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第九章 第一节 机械特性方程PPT课件

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机械原理ppt课件完整版

机械原理ppt课件完整版

齿轮传动的设计步骤
包括选择齿轮类型、确定齿轮模 数、齿数、压力角等参数，进行 齿轮强度校核等。
齿轮传动的应用
广泛应用于各种机械设备中，如 汽车、机床、工程机械等。
链传动的设计与分析
链传动的类型
包括滚子链传动、齿形链传动等。
链传动的设计步骤
包括选择链条类型、确定链条节距、链轮齿 数等参数，进行链条强度校核等。
定义与研究对象
机械系统动力学是研究机械系统在力作用下的运动规律及其与力的相互关系的学科。它主要 关注机械系统在外力作用下的运动状态，如速度、加速度、位移等的变化规律。
基本术语与概念
包括力、质量、加速度、动量、动能、势能等，这些术语和概念是描述机械系统运动状态的 基础。
动力学原理
牛顿运动定律、动量定理、动能定理等是机械系统动力学的基本原理，它们揭示了机械系统 运动的基本规律。
命和可靠性。
检测装备
包括测量仪器、检测设备等，用 于对加工过程中的产品精度和质 量进行检测和控制，确保产品符
合设计要求。
先进制造技术与装备简介
数控技术
机器人技术
通过计算机编程控制机床等加工装备，实现 自动化、高精度和高效率的加工过程。
应用机器人进行自动化生产，提高生产效率 和产品质量，降低劳动强度和生产成本。
2023
PART 03
机械传动与驱动
REPORTING
机械传动的类型和特点
摩擦传动
螺旋传动
利用摩擦力传递动力和运动的传动方 式，如带传动、摩擦轮传动等。其特 点是结构简单、成本低廉，但传动效 率较低且易磨损。
利用螺旋副传递动力和运动的传动方 式，如螺旋千斤顶、螺旋压力机等。 其特点是结构简单、自锁性好，但传 动效率较低。

他励直流电动机的机械特性

他励直流电动机的机械特性

一.能耗制动 1.他励电动机能耗制动电路图及电路特点 1.他励电动机能耗制动电路图及电路特点
他励电动机能耗制动电路原理( 他励电动机能耗制动电路原理(图9-18)
能耗制动时的机械特性为：
Ra + R B Tem = 0 − β Tem 2 C eCT Φ N
n=−
n
制动瞬间 工作点
电动机状态工 作点
启动时电枢电流过渡过程( 启动时电枢电流过渡过程(图9-12)
(7)结论 请看下表： 可以看出： 理论上，只有当时间 n 趋于无穷 时，转速才能达到稳态值 ，但实 际上，由于当 t =（3 ~ 4）TtM 时 ，系统转速已达到稳定运行转速 nz 的 95% ~ 98% 所以，一般可认为经过 3 ~ 4 个 时间常数，转速便达到稳定值， 过渡过程结束
任意给出两点如 T = 0（空载点）和 T = TN通过这两点得连线即为固有机 械特性 (二)人为机械特性的绘制 二 人为机械特性的绘制 各种人为机械特性的计算较为简单，把相应的参数值代入对应的人为机械 特性方程式即可。
四.电力拖动系统稳定运行的条件
我们的任务是什么？ 分析生产机械负载转矩特性与电动机的机械特性的配合问题 1.稳态时电动机电流由负载大小决定 1.稳态时电动机电流由负载大小决定 (1)转矩平衡 当他励电动机机械特性 n = f(T)为 3，恒转矩负载特性 n = f(TZ)为 1 因转矩 T 与 TZ 方向相反、大小相等而相互平衡 时，转速为某一稳定值，拖动系统处于稳态 (2)稳态运行 两个特性的交点 A ，转速都是 nA，电磁转矩 等于负载转矩（= TZ1） 交点A表明电力拖动系统的某一稳态运行点 (3)负载发生变化 如负载增大，负载转矩特性由 1 变为 2 。 转速开始时仍为 nA，电磁转矩 T 还是由 A 点决定,因为 T = TZ1< TZ2 所以 dn/dt < 0 ，系统进入动态减速过程 两种不同负载的n= 31，2—两种不同负载的n=f(TZ) 3- n=f(T) 两种不同负载的

