转动惯量和飞轮矩
飞轮矩与转动惯量
8.5.3 飞轮主要尺寸的确定飞轮的转动惯量确定后,就可以确定其各部分的尺寸了。
需要注意的是,在上述讨论飞轮转动惯量的求法时,假定飞轮安装在机械的等效构件上。
实际设计时,若希望将飞轮安装在其它构件上,则在确定其各部分尺寸时需要先将计算所得的飞轮转动惯量折算到其安装的构件上。
飞轮按构造大体可分为轮形和盘形两种。
●轮形飞轮图中,这种飞轮由轮毂、轮辐和轮缘三部分组成。
由于与轮缘相比,其它两部分的转动惯量很小,因此,一般可略去不计。
这样简化后,实际的飞轮转动惯量稍大于要求的转动惯量。
若设飞轮外径为D1,轮缘内径为D2,轮缘质量为m,则轮缘的转动惯量为(10.28)当轮缘厚度H 不大时,可近似认为飞轮质量集中于其平均直径D 的圆周上,于是得(10.29)式中, m D2称为飞轮矩 ,其单位为kg·m2。
知道了飞轮的转动惯量 ,就可以求得其飞轮矩。
当根据飞轮在机械中的安装空间,选择了轮缘的平均直径D后,即可用上式计算出飞轮的质量 m。
若设飞轮宽度为B (m),轮缘厚度为H(m),平均直径为D(m),材料密度为ρ(kg·m3),则(10.30)在选定了D并由式(10.28)计算出m后,便可根据飞轮的材料和选定的比值H/B由式(10.30)求出飞轮的剖面尺寸H和B,对于较小的飞轮,通常取H/B≈2,对于较大的飞轮,通常取H/B≈1.5。
由式(10.29)可知,当飞轮转动惯量一定时,选择的飞轮直径愈大,则质量愈小。
但直径太大,会增加制造和运输困难,占据空间大。
同时轮缘的圆周速度增加,会使飞轮有受过大离心力作用而破裂的危险。
因此,在确定飞轮尺寸时应核验飞轮的最大圆周速度,使其小于安全极限值。
●盘形飞轮当飞轮的转动惯量不大时,可采用形状简单的盘形飞轮,如图所示。
设m ,D和B分别为其质量、外径及宽度,则整个飞轮的转动惯量为(10.31)当根据安装空间选定飞轮直径D后,即可由该式计算出飞轮质量m 。
2转动惯量和飞轮转矩折算
1) 恒转矩型机械特性(TL为常数)
(a) TL为反抗转矩(摩擦转矩)时, l 恒与运动方向相反,阻碍运动 l 符号总是正的 l 如:金属切削机床等(切削力)
(b) TL为位能转矩时, l 作用方向恒定,与运动方向无关 l 符号有时为正,有时为负 l 如:卷扬机起吊重物等
2) 恒功率型机械特性(P为常数)
J1 j12
JL
j
2 L
2
m
2 M
GDZ2
N m2
GDM2
GD12 j12
GDL2 jL2
365
G 2
N
m / s 2
n2
M r / min2
注意:365
3) 多轴拖动系统的运动方程式
TM Nm
2) 制动
TM TL Td 0
(减速,直到停止)
2.2 多轴拖动系统的转矩折算
2.2.1 负载转矩折算(TL 为静态转矩)
根据静态时功率守恒原则,则
1) 旋转运动
传动效率
C
P出 P入
PL' PM
TL'L TL M
故 折算到电动机轴上的负载转矩 TL 为
TL
TL' L CM
TL'
C jL
(速比
jL
M L
)
2) 直线运动
传动效率
C
P出 P入
F TL M
故
TL Nm
9.55F N m/s n C M r / min
而
rad / s
2
转动惯量和飞轮力矩的关系
转动惯量和飞轮力矩的关系转动惯量和飞轮力矩的关系可不是一件简单的事,听起来就像是物理课上的一个老掉牙的话题,但其实这背后有很多有趣的故事哦。
想象一下,一个飞轮就像是个超级英雄,能在需要的时候给我们提供强大的动力。
它的转动惯量就像是它的身份牌,越重的身份牌,飞轮就越难以转动,但一旦它动起来,那可真是势不可挡。
你可能会想,飞轮和转动惯量之间到底有啥关系呢?哎,别急,慢慢来。
