第二章 机电传动系统的动力学基础总结
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《机电传动技术》 第二章 机电传动系统的动力学基础
当干扰使n↑时,干扰消除后希望n↓这时如TM-TL<0则负加速 当干扰使n↓时,干扰消除后希望n↑这时如TM-TL>0则正加速 例：a、b两点 a点，当n↑时， TM↓，当干扰消除后 由于TM－TL<0,所以n↓ b点，当n↑时， TM↑，当干扰消除后 由于TM－TL>0,所以n↑，直到a点处平衡。
机电传动控制
机电传动系统的动力学基础
机电传动系统的运动方程
单轴机电传动系统
dω dn TM − TL = J =k dt dt
意义：Tm与TL之差将产生加速度 当Tm > TL时，加速 当Tm < TL时，减速 当Tm = TL时，匀速（平衡）
(TM − TL = Td )
3、TM与TL的正反 以转速的方向为准（n） TM：与n同向时为正（拖动） 反之为负（制动） TL ：与n反向时为正（制动） 反之为负（拖动） 例：提升重物 启动：Tm为正， TL正 制动： TL为正，Tm为负
TM − TL = Td
− TM − TL = Td
生产机械的机械特性
机械特性： 生产机械转轴（电机轴）上的负载转矩和转 速之间的函数关系。 1、恒转矩型机械特性 特点： 负载转矩为常数， TL ＝C 反抗转矩 位能转矩
与n同号（总制动）摩擦、切削力
方向一定吊重物
2、离心式通风机型机械特性 、 特点： TL = Cn 2 ，负载转矩与转速平方成正比
END
1、电动机和生产机械的机械特性 曲线应有交点
此处：Tm=TL（匀速） 例：曲线1和2，附合这个条件,有a、b交点 曲线1和3，不附合
2、当有外加干扰使n变化时，干扰消除后n应能自行恢 复到原状态。 该条件的判断原则是: 该条件的判断原则是 当n ↑, TM < TL 由运动方程看
2机电传动系统的动力学基础
n f (TL )
n
TL K / n
T 恒功率型机械特性
0
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第二章 机电传动系统的动力学基础
2.4 机电传动系统稳定运行的条件
系统稳定运行的充要条件
（1）两机械特性有交叉点；
Sm （2）Δn为在平衡点处的转速变 化， 当Δn>0时，TM<TL TM-TL<0； 当Δn<0时，TM>TL TM-TL>0 a点是稳定平衡点，b点不是。
2. 机电传动系统的 动力学基础
2.1 2.2 2.3 2.4 机电传动系统的运动方程式 负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算 机电传动系统的负载特性 机电传动系统稳定运行的条件
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第二章 机电传动系统的动力学基础
2.0 重点和难点
重点：
1.运用运动方程式分别判别机电传动系统的运行状态。 2.运用稳定运行的条件来判别机电传动系统的稳定运行点。
难点：
1. 根据机电传动系统中 TM 、TL、n 的方向确定 TM 、TL 是拖动转 矩还是制动转矩，从而判别出系统的运行状态，是处于加速、 减速还是匀速； 2. 在机械特性上判别系统稳定工作点时、如何找出 TM 、TL
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第二章 机电传动系统的动力学基础
n f (TL )
n
TL
TL C
n
-TL
例： TL T 提升机构； 帯式运输机； 金属切削机床等（a）反抗转矩
（ 摩擦转矩）
T
（b）位能转矩 （因重力产生的转矩）
（T与n的方向恒为相反）
（T的方向恒定与无关）
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第2章 机电传动系统的动力学基础1汇总
TL 470.4N m
解（1） TL
TLL c M
TL
c j
470.4 34.1N m 0.92 3 5
解：（2）飞轮矩的折算
GDZ2
(GDM2
GD12 ) (GD22
GD32 )
1 j12
(GD42
GDL2 )
1 jL2
(294 29.4) (78.4 49) 1 (196 450.8) 1 ]
方向相同。
不论n为正向还是负向，TL作用方向都不变。 设n为正时负载转矩阻碍运动，则特性在第一、四象限。
位能转矩
不难理解，在运动方程式中，反抗转矩TL的符号总是与 n 相同 为正；位能转矩TL的符号则有时与n 相同，有时与n相反。