三相异步电动机的机械特性PPT课件

三相异步电动机的机械特性PPT课件
第24页/共75页
作业：10-1、102
第25页/共75页
第 十 章 异步电动机的电力拖动
10.2 三相异步电动机的各种运转状态
1. 能耗制动
3~
(1) 制动原理
制动前
S1
S1 合上，S2 断开， M 为电动状态。
S2 Rb ＋
U
I1
－
制动时
Φ
S1 断开，S2 合上。 F
定子: U →I1 →Φ 转子: n →E2 → I2
本章教学目的：
1、掌握异步电动机机械特性的三种表达式 2、掌握异步电动机固有机械特性与人为机械 特性及曲线画法 3、掌握异步电动机的各种运转状态计算 4、掌握调速及制动电阻计算
第1页/共75页
重点和难点：
重点：1、运转状态及其制动电阻计算 2、调速电阻计算
难点：1、运转状态分析及其制动电阻 计算
2、调速电阻推导公式
M 将可能反向起动。
第31页/共75页
第 十 章 异步电动机的电力拖动
② 制动效果 取决于 Rb 的大小。
③ 制动时的功率
Pe = m1I2'2 R2'＋s Rb＞' 0 Pm = (1－s ) P＜e 0
PCu2 = m1(R2'＋Rb' ) I2'2 = Pe－Pm
= Pe＋|Pm|
2
b
c
转子 电阻 消耗 掉
机
的s
(s
r22 sm2
sm
2r1
r2 s
，
)2 0
r22 在s任2
何
s
s s 值 时 都 m
sm s
2 r1sm sm
有： r2
s，

第九章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态 第一节 三相异步电动机机械特性的三种表达式

第九章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态 第一节 三相异步电动机机械特性的三种表达式

U
2 X
(10 17)
R12
(X1
X
' 2
)
2
正号对应于电动机状态，而负号则适用于发电机状态 考虑 R1 << ( X1 + X2') ,可得：
Sm
R2'
X1
X
' 2
(10 18)
Tm
m1U
2 X
20 ( X1
X
' 2
)
(10 19)
可以看出：
4.几点规律
1)当电动机各参数及电源频率不变时， Tm 与 UX2 成正比，sm 因与 UX 无关而保持不变
二.异步电动机机械特性的参数表达式
采用参数表达式可直接建立异步电动机工作时转矩和转速关系并 进行定量分析
E
' 2
2f1W1kW1 m (10 5)
0
2f
p
(10 6)
T
m1 0
E
' 2
I
' 2
c
os
' 2
(10 7)
E
' 2
I
' 2
Z
' 2
(10 8)
R2'
c
os
' 2
PT
3I
2 2
R2 R f s
(10 44)
转子轴上机械功率为
P2 PT (1 s) (10 45)
s > 1，P2 为负值，即电动机由轴上输入机械功率 转子电路的损耗为
DP2 PT (1 s) (10 45)
DP2 数值上等于 PT 与 P2 之和，所以反接制动时能量损耗极大 3)用途 可以用于稳定下放位能性负载