飞轮的力矩就像是小孩拉着风筝,风筝飞得越高,需要的力气就越大。
飞轮越重,转动惯量越大,要想让它转动起来,必须用更多的力矩。
这就好比你在运动的时候,想要举起一块大石头,光靠自己的力气可不够,得找个小伙伴帮忙。
这也解释了为什么在一些机械设备里,我们常常会看到飞轮的身影。
它们就是在帮助设备克服转动惯量,顺利运行。
大家都知道,惯性是物理中的“老大”,一旦飞轮转起来,简直就像是被施了魔法,转动的过程不再受到太多阻碍。
你会发现,飞轮在一些交通工具中尤其重要,像是汽车、火车、甚至是飞机。
想象一下,汽车在加速时,飞轮的力矩就像是给它打了一针强心剂,让它瞬间提速。
再比如,火车启动的时候,飞轮的转动惯量保证了它不会因为瞬间的加速而失控。
哇,这可真是个了不起的家伙,不是吗?而飞轮的设计就像是美食中的调味料,适当的添加才能让整体的性能达到最佳状态。
说到飞轮,咱们得提一下“平衡”这个概念。
飞轮在转动的时候,就像是一个调皮的小孩,随时可能摔倒,但如果设计得当,飞轮就能在转动中保持稳定。
想象一下,一个飞轮在快速旋转,它的重心就像是个魔术师,巧妙地保持平衡。
这个时候,转动惯量发挥了它的威力,让飞轮在各种环境中都能保持稳定,就算遇到风浪,也能轻松应对。
飞轮的力矩就像是一个坚实的后盾,让它在关键时刻展现出超强的能力。
再说说飞轮的应用吧,别小看它,这小东西在生活中可无处不在。
比如,洗衣机在甩干的时候,飞轮的力矩帮助衣物迅速脱水,几乎就像是给衣物上了个“干洗”的魔法。
健身器材中的飞轮,能够让你在锻炼时体验到更顺畅的感觉。
同步电动机的转动惯量和飞轮转矩_冯大勇
同步电动机的转动惯量和飞轮转矩冯大勇,杨国峰吉林石化公司炼油厂和乙烯厂,吉林吉林(132021)摘要介绍了同步电动机正确选择转动惯量和飞轮转矩的必要性,转动惯量和飞轮转矩物理概念,二者间的换算关系,同步电动机的转动惯量和飞轮转矩的计算及新方法的应用,驱动往复式压缩机类型机械设备的同步电动机转动惯量的选择。
关键词转动惯量;飞轮转矩;同步电动机;往复式压缩机中图分类号:TM341文献标识码:A文章编号:1008-7281(2011)05-0017-03Inertia Moment and Flying Wheel Torque of Synchronous MotorFeng Dayong and Yang GuofengAbstract This paper introduces the necessity to correctly select the inertia moment and flying wheel torque of synchronous motor,and describes the physical concept,conversion rela-tionship and calculation methods of the two quantities.How to apply the new method and how to select the inertia moment of synchronous motor for driving machineries such as reciprocating compressor are also proposed.Key words Inertia moment;flying wheel torque;synchronous motor;reciprocating com-pressor0引言同步电动机主要用于驱动往复式压缩机,由于压缩机的自身特性,设计时必须保证压缩机曲轴的旋转角速度变化在合理范围内,以避免在运动机件连接处引起附加动载荷及在垂直于曲轴的平面内产生振动,影响机件的强度和降低机械效率。