离心式通风机型机械特性
TL Cn 2
虚线表示在有摩擦负载 的实际情况
n为负方向时TL为负，特性在第三象限。
2．位能转矩 ✓转矩大小恒定不变；
✓作用方向不变，与运动方向无关，即在某一方向阻 碍运动而在另一方向促进运动。
卷扬机起吊重物时，由于重物的作用方向永远向着地心，所 以，由它产生的负载转矩永远作用在使重物下降的方向，当电动
机拖动重物上升时，TL与n的方向相反；当重物下降时，TL和n的
一、单轴拖动系统
电动机 （M）
TL 生产机械
TM 图2.1 单轴拖动系统
MM
+TL
TM TL n c d / dt 0 TM TL n c d / dt 0
静态（稳态）
动态（加速 或减速）
单轴机电传动系统的运动方程式
TM
TL
J
d
dt
J m 2 mD2 / 4
(2.1)
G mg
2第二章 机电传动系统的动力学基础
n -TL 0 TL T
n
0
TL T
(a)反抗性负载
(b)位能性负载
（2）离心式通风机型负载特性（TL=Cn2） 按离心力原理工作，如离心式通风机，水泵。 （3）直线型负载特性（TL=Cn）如发电机的负载 与转速的关系
n
n
0
离心式通风机负载特性
TL 0
直线型负载特性
TL
（4）恒功率型负载特性（ TL=K/n ）如电动 机、发动机的转速和转矩的关系。
TL
C பைடு நூலகம்M
TL ' L
TL ' /(C j )
起重机提升重物： TL 9.55 Fv /( c nM ) 起重机下放重物： TL 9.55 Fv c / nM
'
飞轮转矩的折算（重要）
（根据能量守恒原则，即各轴上的动能之和等于折算到电机 轴之后的动能）
一、执行机构旋转运动时有：
输入功率：PM TLM 输出功率： PL Fv 传动效率： 起重机提升重物： c Fv /( TL w M )
起重机下放重物： ' c TL w M /( Fv )
折算转矩：起重机提升重物： TL 9.55 Fv /( c nM )
起重机下放重物： TL 9.55 Fv ' c / nM
(+ )
d TM TL J dt
2.2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的 折算
目的：生产中的机电系统大多是多轴拖 动系统，在分析此类系统时要将其转化 为单轴拖动系统。因此，需将多轴拖动 系统的动力参数折算到电机轴上。 原则：转矩（功率守恒）；转动惯量 （能量守恒）。
负载转矩的折算（重要）
第二章 机电传动系统的动力学基础总结
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电机与拖动
参考教材:
1.《电机与拖动基础》清华大学出版社 李发海主编 2. 《电机及电力拖动》机械工业出版社 周定颐主编
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电机与拖动
第2章 机电传动系统的动力学基础
掌握机电传动系统的运动方程式,用它来分析机电
传动系统的运动状态;
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例2:提升重物过程如右图示,写出运 动方程式. 解 : (a)中，提升重物，TM为正， TL为正，运动方程式为:
电机与拖动
GD 2 dn TM TL 375 dt
(b)中，仍为提升重物，但TM为负，
TL为正, 运动方程式为:
GD 2 dn TM TL 375 dt
TM
d J dt
定义式
GD 2 dn TL 375 dt
工程计算式
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电机与拖动
电力拖动系统正方向的规定：
先规定旋转方向为正方向，转速
n 的正方向一般选实际转向。
规定与n方向相同的TM为正,与n方 向相反的TL为正 规定与n方向相反的TM为负,与n方 向相同的TL为负。
2 2 2
产机械轴上的飞轮转矩。
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二、三轴直线运动折算到电动机轴上
1.负载转矩的折算
转矩折算的原则：系统传递的功率不变 1）平移运动
总质量mｚ
电机与拖动
刨刀
F
n TM 电动机
v
切削功率：P L Fv
T L Fv c T L Fv 60Fv 9.55 Fv c M c 2nM nM c 折算前后功率不变
电机与拖动
参考教材:
1.《电机与拖动基础》清华大学出版社 李发海主编 2. 《电机及电力拖动》机械工业出版社 周定颐主编
