《电机及拖动基础》
讲 义主讲 张友斌参考教材：《电机及拖动基础》（第 3版）
顾绳谷 主编 机械工业出版社电机及拖动基础第八章电力拖动系统的动力学基础下册第八章 电力拖动系统的动力学基础
拖动：应用各种原动机使生产机械产生运动，
以完成一定的生产任务。用电动机作为原动机则称为电力拖动。
电力拖动的组成：电动机、控制设备、传动机构、工作机构、电源。
控制设备 电动机 传动机构 工作机构电源
fig,8－ 1 电力拖动系统示意图
§ 8-1 电力拖动系统的运动方程式
一、运动方程式
1、直线运动：
2、旋转运动其中：
dt
dvmFF
z
dt
dJTT
z
gGDmJ 4/22 转动惯量
dt
dnGDTTn
z 3 7 560
2 2又：
gJGD 42? 飞轮转矩（ N.m)
运动方程式所表达的电动机工作状态：
1）稳定运转状态：
2）加速状态：
3）减速状态：
二、转矩正负符号确定：
预先规定某个方向为正，则转矩 正向取正，
反向取负，阻转矩 正向取负，反向取正常数或 nndtdnTT z 0,0,
,0, dtdnTT z
0, dtdnTT z
T
zT
的代数和决定与阻转矩的大小与符号由转矩 zTTdtdnGD375
2
§ 8－ 2 工作机构转矩、力、飞轮转矩和质量折算
实际拖动中电机与工作机构之间的传动机构较多，则拖动系统中的运动方程式研究就较复杂，为了简便起见，对工作机构进行各种折算。
下面的折算先不考虑传动机构的损耗
一、工作机构转矩的折算,
用电动机轴上的阻转矩 来反映工作机构轴上的转矩 。折算原则是：系统的传送功率不变。即：
则
zT
zT?
zzz TT
jTTT zzzz /)(/
j－－ 电机轴与工作机构轴的转速比
.,,321 jjjj? 比为多级变速的每极转速、,...321 jjj
二、工作机构直线作用力的折算传送功率不变，则有：
三、飞轮力矩的折算折算 原则：系统储存的动能不变。
在多轴系统中，若个轴的角速度为则可得：
zzz vFT
nvFT zzz /55.9?或
z,,,21,，
22
22
2
11
2
1
2
2
1...
2
1
2
1
2
1
2
1
zzd JJJJJ
2
2
2
2
2
2
2
1
2
122
)(
...
)()( z
z
d nn
GD
nn
GD
nn
GDGDGD
四、工作机构直线运动质量的折算用电动机轴上的一个转动惯量 与直线速度运动的物体的质量 等效。折算原则：动能不变。
例 8－ 1
zJ?
zm
2
2
2 3 6 5)(
2
1
2
1
n
vGGDvmJ zz
zzzz
zv
§ 8－ 3 考虑传动机构损耗时的折算方法
一、考虑传动机构损耗的简化方法在折算中引入传动效率
1）电机为电动状态：
2）电机为发电制动状态在多级系统中有关系：
c?
czzz TT?/
czzz TT
...321 cccc
二、工作机构直线作用力的简化折算
在折算中引入传动效率
1）电机为电动状态
2）电机为发电制动状态
在下放与提升的传动损耗相等时有：
c?
czzz vFT?/ czzz nvFT?/55.9?
czzz vFT nvFT czzz /55.9
上下 cc 12
§ 8－ 4 生产机械的负载转矩特性
负载转矩特性指：
负载转矩特性有三种,1）恒转矩负载
2）恒功率负载 3）通风机负载一、恒转矩负载特性负载转矩保持常数，不随转速变化而变化。
1）反抗性恒转矩负载：负载转矩大小不变，但方向总是与转速方向相反。
2）位能性恒转矩负载：负载转矩大小不变，方向也保持不变。
)(nfT z?
constT z?