异步电机机械特性ppt课件

异步电机机械特性ppt课件

n0－nN
n0
=
1 500－1440
1 500
= 0.04
.
三相异步电动机的机械特性
sM = sN (MT＋ MT2－1 )
= 0.04 ( 2.2 ＋ 2.22－1 ) = 0.1664
60 TN = 2
PN nN
=
60 2
×71
500 440
N·m = 49.76 N·m
TM = MT TN = 2.2×49.76 N·m = 109.47 N·m
动机，若 TL = 200 N·m，试问能否带此负载： (1) 长期运行；(2) 短时运行；
(3) 直接起动（设 Ist 在允许范围内）。
解：查电工手册得知该电机的 PN = 45 kW，
nN = 2 970 r/min，MT = 2.2， st = 2.0。
(1) 电动机的额定转矩
60 TN = 2
② sM∝R2 ， TM 与 R2 无关。
MT =
TM TN
额定电磁转矩
.
三相异步电动机的机械特性
若忽略 T0，则
60
TN = 2
PN nN
整理上面各式，得
T = ssM2+TMssM 解上述方程，可得
［ ］ ( ) s
sM =
TM ± T
TM 2 －1 T
=
sM s
※ 根据 s 和 sM 的相对大小，取“＋”或取“－”。
TL(T0) n T (T2)
(1) 恒转矩负载特性 ① 反抗性恒转矩负载
由摩擦力产生的。 当 n＞0， TL＞0。 当 n＜ 0，TL＜0。 如机床平移机构、 压延设备等。
.
n
－TL

机械原理课件9 凸轮机构

机械原理课件9 凸轮机构

1、凸轮廓线设计的基本原理
• 解析法、作图法 • 相对运动原理法:(也称反转法) • 此时，凸轮保持不动
• 对整个系统施加 -ω
运动
• 而从动件尖顶复合运动的 轨迹即凸轮的轮廓曲线。
-ω
A A A A A A A A
1 2
3’ 2’ 1’
ω
r0
1
O
2 3
3
2.用作图法设计凸轮廓线
1)对心直动尖顶从动件盘形凸轮
e
对心平底推杆凸轮机构
平底摆杆凸轮机构
从动件与凸轮之间易形成油膜，润滑状况好，受力平稳， 传动效率高，常用于高速场合。但与之相配合的凸轮轮廓 必须全部外凸。
偏心平底推杆凸轮机构
滚子摆杆凸轮机构
e
§9－2 推杆的运动规律
一.推杆常用的运动规律
凸轮机构设计的基本任务: 1)根据工作要求选定凸轮机构的形式; 2)推杆运动规律; 3)合理确定结构尺寸; 4)设计轮廓曲线。
a
2h 2
02
2 sin 0

R= 2
h
A 0 1 v
2
3 4
5
6
7
8

回程： s＝h[1-δ /δ
0
′)/2π
0
′
+sin(2π δ /δ
0
0
]

v＝hω [cos(2π δ /δ 0’)-1]/δ a＝-2π
hω 2 sin(2π δ /δ
′
FI ma 0
(1).对心直动尖顶从动件盘形凸轮
s
h
对心直动尖顶从动件凸轮机构 中，已知凸轮的基圆半径rmin， 角速度ω和从动件的运动规律， 设计该凸轮轮廓曲线。 设计步骤小结：

直流电动机的机械特性PPT课件

nF n
I
F
16
2.2 直流电机的基本原理
4.直流电动机的基本关系
1）电磁力矩方程
+
U
Tem Cm Ia （2-1）
_
式中
pN
Cm 2 a
当磁场 一定时
电机转矩常数；
Tem Km Ia
式中 Km Cm —转矩系数；
第17页/共60页
IB
nF n
I
F
17
2.2 直流电机的基本原理
4.直流电动机的基本关系
+
U
应用：机电系统驱动控制
_
2）发电机原理
I，U 直流电机
T，n
应用：机电系统制动控制
+
U
电机：电 能 机械能，称可逆原理
_
第13页/共60页
IB
nF n
I
F
IB
n
I
T
n
13
2.2 直流电机的基本原理
4.直流电动机的基本关系
1）电磁力矩方程
+
电磁力定律： （左手定理）
U
_
载流导体在磁场中，受电磁力作用；
p p0 pCua pFe pm ps pCua
24
第24页/共60页
2.2 直流电机的基本原理
4.直流电动机的基本关系
5）功率平衡关系
他励电机稳态运行时的功率流程图
P1 P2 p
p pCua pFe pm ps
25
第25页/共60页
2.3 直流电动机的机械特性
2.3.1 他励电动机的机械特性
I
E
7
第7页/共60页
2.1 直流电机的基本结构及类型