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电机与拖动
第2章 机电传动系统的动力学基础
掌握机电传动系统的运动方程式,用它来分析机电
传动系统的运动状态;
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例2:提升重物过程如右图示,写出运 动方程式. 解 : (a)中，提升重物，TM为正， TL为正，运动方程式为:
电机与拖动
GD 2 dn TM TL 375 dt
(b)中，仍为提升重物，但TM为负，
TL为正, 运动方程式为:
GD 2 dn TM TL 375 dt
TM
d J dt
定义式
GD 2 dn TL 375 dt
工程计算式
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电机与拖动
电力拖动系统正方向的规定：
先规定旋转方向为正方向，转速
n 的正方向一般选实际转向。
规定与n方向相同的TM为正,与n方 向相反的TL为正 规定与n方向相反的TM为负,与n方 向相同的TL为负。
2 2 2
产机械轴上的飞轮转矩。
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二、三轴直线运动折算到电动机轴上
1.负载转矩的折算
转矩折算的原则：系统传递的功率不变 1）平移运动
总质量mｚ
电机与拖动
刨刀
F
n TM 电动机
v
切削功率：P L Fv
T L Fv c T L Fv 60Fv 9.55 Fv c M c 2nM nM c 折算前后功率不变
机电传动控制复习总结
本章学习内容
• 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理 • 5.2 三相异步电动机的定子和转子电路 • 5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性
• 5.4 三相异步电动机的启动 • 5.5 三相异步电动机的调速 • 5.6 三相异步电动机的制动
• 5.7 单相异步电动机 • 5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用
第五章 交流电动机的工原理及特性
基本要求 了解异步电动机的基本结构和旋转磁场的产生；
掌握异步电动机的工作原理，机械特性，以及启动、 调速及制动的各种方法、特点与应用：
掌握单相异步电动机的工作原理和启动方法：
了解同步电动机的结构特点、工作原理、运行特性及 启动方法。
重点
掌握异步电动机的人为机械特性，因为它是分析异 步电动机启动、调速、制动工作状态的依据；
全压启动和降压启动 3. 三相鼠笼式异步电动机的降压启动方法有（）、（）和（）
定子串电阻，星形-三角形，自耦变压器。 4.三相鼠笼式异步电动机的调速法有（ ），（ ）和（ ）
变极调速，变转差率调速和变频调速
5.三相鼠笼式异步电动机的制动方式有（ ），（ ）和（ ）
反馈制动，反接制动和能耗制动
6.单相异步电动机为什么没有启动转矩？常采用哪些启动方法？ 因单相交流电产生脉动磁场，不产生旋转磁场， 所以起动转矩为0，常采用电容分相式和罩极式两种启动方法。
• 14.1 电动机容量选择的原则 • 14.2 电动机的发热与冷却 • 14.3 不同工作制下电动机容量的选择 • 14.6 电动机的种类、电压、转速和结构
型式的选择
第十四章 机电传动控制系统中电动机的选择
基本要求 1.了解电动机的容量选择应该考虑哪些因素
2.掌握三种工作制下的电动机容量的选择，特别 注意电动机运行时的允许温度、过载能力和启 动能力；
机电传动控制复习总结
(2)直接启动时的启动电流Ist；
(3)如果要使启动电流不超过额定电流的两倍，求启 动电阻为多少欧？此时启动转矩又有多大？
第四章 机电传动系统的过渡过程
1.加快过渡过程的方法
减小系统的飞轮转矩 增加动态转矩
2. 了解过渡过程产生的原因
1）机械惯性：反映在J或GD2上，使转速n不能突变； 2) 电磁惯性： 反映在电枢回路电感和励磁绕组电感上，
解:合上开关S---(KM),油泵运转提供润滑油; S----(1KT)1KT延时时间即设定的供油时间;
----1KT延时时间到,其触点闭合 -----(2KT)2KT延时断开的动断触点仍保持闭合,其延时 时间即停止供油时间
-----(K)并自锁,K的动断触点断开,使[KM] ,油泵停止供 油.2KT延时时间到,其触点断开 ----[K],K的动断触点恢复 -----(KM)又开始了下一个循环. S为控制自动间歇供油的开关; SB为手动控制供油的开关.