发电机的转动惯量和飞轮力矩的关联
发电机的转动惯量和飞轮力矩的关联【发电机的转动惯量和飞轮力矩的关联】引言:发电机作为一种电力设备在现代社会中扮演着重要的角色。
当我们探讨发电机的性能和工作原理时,转动惯量和飞轮力矩是两个必须考虑的关键概念。
本文将深入剖析发电机的转动惯量和飞轮力矩之间的关联,并分享对这个主题的观点和理解。
1. 转动惯量的概念和重要性转动惯量是物体绕轴旋转时,其惯性对旋转加速度的抵抗程度的物理量。
在发电机中,转动惯量决定了发电机在启动、停机和运行过程中的稳定性和响应能力。
较大的转动惯量意味着发电机能够存储更多的旋转能量,并能够在负载变化时提供更稳定的电能输出。
转动惯量是发电机设计和优化中需要考虑的重要因素。
2. 飞轮力矩的定义和作用飞轮力矩是指发电机转动时旋转部件所受到的力矩。
它产生的主要原因是转子的转动惯性和外部负载的影响。
飞轮力矩对发电机的运行和性能具有关键影响。
它可以平衡反作用力和负载变化,保持发电机的稳定运行。
较大的飞轮力矩使得发电机更能够应对外部负载的变化,减少启停时的能量波动,提高电能输出的质量。
3. 转动惯量与飞轮力矩的关联转动惯量与飞轮力矩之间存在着密切的关联。
较大的转动惯量会导致较大的飞轮力矩。
这是因为在转速恒定的情况下,较大的转动惯量需要较大的力矩才能改变其旋转速度。
而较大的飞轮力矩则可以提供更强的驱动力,以满足转动惯量的需求。
4. 转动惯量和飞轮力矩的影响因素转动惯量和飞轮力矩受到多种因素的影响。
其中包括发电机的物理结构和设计参数,如转子的质量和几何形状,转子轴承的摩擦和损耗等。
负载的变化和外部扰动也会对转动惯量和飞轮力矩产生影响。
通过合理的设计和优化,可以调整转动惯量和飞轮力矩以满足不同的运行需求。
5. 观点和理解转动惯量和飞轮力矩是发电机设计和性能优化中的重要考虑因素。
较大的转动惯量和飞轮力矩有助于提高发电机的稳定性和响应能力,从而提供更可靠的电能输出。
在实际应用中,我们需要根据具体的需求和运行条件,合理调整和控制转动惯量和飞轮力矩,以实现优化的发电机性能。
【资料】转动惯量和飞轮力矩汇编
d T TZ J dt
T:电磁转矩; Tz:负载转矩,N.m
J:电动机轴上的总转动惯量,kg.m2
:电动机角速度,rad/s
在工程计算中,常用n代替表示系统速度, 用飞轮力矩GD2代替J表示系统机械惯性。
=2n/60
J =m2=(G/g)(D2 )/4=GD2/4g m:系统转动部分的质量,Kg G:系统转动部分的重量,N :系统转动部分的转动半径,m D :系统转动部分的转动直径,m g :重力加速度=9.8m/s2
暂态,减速
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d T-Tz=J dt
GD2
2dnGD2 dnT-Tz=4g
60
=
dt
375 dt
GD2 dn
T-Tz=
375 dt
系数375具有m/min.s量纲
GD2:系统转动部分的总飞轮惯量(飞轮矩)
电力拖动系统的运动状态:
当T=Tz
dn =0
dt
当T>Tz 当T<Tz
dn >0
dt
dn <0
dt
稳态,匀速 暂态,加速
转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
例题
• 动力学
位移与角度 速度 加速度 质量、转动惯量、飞轮转矩 牛顿定律 功、功率、动能
• • • • •
折算的原则 转矩的折算 作用力的折算 转动惯量和飞轮转矩的折算 直线运动质量的折算
例1 、
