电力拖动系统的动力学基础
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第一章电力拖动系统的动力学基础1-1什么是电力拖动系统?它包括那几部分?都起什么作用?举例说明.答:由原动机带动生产机械运转称为拖动。
用各种电动机作为原动机带动生产机械运动,以完成一定的生产任务的拖动方式,称为电力拖动。
电力拖动系统,一般由电动机、机械传动机构、生产机械的工作机构、控制设备和电源五部分组成。
其中,电动机作为原动机,通过传动机构带动生产机械的工作机构执行某一生产任务;机械传动机构用来传递机械能;控制设备则用来控制电动机的运动;电源的作用是向电动机和其他电气设备供电。
1-2电力拖动系统运动方式中T ,T n 及n 的正方向是如何规定的?如何表示它的实际方向?答:设转速n 对观察者而言逆时针为正,则转矩T 与n 的正方向相同为正;负载转矩T L 与n 的正方向相反为正。
与正方向相同取正,否则取反。
1-3试说明GD 2的概念答:J=gGD 42即工程中常用表示转动惯量的飞轮惯量。
1-4从运动方程式中如何看出系统是处于加速、减速、稳速或静止等运动状态?答:当L T T >时,0>dt dn ,系统加速;当L T T <时,0<dt dn ,系统减速。
当L T T =时,0=dt dn ,转速不变,系统以恒定的转速运行,或者静止不动。
1-5多轴电力拖动系统为什么要折算为等效单轴系统?答:多轴电力拖动系统,不同轴上有不同的转动惯量和转速,也有相应的反映电动机拖动的转矩及反映工作机构工作的阻转矩,这种系统比单轴拖动系统复杂,计算较为困难,为了简化计算,一般采用折算的办法,把多轴电力拖动系统折算为等小的单轴系统。
1-6把多轴电力拖动系统折算为等效单轴系统时负载转矩按什么原则折算?各轴的飞轮力矩按什么原则折算?答:功率相等原则;能量守恒原则.1-7什么是动态转矩?它与电动机负载转矩有什么区别?答:动态转矩是指转矩是时间的函数.而负载转矩通常是转速的函数.1-8负载的机械特性有那几种类性?各有什么特点?答:恒转矩负载特性:与n 无关,总是恒值;恒功率负载特性:与n 成反比例变化;通风机负载特性:与n 2成正比例变化。
第八章 电力拖动系统的动力学基础(Dynamics basis of e-power dragging system)电机拖动系统是用电动机来拖动机械运行的系统。
包括:电动机、传动机构、生产机械、控制设备和电源五个部分。
它们之间的关系如下本章主要介绍电力拖动系统的运动方程、负载转矩特性。
8.1电力拖动系统的运动方程式(kinematics equation)一.运动方程式电力拖动系统运动方程式描述了系统的运动状态,系统的运动状态取决于作用在原动机转轴上的各种转矩。
根据如图给出的系统(忽略空载转矩),可写出拖动系统的运动方程式:dtd J T T L em Ω=- 其中dtd J Ω 为系统的惯性转矩。
运动方程的实用形式: dt dn GD T T L em ⋅=-3752 系统旋转运动的三种状态1) 当L em T T =或0=dt dn 时,系统处于静止或 恒转速运行状态,即处于稳态。
2) 当L em T T >或0>dtdn 时,系统处于加速运行状态,即处于动态。
3) 当L em T T <或0<dtdn 时,系统处于减速运行状态,即处于动态。
二、运动方程式中转矩正、负号的规定首先确定电动机处于电动状态时的旋转方向为转速的正方向,然后规定:(1)电磁转矩em T 与转速n 的正方向相同时为正,相反时为负。
(2)负载转矩L T 与转速n 的正方向相同时为负,相反时为正。
传动机构 生产负载控制设备电源(3)惯性转矩dtdn GD ⋅3752的大小和正负号由em T 和L T 的代数和决定。
三、各种形状旋转体转动惯量的计算1.分两种情况1)旋转轴通过该物体重心;2)旋转轴不通过该物体重心;2.几种常见旋转物体转动惯量的计算1)小球; 2)圆环体;3)圆柱体; 4)长方体(过重心)5)长方体(不过重心); 6)圆锥体;7)圆柱体(圆杆,过重心) 8)圆柱体(圆杆,不过重心)8.2工作机构转矩、力、飞轮力矩和质量的折算(conversion)实际拖动系统为多轴系统,分析较为复杂——简化——引入折算概念——等效为单轴系统。