答：四级电动机磁极对数p=2
60 f 60 50 n0 p 2 1500r / min n 60 f (1 s) 1500 (1 0.02) 1470r / min
p
f2 sf1 0.02 50 1Hz
5.6 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。
变极调速，变转差率调速和变频调速
5.三相鼠笼式异步电动机的制动方式有（ ），（ ）和（ ）
反馈制动，反接制动和能耗制动
6.单相异步电动机为什么没有启动转矩？常采用哪些启动方法？ 因单相交流电产生脉动磁场，不产生旋转磁场， 所以起动转矩为0，常采用电容分相式和罩极式两种启动方法。
课后习题讲解：
5.1有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50Hz，满 载时电动机的转差率为0.02，求电动机的同步转速、转子转 速和转子电流频率。
(3)如果要使启动电流不超过额定电流的两倍，求启 动电阻为多少欧？此时启动转矩又有多大？
第四章 机电传动系统的过渡过程
1.加快过渡过程的方法
减小系统的飞轮转矩 增加动态转矩
2. 了解过渡过程产生的原因
1）机械惯性：反映在J或GD2上，使转速n不能突变； 2) 电磁惯性： 反映在电枢回路电感和励磁绕组电感上，
解:合上开关S---(KM),油泵运转提供润滑油; S----(1KT)1KT延时时间即设定的供油时间;
----1KT延时时间到,其触点闭合 -----(2KT)2KT延时断开的动断触点仍保持闭合,其延时 时间即停止供油时间
-----(K)并自锁,K的动断触点断开,使[KM] ,油泵停止供 油.2KT延时时间到,其触点断开 ----[K],K的动断触点恢复 -----(KM)又开始了下一个循环. S为控制自动间歇供油的开关; SB为手动控制供油的开关.
答：四级电动机磁极对数p=2
60 f 60 50 n0 p 2 1500r / min n 60 f (1 s) 1500 (1 0.02) 1470r / min
p
f2 sf1 0.02 50 1Hz
5.6 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。
变极调速，变转差率调速和变频调速
5.三相鼠笼式异步电动机的制动方式有（ ），（ ）和（ ）
反馈制动，反接制动和能耗制动
6.单相异步电动机为什么没有启动转矩？常采用哪些启动方法？ 因单相交流电产生脉动磁场，不产生旋转磁场， 所以起动转矩为0，常采用电容分相式和罩极式两种启动方法。
课后习题讲解：
5.1有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50Hz，满 载时电动机的转差率为0.02，求电动机的同步转速、转子转 速和转子电流频率。
02机电传动系统的动力学基础
29
2.3.4 恒功率型机械特性
机械的负载转矩TL与转速n成反比，即TL ＝K／n，或 K＝TLn cc P为常数。
例如：车床加工，在粗加工时， 切削量大，负载阻力大 ，开低速；在精加工时，切削量小，负载阻力小，开高速 。当选择这样的方式加工时，不同转速下，切削功率基本 不变。
30
除了上述几种类型的生产机械外，还有一些生产机械具有 各自的转矩特性，如带曲柄连杆机构的生产机械，它们的 负载转矩TL是随转角α而变化的，而球磨机、碎石机等生 产机械，其负载转矩则随时间作无规律的随机变化，等等 。
16
度。
折算到电动机轴上的总飞轮转矩为：
2 Z
GD
GD
2 M
GD j
2 1
2 1
GD j
2 L
2 L
式中，GD2M、GD21、GD2L—电动机轴、中间传动轴、生 产机械轴上的飞轮转矩。 说明: 当速比 j 较大时，中间传动机构的转动惯量J1或 飞轮转矩GD21 ，在折算后占整个系统的比重不大，实际 工程中为了计算方便起见，多用适当加大电动机轴上的转 动惯量JM或飞轮转矩GD2M的方法，来考虑中间传动机构 的转动惯量J1或飞轮转矩GD21 的影响，
1
1 .当 T M T L 时， n 常数 ， dn / dt 0 ; 或 ＝常数 , d / dt 0 , 这种运动状态称为静态 态)或稳态 ( 稳定运转状态 )。
2
(相 对静止 状
当 T M T L 时 ， 速度 ( n 或 ) 就要 发要 变化，产生 加速或减速。
11
电动机拖动生产机械运动时的传动效率:
c
输出功率 输入功率 T ' L L