• 图示的电机拖动系统中,已知飞轮矩GDm2=14.7N· m2, GD12=18. 8 N· m 2,GDL2=120 N· m 2,拖动效率η1=0.91, η2=0.93,负载转矩TL=85 N· m,转速n=2450r/min, n1=810r/min,nL=150r/min,忽略电动机空载转矩,求: • 折算到电动机轴上的系统总惯量J; • 折算到电动机轴上的负载转矩 。
2 1 GDd dn 1 + ( 2 2 2) 375 j1 j 2 j3 dt 1 2 3
800 2 2 .7 9 (3.5+ 2 + 2 + ) 2 2 2 2 2 3 375 2 0.9 2 1.5 0.9 2 1.5 2 0.9 800 4.769=10.17 N .m 2 = 375
2n f
150 2 3.1416 241.7 103 3.796KW 切削功率 P T f T 60 60
( 2 )电动机输出功率 P2
P
1 2 3
2 a
3.796 5.207KW 0.9 0.9 0.9
2 GDb2 GDc2 GDd ( 3 )系统总飞轮矩 GD GD 2 2 2 2 2 2 j1 j1 j 2 j1 j2 j3 2
2
m , GDc2 =2 .7 N· m , GDd2 =9 N· m ,各级传动效率1 = 2 =3 =90% , 动机轴), GDb2 = 2 N·
转动惯量和飞轮力矩.ppt
J:电动机轴上的总转动惯量,kg.m2
:电动机角速度,rad/s
在工程计算中,常用n代替表示系统速度, 用飞轮力矩GD2代替J表示系统机械惯性。
=2n/60 J =m2=(G/g)(D2 )/4=GD2/4g m:系统转动部分的质量,Kg G:系统转动部分的重量,N
电源
控制设备 电动机 传动和工作机构
一. 运动方程式 电动机作直线运动(直线电动机):
dv F FZ m dt
电动机作旋转运动:
d T TZ J dt
电动机运行时的轴受力如图示,由力学定律可知,其必须遵守上列 方程式: n 电动机 T T0 T2 生产机械 T 轴 n
Tz
d T TZ J dt
电力拖动系统的运动状态: 当T=Tz
dn
dt dn dt dn
=0
稳态,匀速
暂态,加速 暂态,减速
当T>Tz
当T<Tz
>0
<0
dt
T-Tz=J
d dt
:系统转动部分的转动半径,m
D :系统转动部分的转动直径,m
g :重力加速度=9.8m/s2
GD2 4g 2 60 dn dt GD2 375 dn dt
T-Tz=
=
T-Tz=
GD2 375
dn dt
系数375具有m/min.s量纲
GD2:系统转动部分的总飞轮惯量(飞轮矩)
电动机角速度radsdzdttjdt???在工程计算中常用n代替?表示系统速度用飞轮力矩gd2代替j表示系统机械惯性
8-1 电力拖动系统的运动方程
引言:电力拖动系统的基本概念 拖动:用原动机使生产机械产生运动,以完成一定的生产任 务。 电力拖动:是用各种电动机作为原动机的拖动形式。
发电机转动惯量和飞轮力矩的关系
发电机转动惯量和飞轮力矩的关系
发电机转动惯量和飞轮力矩的关系
发电机作为重要的能源转换设备,在各种工业生产和电力供应领域广
泛应用。
而发电机的性能是影响其工作效率和稳定性的重要指标之一,其中转动惯量和飞轮力矩成为了评估发电机性能的重要参数。
转动惯量是指发电机旋转时所具备的惯性,即旋转质量产生的惯性阻力。
当发生外力作用时,转动惯量越大,发电机的角加速度就越小,
从而使转速变化缓慢,发电机运行更加平稳。
而飞轮力矩是指在发电
机转速比较恒定时,对电网产生的功率波动补偿的能力。
飞轮力矩越大,发电机输出的电力波动就越小,从而提高了电网的稳定性。
因此,在理论上,转动惯量和飞轮力矩是成正比例关系的,即转动惯