09-03机械系统运动方程及其求解


J dω M dt
上式可改写为:
（9.3-7）
9.3 机械系统运动方程及其求解
dddωωt MMJ
α
α
ωdt ω0J αt
ω
ω000ωαωt0t0t1212αtα2t
2
（9.3-8）
式中，0、ω0为等效构件起始位置的角位移和角速度; 为等效构
件角加速度。
这类问题常见于恒定载荷的齿轮传动或机械制动过程中。
9.3 机械系统运动方程及其求解
4. 等效力矩是位置和速度的函数，等效转动惯量是位置的 函数
这类问题采用式(9.3-1)列出其运动方程式
d
1 2
J
ω2
M
,
ωd
这是一个非线性微分方程，通常难以求出其解析解。一般
情况下只能用数值方法求解。
首先，构造一个适宜于数值解的迭代计算公式。为此，将
上式展开
1 ω2dJ J dω M ,ωd
图9-4 简单机械系统
9.3 机械系统运动方程及其求解
内使该传动系统停止运转，问所需的制 动力矩Mr为多大？ 解：选取制动器B所在轴系为等效构件， 其角速度ω３为
ω3
1
i12i23
2π 1420 60
1 2.5 4.5
13.218 rad s 由式（9.2-6），求得其等效转动惯量J
图9-4 简单机械系统
9.3 机械系统运动方程及其求解
9.3.1 机械系统方程式
求解机械的真实运动规律,首先列出机械系统运动方程式。
由于平面单自由度机械系统的动力特性等价于其等效动力学模型,
为此,研究机械系统的运动规律问题就简化为研究等效构件的运
动规律问题。
若以曲柄为等效构件,根据动能定理,其微分形式的动能方程

甲板机械课件

本节主要内容
主要内容：—— 两大点。 一.起货机运行工作特点 ； 二.对电力拖动及控制的要求 ；
学习要求： 1.要求知道起货机的工作特点； 2.对电力拖动及控制的要求包含两方面： ⑴.对电动机的要求； ⑵.对控制线路的要求。
—— 这些要求是本节的重点内容，要求一定要掌握。
甲板机械
• 起货机分类和工作制
[ 第三节要点 ] ：基本要求（电动机：六点；控制电 路：主要是“安全保护”）。
甲板机械
§9-4.直流电动起货机
本节主要内容
主要内容：—— 两部分内容： 一. 双输出G - M系统起货机； 二. 晶闸管直流电动起货机。
学习要求： 1.了解船舶直流电动起货机的类型；知道“G-M系统”
及“双输出G-M起货机”工作原理； 2.了解船舶直流电动起货机的可能发展趋向 —— 晶闸
特点：调速性能好，但系统庞大，维护量大。
甲板机械
• 双输出直流发电机
励磁：发电机有两个励 磁支路，每个支路电流单独 调节。
电枢：发电机电枢分成 两部分，由于每个磁极下的 绕组元件支路感应的电动势 取决于该磁极的磁通，因此 相同励磁磁极下的电枢绕组 元件支路电势相等，可单独 输出，且不互相干扰。
甲板机械
甲板机械
空气断路器
QS
电源开关 SA
起锚 抛锚 3210123
手柄在零位时，将电源开关SA闭合，合
上空气断路器QS，由于手柄在零档时主令控
手
制器的触点只有SA1一路接通，此时KA2线圈
0
柄 位
通电自锁触头闭合，控制线路有电。为其它
操作做准备。
甲板机械
空气断路器
QS
电源开关 SA
起锚 抛锚 3210123

