （
4、， ） (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1.11.25)ZJ2211LLMZjJjJJJ11Mj LMLj2ZGD22212122LLMZjGDjGDGDGD2LLMZjJJJ1j2222LLMZjGDGDGD 2) 直线运动 3) 多轴拖动系统的运动方程式注意：注意：365注意：注意：375222211MLLMZmjJjJJJ 222min/2/222212122365rMsmNLLMmNZnGjGDjGDGDGD srMmNZmNLmNMtdndGDTTmin/237522.3 2.3 生产机械的机械特性生
5、产机械的机械特性2.3.1 2.3.1 定义定义 同一转轴上负载转矩和转速之间的函数关系。）（LTfn 2.3.2 2.3.2 分类分类 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 = TL
6、 n = 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 = C n2实际上， TL = T0 + C n2 4) 直线型机械特性 如：他励直流电动机（模拟负载） TL = C n 5) 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 2.4 系统稳定运行条件系统稳定运行条件2.4.1 2.4.1 基本要求基本要求 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 2.4.2 稳定运行的含义稳定运行的含义 1
7、) 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 2.4.3 稳定运行的条件稳定运行的条件 ， ）（MTfn ）（LTfn 1)1) 必要条件必要条件 TM = TL ，方向相反，两特性曲线有 交点a和b（即系统平衡点）。 2)2) 充分条件充分条件 系统有稳定平衡点（即a点）。 l l n n a ，TM TL ，即n(干扰)， 消除后TM - TL 0，减速 l l n TL ，即n(干扰)， 消除后TM - TL 0，加速稳定工作点的判别nnnanaaa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。（ n n b ，TM TL ； n TL）nn=f(TM)n=f(TL)n0异步电动机拖动直流他励发电机工作时的特性作业：作业：P:13 2.15， 2.711（在题2.8中，划去“以及折算飞轮惯量GDZ2）