量越大,它的飞轮力矩也就越大。
但实际上,发电机的每种技术都有
一定的转动惯量和飞轮力矩的设计和限制。
在发电机生产和使用过程中,需要根据其实际需求和技术水平,综合考虑转动惯量和飞轮力矩
之间的关系,以达到最佳的效果。
总之,转动惯量和飞轮力矩作为发电机的重要性能参数,对发电机的
工作效率、稳定性和安全性都有着重要影响。
因此,在发电机设计和
使用中,需要认真考虑转动惯量和飞轮力矩之间的关系,以实现设备的最佳性能和效果。
飞轮矩与转动惯量
8.5.3 飞轮主要尺寸的确定飞轮的转动惯量确定后,就可以确定其各部分的尺寸了。
需要注意的是,在上述讨论飞轮转动惯量的求法时,假定飞轮安装在机械的等效构件上。
实际设计时,若希望将飞轮安装在其它构件上,则在确定其各部分尺寸时需要先将计算所得的飞轮转动惯量折算到其安装的构件上。
飞轮按构造大体可分为轮形和盘形两种。
●轮形飞轮图中,这种飞轮由轮毂、轮辐和轮缘三部分组成。
由于与轮缘相比,其它两部分的转动惯量很小,因此,一般可略去不计。
这样简化后,实际的飞轮转动惯量稍大于要求的转动惯量。
若设飞轮外径为D1,轮缘内径为D2,轮缘质量为m,则轮缘的转动惯量为(10.28)当轮缘厚度H 不大时,可近似认为飞轮质量集中于其平均直径D 的圆周上,于是得(10.29)式中, m D2称为飞轮矩 ,其单位为kg·m2。
知道了飞轮的转动惯量 ,就可以求得其飞轮矩。
当根据飞轮在机械中的安装空间,选择了轮缘的平均直径D后,即可用上式计算出飞轮的质量 m。
若设飞轮宽度为B (m),轮缘厚度为H(m),平均直径为D(m),材料密度为ρ(kg·m3),则(10.30)在选定了D并由式(10.28)计算出m后,便可根据飞轮的材料和选定的比值H/B由式(10.30)求出飞轮的剖面尺寸H和B,对于较小的飞轮,通常取H/B≈2,对于较大的飞轮,通常取H/B≈1.5。
由式(10.29)可知,当飞轮转动惯量一定时,选择的飞轮直径愈大,则质量愈小。
但直径太大,会增加制造和运输困难,占据空间大。
同时轮缘的圆周速度增加,会使飞轮有受过大离心力作用而破裂的危险。
因此,在确定飞轮尺寸时应核验飞轮的最大圆周速度,使其小于安全极限值。
●盘形飞轮当飞轮的转动惯量不大时,可采用形状简单的盘形飞轮,如图所示。
设m ,D和B分别为其质量、外径及宽度,则整个飞轮的转动惯量为(10.31)当根据安装空间选定飞轮直径D后,即可由该式计算出飞轮质量m 。
飞轮矩与转动惯量的关系
飞轮矩与转动惯量的关系1. 飞轮矩的基本概念嘿,大家好,今天咱们聊聊一个挺有意思的话题——飞轮矩和转动惯量。
乍一听,可能觉得有点高深,但其实生活中到处都是这两位“大神”的身影。
飞轮矩,简单说就是物体在转动时所需要的力气。
想象一下,你在给一个旋转的秋千推力,那个推的力度就跟飞轮矩有关。
飞轮矩不仅影响着转动的速度,还能决定物体转动时的稳定性。
好比一辆车,如果飞轮矩足够大,它的加速就会像火箭一样迅猛,真是快得让人眼花缭乱!1.1 转动惯量的角色说到转动惯量,那可是飞轮矩的小伙伴。
转动惯量就像是物体的“肥胖程度”,重的东西转起来就需要更多的力气。
这就像推一个大胖子跟推一个瘦子,绝对不是一个概念。
转动惯量跟物体的质量和它的形状有关。
比如,转动一根长杆,杆的两端质量分布不一样,转动起来的感觉也会完全不同。
想象一下,你手里有一根长棍子,一头是金属的,另一头是羽毛的,旋转的时候,那种差别可不是开玩笑的!1.2 二者的关系那么,飞轮矩和转动惯量之间到底有什么关系呢?简单来说,飞轮矩=转动惯量×角加速度。
这公式听起来有点复杂,但其实就是在告诉我们:要想物体转得快,就得有足够的飞轮矩,而这个飞轮矩又受转动惯量的影响。