第二章 机电传动系统动力学基础
机电时间常数是当速度达到目标速度的0.632倍时所需时 间。
27
2.5.2 机电传动系统过渡过程的分析
由机电方程
d GD2 dn Td TM TL J dt 375 dt
两边积分，得过渡过程的时间表达式：
GD2 t (n2 n1 ) 375Td
由n1=0启动到n2的启动时间为：
24
2.5.2 机电传动系统过渡过程的分析
动态特性：机电传动系统过渡过程中转矩、转速和电流 与时间的关系。 对于方程 已知 间的关系。
25
GD dn TM TL 375 dt
n f (TL )
n f (TM )
2
GD2一般不随 n变化。代入运动方程式可得到转速与时
2.5.2 机电传动系统过渡过程的分析
2.5.1 研究机电传动系统 过渡过程的实际意义
过渡过程： 当系统中电动机的转矩TM或负载转矩TL发生变化 时．系统就要由一个稳定运转状态变化到另一个稳定运转 状态，这个变化过程称为过渡过程。 目的和意义： 为满足生产机械对过渡过程的各种要求，必须研究过渡 过程的基本规律，研究系统各参量对时间的变化规律，如 转速、转矩、电流等对时间的变化规律，才能正确地选择 机电传动装置，为机电传动自动控制系统提供控制原则， 设计出完善的启动、制动等自动控制线路，以求改善产品 质量，提高生产率和减轻劳动强度。
12
2．2 多轴拖动系统的简化
四、 飞轮转矩的折算（依据动能守恒原则） 依据转动惯量与飞轮转矩的关系，得到折算到电机轴上的 总的飞轮转矩为： GD2 4 gJ
2 n vj 2 G D 2 i i [GD ] 2 m j ( ) 4g ji M i 1 j 1 m
13
27
2.5.2 机电传动系统过渡过程的分析
由机电方程
d GD2 dn Td TM TL J dt 375 dt
两边积分，得过渡过程的时间表达式：
GD2 t (n2 n1 ) 375Td
由n1=0启动到n2的启动时间为：
24
2.5.2 机电传动系统过渡过程的分析
动态特性：机电传动系统过渡过程中转矩、转速和电流 与时间的关系。 对于方程 已知 间的关系。
25
GD dn TM TL 375 dt
n f (TL )
n f (TM )
2
GD2一般不随 n变化。代入运动方程式可得到转速与时
2.5.2 机电传动系统过渡过程的分析
2.5.1 研究机电传动系统 过渡过程的实际意义
过渡过程： 当系统中电动机的转矩TM或负载转矩TL发生变化 时．系统就要由一个稳定运转状态变化到另一个稳定运转 状态，这个变化过程称为过渡过程。 目的和意义： 为满足生产机械对过渡过程的各种要求，必须研究过渡 过程的基本规律，研究系统各参量对时间的变化规律，如 转速、转矩、电流等对时间的变化规律，才能正确地选择 机电传动装置，为机电传动自动控制系统提供控制原则， 设计出完善的启动、制动等自动控制线路，以求改善产品 质量，提高生产率和减轻劳动强度。
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2．2 多轴拖动系统的简化
四、 飞轮转矩的折算（依据动能守恒原则） 依据转动惯量与飞轮转矩的关系，得到折算到电机轴上的 总的飞轮转矩为： GD2 4 gJ
2 n vj 2 G D 2 i i [GD ] 2 m j ( ) 4g ji M i 1 j 1 m
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【机电传动控制-辅导】复习要点
机电传动控制复习提纲第二章 机电传动系统的动力学基础2.1 知识要点2.1.1 基本内容1．机电传动系统的运动方程式机电传动系统是一个由电动机拖动，并通过传动机构带动生产机械运转的机电运动的动力学整体[如图2.1(a)所示]尽管电动机种类繁多、特性各异，生产机械的负载性质也可以各种各样，但从动力学的角度来分析时，则都应服从动力学的统一规律，即在同一传动轴上电动机转矩T M 、负载转矩T L 、转轴角速度ω三者之间符合下面的关系： T M －T L ＝Jdt d (2.1) 或用转速n 代替角速度ω，则为 T M －T L ＝dt dn GD 3752 (2.2)式(2.1)和式(2.2)称为机电传动系统的运动方程式。
机电传动系统的运动方程式是描述机电系统机械运动规律的最基本方程式，它决定着系统的运行状态，当动态转矩T d ＝T M －T L ＝0时，加速度a ＝dt dn ＝0 ，表示没有动态转矩，系统恒(匀)速运转，即系统处于稳态；当T d ≠0时，a ＝dt dn ≠0 ，表示系统处于动态，T d ＞0时，a ＝dt dn 为正，传动系统为加速运动；T d ＜0时，a ＝dt dn为负，系统为减速运动。