电机学PPT课件-直流电动机


3
机电一体化设计
结合机械、电子、信息等多学科知识，进行直流 电动机的优化设计，实现高效、紧凑、可靠的设 计目标。
THANKS
感谢观看
电动车与新能源汽车
随着电动车和新能源汽车的普及，直流电动机作为动力源将得到 更广泛的应用。
智能家居与家电
直流电动机在智能家居和家电领域的应用将不断拓展，如智能吸 尘器、电动窗帘等。
直流电动机的创新研究
1 2
新材料与新工艺
研究新型材料和制造工艺，提高直流电动机的性 能和可靠性。
控制策略优化
研究先进的控制算法和策略，提高直流电动机的 响应速度和稳定性。
电机学ppt课件-直 流电动机
目录
• 直流电动机简介 • 直流电动机的特性 • 直流电动机的控制 • 直流电动机的常见故障与维护 • 直流电动机的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
直流电动机简介
直流电动机的基本结构
定子
固定部分，包括主磁极和换向器。
转子
旋转部分，由导电的电枢绕组和铁芯组成。
换向器
大。
转矩与磁通关系
02
在一定范围内，转矩与磁通成正比。但当磁通增加到一定程度
时，转矩增加趋缓。
转矩与转速关系
03
在一定转速范围内，转矩与转速成反比。转速越高，转矩越小
。
直流电动机的机械特性
机械特性方程
直流电动机的机械特性方 程表示了电动机的转速、 转矩和电源电压之间的关 系。
固有机械特性
固有机械特性是指在一定 励磁电流和电枢电压下的 机械特性。
当电机发生缺相故障时，自动切断电源，防 止电机因缺相而损坏。
04
CATALOGUE
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n0点称为理想空载点 ：
n0
U C e
3 如何改变n0 点的位置？
.
10
4 实际中空载转速的情况如何？
▪ 由于空载转矩（ 铁心损耗和机械损耗）的
存在,造成实际的空载转速不在理想空载转
速点，而实际空载转速点略低于理想控制
转速点。
他励直流电动 机的机械特性
n0 n0 CeCRT2 T0
.
11
5.如何评价机械特性的好坏？
转速降：
Δn R TT
CeCT2
B越大，转速降越大，称为机械特性越软，如B 小，称机械特性硬。一般希望机械特性硬，这 样负载变化时对转速的影响较小
额定转速变化率：
他励直流电动 机的机械特性
nN%n0nNnN10% 0
.
12
6 为什么最后一段的机械特性曲线会上翘？
当电枢电流较大时，由于饱和的影响，产生去磁作用。磁 通降低，转速就要回升，机械特性在负载大时呈上翘现象。
固有机械特性是一条直线，只要求出线上两个点的数据，就可 绘出这条直线。一般选择理想空载及额定运行两点较为方便。
理想空载点
n0
UN
Ce N
其中
IN， UN及nN 为已知，Ra 可以估算
CeNE nN NUN nN INRa
Ra 12~32UNIINN 2PN
额定运行点
TNCTNIN
.
20
（二）人为机械特性的绘制
代入上式得：
UR
nCeCeCT2 T .
4
电动机的机械特性是指电动机的转速n与电磁转矩T 的关系 n=f(T)
机械特性方程：
nCUeCeCRT2 T
令
n0
U
C e
R CeCT 2
得 nn0 T
.
5
机械特性方程能告诉我们什么？
nCUeCeCRT2 T
1.转速和负载的关系？ 2. 在n0点上，负载的情况如何？ 3. 如何改变n0 点的位置？ 4.实际中空载转速的情况如何？ 5.如何评价机械特性的好坏？ 6.为什么最后一段的机械特性曲
稳定运行点
不稳定运行点
.
23
具体是如何变化的？
▪ 电压变化时的情况 ▪ 负载变化时的情况
.
24