你可以把它想象成骑自行车:如果车子重,推起来就得使劲;而如果车子轻,那就轻松多了。
这就是飞轮矩和转动惯量之间的微妙关系,真是相辅相成,缺一不可!2. 实际应用好啦,光说理论还不够,咱们得看看这俩家伙在生活中的实际应用。
想象一下,咱们在健身房挥汗如雨,举着杠铃。
如果杠铃的设计合理,转动惯量小,那你就能轻松愉快地完成一组动作,仿佛自己变成了超人;反之,如果杠铃设计得不够合理,举起来就像扛着大山,那可真是让人心累,直接能让你气喘吁吁。
2.1 运动中的飞轮矩而在运动中,飞轮矩的影响可大了!比如说,转体运动,像跳水或者花样滑冰,运动员在空中翻转时,飞轮矩的大小直接影响他们转动的速度和稳定性。
如果飞轮矩足够大,他们就能在空中自由旋转,优雅得像一只优雅的天鹅;如果飞轮矩不够,转动时就像个打转的陀螺,没法控制,真是“越转越晕”的感觉。
转动惯量和飞轮力矩
引言:电力拖动系统的基本概念 拖动:用原动机使生产机械产生运动,以完成一拖动形式。
电力拖动系统的组成
电源
控制设备
电动机
传动和工作机构
一. 运动方程式 电动机作直线运动(直线电动机):
dv F FZ m dt
电动机作旋转运动:
d T TZ J dt
电动机运行时的轴受力如图示,由力学定律可知,其必须遵守上列 方程式: n 电动机 T T0 T2 生产机械 T 轴 n
Tz
d T TZ J dt
T:电磁转矩; Tz:负载转矩,N.m
J:电动机轴上的总转动惯量,kg.m2
:电动机角速度,rad/s
在工程计算中,常用n代替表示系统速度, 用飞轮力矩GD2代替J表示系统机械惯性。
=2n/60 J =m2=(G/g)(D2 )/4=GD2/4g m:系统转动部分的质量,Kg G:系统转动部分的重量,N
d T-Tz=J dt
:系统转动部分的转动半径,m
D :系统转动部分的转动直径,m
g :重力加速度=9.8m/s2
GD2 4g 2 60 dn dt GD2 375 dn dt
T-Tz=
=
T-Tz=
GD2 375
dn dt
系数375具有m/min.s量纲
GD2:系统转动部分的总飞轮惯量(飞轮矩)
电力拖动系统的运动状态: 当T=Tz
dn
dt dn dt dn
=0
稳态,匀速
暂态,加速 暂态,减速
当T>Tz
当T<Tz
>0
<0
dt
转动惯量和飞轮力矩.ppt
引言:电力拖动系统的基本概念 拖动:ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ原动机使生产机械产生运动,以完成一定的生产任 务。 电力拖动:是用各种电动机作为原动机的拖动形式。
电力拖动系统的组成
电源
控制设备 电动机 传动和工作机构
一. 运动方程式 电动机作直线运动(直线电动机):
dv F FZ m dt
当T>Tz
当T<Tz
>0
<0
dt
g :重力加速度=9.8m/s2
GD2 4g 2 60 dn dt GD2 375 dn dt
T-Tz=
=
T-Tz=
GD2 375
dn dt
系数375具有m/min.s量纲
GD2:系统转动部分的总飞轮惯量(飞轮矩)
电力拖动系统的运动状态: 当T=Tz
dn
dt dn dt dn
=0
稳态,匀速
暂态,加速 暂态,减速
电动机作旋转运动:
d T TZ J dt
电动机运行时的轴受力如图示,由力学定律可知,其必须遵守上列 方程式: n 电动机 T T0 T2 生产机械 T 轴 n
Tz
d T TZ J dt
T:电磁转矩; Tz:负载转矩,N.m
J:电动机轴上的总转动惯量,kg.m2
:电动机角速度,rad/s
在工程计算中,常用n代替表示系统速度, 用飞轮力矩GD2代替J表示系统机械惯性。