因式(2.1)和式(2.2)中的T M 、T L 既有大小还有方向(正负)，故确定传动系统的运行状态不仅取决于T M 和T L 的大小，还要取决于T M 和T L 的正负(方向)。
因此，列机电传动系统的运动方程式和电路平衡方程时，必须规定各电量的正方向，也必须规定各机械量的正方向。
对机电传动系统中各机械量的正方向约定[见图2.1(b)]如下：在确定了转速n 的正方向后，电动机转矩T M 取与n 相同的方向为正向，负载转矩T L 取与n 相反的方向为正向，因此，若T M 与n 符号相同，则表示T M 与n 的方向一致；若T L 与n 符号相同，则表示T L 与n 方向相反。
也可以由T M 、T L 的方向来确定T M 、T L 的正负。
第二章机电传动系统的动力学基础
第二章机电传动系统的动力学基础1. 引言在机械工程中，机电传动系统是指将电力或者其他形式的动力转化为机械运动的系统。
机电传动系统的设计与分析依赖于对动力学基础的理解。
本章将介绍机电传动系统的动力学基础，并探讨其在机械工程中的应用。
2. 动力学基础的概念2.1 动力学的基本概念动力学是研究物体在受力作用下运动规律的科学。
在机电传动系统中，动力学研究的重点是描述和分析物体受到力后的运动状态和运动规律。
2.2 机电传动系统的动力学模型机电传动系统可以用动力学模型来描述其运动规律。
动力学模型由四个基本要素组成：质点、力、力矩和功。
•质点：质点是物体的理想模型，具有质量但没有尺寸。
在机电传动系统中，质点被用来描述物体的运动状态。
•力：力是导致物体产生加速度的原因。
在机电传动系统中，力可以分为正向力和反向力，正向力使物体加速，而反向力使物体减速。
•力矩：力矩是力围绕某个轴产生转动的效果。
在机电传动系统中，力矩用来描述力对物体产生的转动效果。
•功：功是通过力对物体施加力学作用而产生的能量转移。
在机电传动系统中，功可以用来描述能量的转化和传递过程。
2.3 动力学基础的方程机电传动系统的动力学基础可以用一系列方程来描述。
其中，最基本的方程是牛顿第二定律和动能定理。
•牛顿第二定律：牛顿第二定律描述了力对物体产生加速度的关系。
其公式为 F = ma，其中 F 表示力，m 表示物体的质量，a 表示物体的加速度。
•动能定理：动能定理描述了物体的动能与力对其做功之间的关系。
其公式为 K = 1/2 * mv^2，其中 K 表示物体的动能，m 表示物体的质量，v 表示物体的速度。
3. 机电传动系统的应用机电传动系统的动力学基础在机械工程中有着广泛的应用。
下面列举了几个常见的应用场景：3.1 机械设计在机械设计中，动力学基础被用来分析和优化机械系统的运动性能。
通过对力、力矩和功的计算和分析，设计工程师可以确定合适的传动比例和功率需求，以实现理想的机械运动效果。
第二章机电传动系统的动力学基础
习题与试探题第二章机电传动系统的动力学基础说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩，静态转矩和动态转矩。
拖动转矩是由电动机产生用来克服负载转矩，以带动生产机械运动的。
静态转矩确实是由生产机械产生的负载转矩。
动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。
从运动方程式如何看出系统是处于加速，减速，稳态的和静态的工作状态。
T M-T L>0说明系统处于加速，T M-T L<0 说明系统处于减速，T M-T L=0说明系统处于稳态（即静态）的工作状态。
试列出以下几种情形下（见题图）系统的运动方程式，并说明系统的运动状态是加速，减速，仍是匀速？（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向）T M TT M=T L T M< T LT M-T L>0说明系统处于加速。
T M-T L<0 说明系统处于减速T M T L T M T LT M> T L T M> T L系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速T M T L T T LT M= T L T M= T L系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速多轴拖动系统什么缘故要折算成单轴拖动系统？转矩折算什么缘故依据折算前后功率不变的原那么？转动惯量折算什么缘故依据折算前后动能不变的原那么？因为许多生产机械要求低转速运行，而电动机一样具有较高的额定转速。