各种人为机械特性的计算较为简单，只要把相应的参数值代入 相应的人为机械特性方程式即可。
[例9-1 ] 一台Z2 型他励直流电动机的铭牌数据为：PN 22kW UN 220V IN 116A nN150r/0min
试计算其机械特性。
解
R a3 2 U N II N N 2 P N 3 2 2 2 1 10 1 2 1 26 6 2Ω 0 0 .0 1Ω 0 74
如果电力拖动系统原在交点处稳定运行，由于出现某种干扰作用
（如电网电压波动、负载转矩的微小变化等），使原来两种特性的
平衡变成不平衡，电动机转速便稍有变化，这时，当干扰消除后，
拖动系统必须有能力使转速恢复到原来交点处的数值。电力拖动系
统如能满足这样的特性配合条件，则该系统是稳定的，否则是不稳
定的。
.
22
线会上翘？
.
6
理想空载转速
n0
U
C e
电动机实际空载转速
n0
n0
R
CeCT2
T0
电动机带负载后的转速降
R
ΔnCeCT2
TT
nN%n0nNnN10% 0
.
他励直流电动 机的机械特性
7
1 转速和负载的关系？
nCUeCeCRT2 T
.
8
2 在n0点上，负载的情况如何？
nCUeCeCRT2 T
.
9
2 在n0点上，负载的情况如何？
第九章 直流电动机的电力拖动
第一节 他励直流电动机的机械特性
.
1
提要
▪ 一、机械特性方程式 ▪ 二、固有机械特性与人为机械特性
1）电枢串联电阻时的人为机械特性 2）改变电压时的人为机械特性 3）减弱电动机磁通时的人为机械特性
▪ 三、机械特性的绘制
1）固有机械特性的绘制 2）人为机械特性的绘制
▪ 四、电力拖动稳定运行的条件UR Nhomakorabean
T
Ce CeCT2
电枢反应对机 械特性的影响
.
13
.
14
二、固有机械特性与人为机械特性
当他励电动机电压及磁通均为额定值时，电枢没有串联电阻时 的机械特性称为固有机械特性。
nCU eNNCeCRT a N2T
根据上面的公式，有哪些方式可以人为地改 变机械特性呢？
.
15
1 电枢串联电阻
nCU eNNCReaCTRN Ω2T
C e N U N n N IN R a 22 1 10 1 5 0 .1 6 07 V 04/( r0 ./1 m V 3i3 /n ()r
理想空载点 T 0
n
n0
UN
CeN
220r/min165r/0min 0.133
额定点
.
21
T T N 9 . 5 C eN 5 I N 9 . 5 0 . 1 5 1 3 N m 1 3 1 . 6 3 N 4 m 7
.
2
一、机械特性方程式
写出下列方程式：
感应电动势：Ea=？ 电磁转矩： Te=？ 电路电动势平衡方程： U=？
能量守恒： P=F（Ea）=F（Te）
.
3
一、机械特性方程式
感应电动势： Ea Cen
电磁转矩： TCTIa
电路电动势平衡方程：UEaIaR
电机转速特性： n U IaR
Ce
将
Ia
T CT
四、电力拖动稳定运行的条件
他励直流电动机 的机械特性
现在讨论：生产机械负载转矩特性 与电动机的机械特性这两种特性的 配合问题。
在电力拖动运动方程式中已指出， 当转矩T 与Tz 方向相反，大小相等 负载特性 而相互平衡时，转速为某一稳定值， 拖动系统处于稳态，或称静态
负载特性
两种特性有交点仅是稳定运行的必要条件。稳定运行的充分条件是：
他励直流电动机 固有机械特性
电枢串联电阻时 的人为机械特性
.
16
2 改变电压
n U
CeN
CeCRT a N2
T
电压不同时的人为机
械特性 UNU1U2
.
17
3 减弱电动机磁通
nCUeN CeCRTa2T
nCUeN CRea Ia
N 1 2
.
N12
18
.
19
三、机械特性的绘制
（一）固有机械特性的绘制