《2016动力学基础资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016动力学基础资料（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,沈阳理工大学,运动控制基础,2,系统-运动-控制-基础,学时：48（3-14周） 理论学习：40 实验：8（10周、14周）,3,动力学基础,6.1 电力拖动系统的运动方程式,6.2 多轴电力拖动系统单轴电力拖动系统,6.3 生产机械的负载转矩特性,6.4 电力拖动系统稳定运行的条件,6.5 直流电动机的起动,6.6 直流电动机的制动,6.7 直流电动机的调速,动力学基础,大连理工大学电气工程系,电力拖动系统的组成,拖动：原动机带动生产机械运动 电力拖动：电动机作为原动机拖动负载 电力拖动系统:,电动机,能量转换,传递能量,机械负载,电力拖动系统：,由电动机作为动力，拖动各类机械机构，完成
2、一定生产工艺要求的系统。,由电源、控制装置、电动机、传动机构及生产机械设备组成的综合机电装置。,电力拖动系统组成：,运动控制系统示意图,运动控制系统：,以电动机及其拖动的机械设备为被控对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在控制理论等指导下可实现电气传动的自动控制系统。,电机拖动负载形式,旋转运动,单轴拖动,系统运动形式,多轴拖动,旋转+直线运动,大连理工大学电气工程系,典型生产机械的运动形式,一、单轴旋转系统 电动机、传动机构、工作机构等所有运动部件 均以同一转速旋转。,二、多轴旋转系统,大连理工大学电气工程系,三、多轴旋转运动加平移运动系统,四、多轴旋转运动加升降运动系统
3、,分析运动规律，即,动态特性,静态特性,动态特性：,*静态特性：,研究在同一时间里，T、TL、n三者之间的关系。,研究T、TL、nf ( t ) 的运动规律。,6.1电力拖动系统的运动方程式,TL=T0+Tg,负载转矩,电磁转矩,单轴电力拖动系统,空载转矩,生产机械转矩,旋转系统的运动方程式,飞轮矩,物体绕固定轴旋转时转动惯性的度量,而,由,有,运动方程的实用表达形式：,具有加速度量纲的系数,系统旋转运动的三种状态：,1) 当 或 时,系统处于静止或恒转速运行状态，即处于静（稳）态。,2) 当 或 时,系统处于加速运行状态；,当 或 时,系统处于减速运行状态， 即处于动态。,速度不变状态,以电
4、动机转速为参考方向，然后规定：,运动方程式中转矩正、负号的规定：,（1）电磁转矩 与转速 的正方向相同时为正，相反时为负。,（2）负载转矩 与转速 的正方向相反时为正，相同时为负。,（3）动态转矩 的大小和正负号由 和 的代数和决定。,带符号的运动方程表达形式：,将多轴系统单轴系统，称等效单轴系统。 折算将各轴的物理量折算到新的等效单轴上，其值称为原轴物理量的折算值。,6.2 多轴系统中工作机构各物理量的折算,多轴拖动系统,大连理工大学电气工程系,R 系列斜齿轮减速电机,更多的图片,等效的单轴电力拖动系统,折算,1. 工作机构转矩折算 1）旋转运动的工作机构转矩折算 2）直线运动的工作机构转矩
5、折算 2. 飞轮矩折算 1）传动机构飞轮矩折算 2）工作机构（旋转、直线）飞轮矩折算,大连理工大学电气工程系,多轴旋转系统的折算,z1 z4 z5,z2 z3 z6,一、等效负载转矩 等效（折算）原则：机械功率不变。,TLc = Tmm,传动机构的效率,传动机构的转速比,大连理工大学电气工程系,传动机构的总转速比 j = j1 j2 jm,常见传动机构的转速 比的计算公式： (1) 齿轮传动,(2) 皮带轮传动,(3) 蜗轮蜗杆传动,平移,提升,旋转,工作机构力矩折算,大连理工大学电气工程系,二、等效转动惯量（飞轮矩）,等效（折算）原则：动能不变。 设各部分的转动惯量为：,JR,J1,J2,J
6、m,大连理工大学电气工程系,如果在电动机和工作机构之间总共还有 n 根中间轴， 则: j = j1 j2 jn jm,或:,GD2 = 4gJ,飞轮矩折算(多轴旋转系统）,估算式,大连理工大学电气工程系,目的 将平移作用力 Fm 折算为等效转矩 TL 。 将平移运动的质量 m 折算为等效 J 或 GD2 。 一、等效负载转矩 等效（折算）原则：机械功率不变。 TL t = Fmvm,平移运动系统的折算,作用力,平移速度,电动机输出 的机械功率,切削功率,大连理工大学电气工程系,二、等效转动惯量（飞轮矩） 等效（折算）原则：动能不变。 1. 平移运动折算成旋转运动,大连理工大学电气工程系,2.
7、等效单轴系统的转动惯量和飞轮矩,11.5 平移运动系统的折算,一般公式：,飞轮矩折算（多轴旋转加平移）,多轴旋转部分,平移部分,电机,大连理工大学电气工程系,电动机输出 的机械功率PL,工作机构的 机械功率Pm,升降运动系统的折算,目的 将 Gm 折算为等效 TL。 将 m 折算为等效 J。 一、等效负载转矩（升降力的折算） TL t = Gmvm,提升重物时，Gm 是阻力，电动机工作在电动 状态，PLPm ；下放重物时，Gm 是动力， 电动机工作在制动状态，PLPm 。,大连理工大学电气工程系,传动效率：,11.6 升降运动系统的折算,则提升时 t1 ，下放时 t1。 二、等效转动惯量（升降
8、质量的折算） 1. 升降运动折算成旋转运动,2. 等效单轴系统的转动惯量,飞轮矩折算（多轴旋转加垂直）,多轴旋转部分,重物部分,电机,恒转矩负载特性 反抗性恒转矩负载 位能性恒转矩负载,变转矩负载特性 恒功率负载转矩特性 风机、泵类负载转矩特性,6.3 负载的转矩特性,负载的转矩特性，就是负载的机械特性，简称负载特性。,恒转矩负载特性,指生产机械的负载转矩 与电动机转速 变化无关的特性。,1.反抗性恒转矩负载,2.位能性恒转矩负载,假设 顺为正,恒功率负载特性,TL n = 常数,大连理工大学电气工程系,风机、泵类负载,TLn2 TL 的方向始终与 n 的方向相反。 如通风机、水泵、油泵等。,
