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1、第一节第一节 电力拖动系统的运动方程式电力拖动系统的运动方程式电力拖动系统的组成电力拖动系统的组成 通常，电力拖动系统是由电动机、工作机构、传动机构、通常，电力拖动系统是由电动机、工作机构、传动机构、控制设备和电源等五大部分组成，其系统组成示意图如图所示控制设备和电源等五大部分组成，其系统组成示意图如图所示电源工作机构传动机构电动机控制设备电力拖动系统组成示意图电力拖动系统组成示意图电动机电动机在电力拖动系统中，电动机的作用是把电能转换为机械动力，在电力拖动系统中，电动机的作用是把电能转换为机械动力，用以拖动生产机械的某一工作机构。用以拖动生产机械的某一工作机构。工作机构工作机构工作机构是生产
2、机械为执行某一任务的机械部分工作机构是生产机械为执行某一任务的机械部分。控制设备控制设备 控制设备是由各种控制电器、控制元件和工业可编程控制控制设备是由各种控制电器、控制元件和工业可编程控制器或其它工业控制机组成，用以控制电动机的运行，从而对器或其它工业控制机组成，用以控制电动机的运行，从而对工作机械的运动实现自动控制。工作机械的运动实现自动控制。 应指出的是，除某些生产机械应指出的是，除某些生产机械(如鼓风机和泵如鼓风机和泵)外，外， 在多在多数情况下，电动机与工作机械并不同轴，而是在二者之间设数情况下，电动机与工作机械并不同轴，而是在二者之间设有传动机构。有传动机构。传动机构传动机构传动机
3、构的作用是把电动机的运动经中间变速或变换运动方式传动机构的作用是把电动机的运动经中间变速或变换运动方式后，再传给生产机械的工作机构后，再传给生产机械的工作机构。电源电源为了向电动机和其它电气设备供电，在电力拖动系统中还必须为了向电动机和其它电气设备供电，在电力拖动系统中还必须设有电源部分设有电源部分一、单轴系统的运动方程式一、单轴系统的运动方程式 单轴系统亦称直接驱动系统，系指电动机转轴不经任何传动单轴系统亦称直接驱动系统，系指电动机转轴不经任何传动机构直接与工作机械转轴相联的电力拖动系统，如图所示。在机构直接与工作机械转轴相联的电力拖动系统，如图所示。在图中所示转矩、转速的假定正向下，依旋转
4、运动系统的牛顿第图中所示转矩、转速的假定正向下，依旋转运动系统的牛顿第二运动定律及关于动力学系统的达兰倍尔原理，有二运动定律及关于动力学系统的达兰倍尔原理，有单轴拖动系统单轴拖动系统（82）转动惯量转动惯量J可用下式表示可用下式表示(8-3) 式中，式中，GD2被视为一新的物理量，称为运动系统的被视为一新的物理量，称为运动系统的飞轮矩飞轮矩，单，单位为位为Nm2，其数值可以从电动机的产品目录中查到。将式，其数值可以从电动机的产品目录中查到。将式(8-3)代人式代人式(82)，并注意到，并注意到=2n/60，则运动方程式又可表示为，则运动方程式又可表示为(8-4) 注意式中等号右边第二项内的常数
5、注意式中等号右边第二项内的常数375中包含有重力加速度中包含有重力加速度g，因而此常数具有加速度量纲。，因而此常数具有加速度量纲。 电动机的工作状态可由运动方程式表示出来。分析式电动机的工作状态可由运动方程式表示出来。分析式(84)可见：可见： 需要特别注意的是，列写机械运动方程式时，和列写电路需要特别注意的是，列写机械运动方程式时，和列写电路方程式时一样，必须首先确方程式时一样，必须首先确 定运动变量的假定正向，否则各变定运动变量的假定正向，否则各变量将失去标准下图中转矩与转速假定正向的确定方量将失去标准下图中转矩与转速假定正向的确定方 式属式属电动电动机惯例机惯例，具体规则是：，具体规则是
6、： 的假定正向可任取，一般情况下均取工作机械正常的运动的假定正向可任取，一般情况下均取工作机械正常的运动方向为假定正向；方向为假定正向； T与与假定正向一致；假定正向一致； TZ与与假定正向相反假定正向相反。 二、运动方程中个物理量正负号的标注规定二、运动方程中个物理量正负号的标注规定若若T与与Tz正负号相反，则正负号相反，则T与与Tz实际作用方向相同，此时，实际作用方向相同，此时，若若与与T正负号相同，正负号相同， 则则T、TZ均为拖动转矩，若均为拖动转矩，若 与与TZ正正负号相同，则负号相同，则T、TZ均为制动转矩。均为制动转矩。 在此规定下：在此规定下：若若T与与TZ正负号相同，则正负号相同，则T与与TZ实际作用方向相反，实际作用方向相反，若若亦与亦与T、TZ正负号相同，则正负号相同，则T为拖动转矩而为拖动转矩而TZ为制动转矩；为制动转矩；若若与与T、TZ正负号相反，则正负号相反，则T为制动转矩而为制动转矩而TZ为拖动转矩。为拖动转矩。