=2n/60 J =m2=(G/g)(D2 )/4=GD2/4g m:系统转动部分的质量,Kg G:系统转动部分的重量,N
T-Tz=J
d dt
:系统转动部分的转动半径,m
D :系统转动部分的转动直径,m
飞轮矩与转动惯量
8.5.3 飞轮主要尺寸的确定飞轮的转动惯量确定后,就可以确定其各部分的尺寸了。
需要注意的是,在上述讨论飞轮转动惯量的求法时,假定飞轮安装在机械的等效构件上。
实际设计时,若希望将飞轮安装在其它构件上,则在确定其各部分尺寸时需要先将计算所得的飞轮转动惯量折算到其安装的构件上。
飞轮按构造大体可分为轮形和盘形两种。
●轮形飞轮图中,这种飞轮由轮毂、轮辐和轮缘三部分组成。
由于与轮缘相比,其它两部分的转动惯量很小,因此,一般可略去不计。
这样简化后,实际的飞轮转动惯量稍大于要求的转动惯量。
若设飞轮外径为D1,轮缘内径为D2,轮缘质量为m,则轮缘的转动惯量为(10.28)当轮缘厚度H 不大时,可近似认为飞轮质量集中于其平均直径D 的圆周上,于是得(10.29)式中, m D2称为飞轮矩 ,其单位为kg·m2。
知道了飞轮的转动惯量 ,就可以求得其飞轮矩。
当根据飞轮在机械中的安装空间,选择了轮缘的平均直径D后,即可用上式计算出飞轮的质量 m。
若设飞轮宽度为B (m),轮缘厚度为H(m),平均直径为D(m),材料密度为ρ(kg·m3),则(10.30)在选定了D并由式(10.28)计算出m后,便可根据飞轮的材料和选定的比值H/B由式(10.30)求出飞轮的剖面尺寸H和B,对于较小的飞轮,通常取H/B≈2,对于较大的飞轮,通常取H/B≈1.5。
由式(10.29)可知,当飞轮转动惯量一定时,选择的飞轮直径愈大,则质量愈小。
但直径太大,会增加制造和运输困难,占据空间大。
同时轮缘的圆周速度增加,会使飞轮有受过大离心力作用而破裂的危险。
因此,在确定飞轮尺寸时应核验飞轮的最大圆周速度,使其小于安全极限值。
●盘形飞轮当飞轮的转动惯量不大时,可采用形状简单的盘形飞轮,如图所示。
设m ,D和B分别为其质量、外径及宽度,则整个飞轮的转动惯量为(10.31)当根据安装空间选定飞轮直径D后,即可由该式计算出飞轮质量m 。
转动惯量和飞轮转矩折算
(2.2)
2 2 2 式中:J——转动惯量( J m mD / 4 GD / 4g )
GD2——飞轮惯量(飞轮转矩)
rad / s 2 nr / min
60
g = 9.81 m/s2
2.1.2 动态转矩Td
TM TL Td
或
TM TL Td
注:
当电动机转矩TM =负载转矩 TL时,动态转矩 Td = 0,系统处于静态或稳态,静态转矩TL也称 为稳态转矩。
2 GDL 2 jL
(当 j1 较大时) ( 取1.1~1.25)
2 式(2.4)改为: GDZ2 GDM
2) 直线运动
JZ JM J1 J L 2 2 2 m 2 j1 jL M
2 2 2 G GD GD N m / s 2 2 1 L GD M 2 2 365 2 j1 jL nM r / min 2
n n0 b点是稳定平衡点。 (∵ n > n b
b b
,TM < TL ;
n < n
,TM > TL)
O
T
异步电动机拖动直流他励发电机工 作时的特性
作业: P:13 2.1 ~ 5 , 2.7 ~ 11 (在题 2.8 中,划去
“以及折算……飞轮惯量GDZ2)
2.1.3 转矩方向的确定
1) TM与n方向一致 TL与n方向相反 2) TM与n方向相反 TL与n方向一致 TM取“+”号(拖动转矩TM) TL取“+”号(制动转矩TL) TM取“-”号(制动转矩TM) TL取“-”号(拖动转矩TL)
2.1.4 举例(如提升机)
1) 启动
TM TL Td 0