二、通风机负载特性：
负载转矩随转速变化而变化，且基本为：
三、恒功率负载特性：
负载的功率在运行过程中保持不变，则负载的转矩随转速变化而变化，且二者成反比。
实际生产机械的负载特性有可能是这三种负载特性的综合。
2KnT z?
nKT z /?
三种典型负载转矩特性
zT
n
zT
n
n
zT
n
zT
反抗性恒转矩负载特性 位能性恒转矩负载特性通风机负载特性 恒功率负载特性电机及拖动基础第九章直流电动机的电力拖动茂名学院计算机系
讲 义主讲 张友斌参考教材：《电机及拖动基础》（第 3版）
顾绳谷 主编 机械工业出版社电机及拖动基础第八章电力拖动系统的动力学基础下册第八章 电力拖动系统的动力学基础
拖动：应用各种原动机使生产机械产生运动，
以完成一定的生产任务。用电动机作为原动机则称为电力拖动。
电力拖动的组成：电动机、控制设备、传动机构、工作机构、电源。
控制设备 电动机 传动机构 工作机构电源
fig,8－ 1 电力拖动系统示意图
§ 8-1 电力拖动系统的运动方程式
一、运动方程式
1、直线运动：
2、旋转运动其中：
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gGDmJ 4/22 转动惯量
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2 2又：
gJGD 42? 飞轮转矩（ N.m)
运动方程式所表达的电动机工作状态：
1）稳定运转状态：
2）加速状态：
3）减速状态：
二、转矩正负符号确定：
预先规定某个方向为正，则转矩 正向取正，
反向取负，阻转矩 正向取负，反向取正常数或 nndtdnTT z 0,0,
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§ 8－ 2 工作机构转矩、力、飞轮转矩和质量折算
实际拖动中电机与工作机构之间的传动机构较多，则拖动系统中的运动方程式研究就较复杂，为了简便起见，对工作机构进行各种折算。
下面的折算先不考虑传动机构的损耗
一、工作机构转矩的折算,
用电动机轴上的阻转矩 来反映工作机构轴上的转矩 。折算原则是：系统的传送功率不变。即：
则
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j－－ 电机轴与工作机构轴的转速比
.,,321 jjjj? 比为多级变速的每极转速、,...321 jjj
二、工作机构直线作用力的折算传送功率不变，则有：
三、飞轮力矩的折算折算 原则：系统储存的动能不变。
在多轴系统中，若个轴的角速度为则可得：
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四、工作机构直线运动质量的折算用电动机轴上的一个转动惯量 与直线速度运动的物体的质量 等效。折算原则：动能不变。
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§ 8－ 3 考虑传动机构损耗时的折算方法
一、考虑传动机构损耗的简化方法在折算中引入传动效率
1）电机为电动状态：
2）电机为发电制动状态在多级系统中有关系：
c?
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二、工作机构直线作用力的简化折算
在折算中引入传动效率
1）电机为电动状态
2）电机为发电制动状态
在下放与提升的传动损耗相等时有：
c?
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上下 cc 12
§ 8－ 4 生产机械的负载转矩特性
负载转矩特性指：
负载转矩特性有三种,1）恒转矩负载
2）恒功率负载 3）通风机负载一、恒转矩负载特性负载转矩保持常数，不随转速变化而变化。
1）反抗性恒转矩负载：负载转矩大小不变，但方向总是与转速方向相反。
2）位能性恒转矩负载：负载转矩大小不变，方向也保持不变。
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二、通风机负载特性：
负载转矩随转速变化而变化，且基本为：
三、恒功率负载特性：
负载的功率在运行过程中保持不变，则负载的转矩随转速变化而变化，且二者成反比。
实际生产机械的负载特性有可能是这三种负载特性的综合。
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三种典型负载转矩特性
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反抗性恒转矩负载特性 位能性恒转矩负载特性通风机负载特性 恒功率负载特性电机及拖动基础第九章直流电动机的电力拖动茂名学院计算机系