如此，电动机与生产机械之间就得装设减速机构，如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆，皮带等减速装置。
因此为了列出系统运动方程，必需先将各转动部份的转矩和转动惯量或直线运动部份的质量这算到一根轴上。
转矩折算前后功率不变的原那么是P=Tω, p不变。
转动惯量折算前后动能不变原那么是能量守恒MV=ω2什么缘故低速轴转矩大，高速轴转矩小？因为P= Tω,P不变ω越小T越大，ω越大T 越小。
什么缘故机电传动系统中低速轴的GD2逼高速轴的GD2大得多?因为P=Tω，T=G∂D2/375. P=ωG∂D2/375. ,P不变转速越小GD2越大，转速越大GD2越小。
第二章 机电传动系统的动力学基础-改
传动机构的传动效率为：
输出功率 PL' TL' L c 输入功率 PM TL M 从而得折算到电动机轴上的负载转矩 TL TL' L TL'
c M
c j
M j
L — —传动机构的速比
负载转矩的折算（直线运动）
所需机械功率为：
P Fv
' L
它反映在电动机轴上的机械功率为
GD GD GD 2 jL 一般 1.1 1.25
2 Z 2 M
2 L
对于直线运动，设直线运动部件的质
量为m，则有：
JZ JM
J1 J L v 2 2 m 2 j1 jl M
2 Gv GD GD 2 2 365 2 j1 jL nM
2 Z
2.3
生产机械的机械特性
电动机轴上的负载转矩和转速之间的函数
关系，称为生产机械的机械特性，
即 n f TL 。
恒转矩型机械特性
1、特点：负载转矩为常数。
2、分类：依据负载转矩与运动方向的关
系，将恒转矩型的负载转矩分为反抗转矩 （摩擦转矩）和位能转矩。
产生原因
方 向
特性曲线
反 因摩擦、非弹 恒与运动 抗 性体的压缩、 方向相反 转 矩 拉伸与扭转产 总是阻碍 生的 系统运动 位 能 转 矩 由物体的重力 和弹性体的压 缩、拉伸与扭 转等作用产生 作用方向 固定不变 与运动方 向无关
速度变化的大小与传动系统的转动惯量J
有关。系统处于减速或加速的运动状态称
为动态，此时存在一个动态转矩：
GD 2 dn Td 375 dt TM TL Td 或 TM TL Td
即电动机所产生的转矩在任何情况下，总
第二章机电传动系统的动力学基础
（1-3）
二、运动方程式 在机电系统中， 之间的函数关系称为运动 在机电系统中，TM、TL、ω（或n)之间的函数关系称为运动 （ 之间的函数关系称为 方程式。 方程式。 根据动力学原理， 之间的函数关系如下 根据动力学原理，TM、TL、ω（或n)之间的函数关系如下： （ 之间的函数关系如下：
T
M
− T
一、单轴拖动系统的组成 电动机 电动机的驱动对象
连接件 系统结构图 转矩方向
电动机M通过连接件直接与生产机械相连，由电动机 产 电动机 通过连接件直接与生产机械相连，由电动机M产 通过连接件直接与生产机械相连 生输出转矩T 用来克服负载转矩T 生输出转矩 M，用来克服负载转矩 L，带动生产机械以角速 度ω（或速度 ）进行运动。 （或速度n）进行运动。
T M > T L 时： Td = J dω > 0 ，即 d ω > 0
dt
，传动系统加速运动。 传动系统加速运动。 加速运动
dt
TM < TL
TM ≠ TL
dω <0 ， 即 d ω < 0 时： T = J d dt dt
，传动系统减速运动。 传动系统减速运动。 减速运动
时：传动系统处于加速或减速运动的这种状态被称为动态。 传动系统处于加速或减速运动的这种状态被称为动态。
（1-7）
2．2多轴拖动系统的简化 一、多轴拖动系统的组成 电动机通过减速机构（如减速齿轮箱、蜗轮蜗杆等） 电动机通过减速机构（如减速齿轮箱、蜗轮蜗杆等） 与生产 机械相连，如图所示： 机械相连，如图所示：
为了对多轴拖动系统进行运行状态的分析，一般是将多轴拖动 为了对多轴拖动系统进行运行状态的分析， 系统等效折算为单轴系统。 系统等效折算为单轴系统。 折算的原则是：静态时， 折算的原则是：静态时，折算前后系统总的传输功率不变。
二、运动方程式 在机电系统中， 之间的函数关系称为运动 在机电系统中，TM、TL、ω（或n)之间的函数关系称为运动 （ 之间的函数关系称为 方程式。 方程式。 根据动力学原理， 之间的函数关系如下 根据动力学原理，TM、TL、ω（或n)之间的函数关系如下： （ 之间的函数关系如下：
T
M
− T
一、单轴拖动系统的组成 电动机 电动机的驱动对象
连接件 系统结构图 转矩方向
电动机M通过连接件直接与生产机械相连，由电动机 产 电动机 通过连接件直接与生产机械相连，由电动机M产 通过连接件直接与生产机械相连 生输出转矩T 用来克服负载转矩T 生输出转矩 M，用来克服负载转矩 L，带动生产机械以角速 度ω（或速度 ）进行运动。 （或速度n）进行运动。
T M > T L 时： Td = J dω > 0 ，即 d ω > 0
dt
，传动系统加速运动。 传动系统加速运动。 加速运动
dt
TM < TL
TM ≠ TL
dω <0 ， 即 d ω < 0 时： T = J d dt dt
，传动系统减速运动。 传动系统减速运动。 减速运动
时：传动系统处于加速或减速运动的这种状态被称为动态。 传动系统处于加速或减速运动的这种状态被称为动态。
（1-7）
2．2多轴拖动系统的简化 一、多轴拖动系统的组成 电动机通过减速机构（如减速齿轮箱、蜗轮蜗杆等） 电动机通过减速机构（如减速齿轮箱、蜗轮蜗杆等） 与生产 机械相连，如图所示： 机械相连，如图所示：
为了对多轴拖动系统进行运行状态的分析，一般是将多轴拖动 为了对多轴拖动系统进行运行状态的分析， 系统等效折算为单轴系统。 系统等效折算为单轴系统。 折算的原则是：静态时， 折算的原则是：静态时，折算前后系统总的传输功率不变。
第2章 机电传动系统的动力学基础1汇总
所以此点是稳定的，为稳定平 衡点。
稳定工作点的判别
用机电系统稳定平衡的充要条件判别系统的稳定性。
解
系统中有交叉点ｂ，当△ｎ↑时ＴM<ＴL TM-TL<0 当△ｎ↓时 ＴM＞ＴL TM-TL>0 b点是稳定平衡点
注意：1.两机械特性曲线的区别， 2.同时满足二稳定平衡条件。
△ｎ ｎ
△ｎ
本章小结
9.55Fv
cnM
TL
Fv
c M
（2.8）
TL
9.55 Fv nM
c
(2.9)
（下放重物）
c
2
1
c
c c
二、转动惯量和飞轮转矩的折算
依据动能守恒原则，折算到电机轴上的总 转动惯量为
JZ
JM
J1 j2
1
JL jL2
(2.10)
（旋转型）
式中：J
M
、J1、J
－－电－机轴、中间轴、负载轴上的转动惯量；
一、单轴拖动系统
电动机 （M）
TL 生产机械
TM 图2.1 单轴拖动系统
MM
+TL
TM TL n c d / dt 0 TM TL n c d / dt 0
静态（稳态）
动态（加速 或减速）
单轴机电传动系统的运动方程式
TM
TL
J
d
dt
J m 2 mD2 / 4
(2.1)
G mg
GD2 J
4g
(2.2)
2 n
60
(2.3)
TM
TL
GD2 375
dn dt
(2.4)
TM----电动机转矩 TL----负载转矩 GD2---飞轮矩 n-----转速 t-----时间
机电传动第二章
TL M F
' C
故
TL N m
' F N m / s 9.55C nM r / min
2.2.2 转动惯量和飞轮转矩折算
根据动能守恒原则，则
1) 旋转运动 折算到电机轴上的等效转动惯量JZ 为
JZ JM J1 J L 2 2 j1 jL
j1
n f（TL）
2.3.2 分类
1) 恒转矩型机械特性（TL为常数）
n -TL 0
(a)反抗转矩
n
(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
TL
0
(b) 位能转矩
TL
l 如 ： 输 送 机 械 、 金 属 切 削 机床 （切削力）等
图2.4两种恒转矩型机械特性
动能=(Jω2)/2
（
M jL M L ） 1 ，
(2.3)
当速比j1较大 时，中间轴转动 折算到电机轴上的等效飞轮转矩 GDZ2为 惯量折算到电机 2 2 GD1 GDL 2 2 轴上所占的比例 GDZ GDM 2 2 (2.4) j1 jL 较小，为便于计 算，可适当加大 式(2.3)改为： J Z J M J L (当 j1 较大时) 电机轴的转动惯 2 jL 2 量，而忽略中间 GDL 2 2 式(2.4)改为：GDZ GDM 2 (δ取1.1~1.25) 轴的转动惯量 jL
比，我们把这种影响旋转 物体运动状态改变的物理 量称为转动惯量。
• • • •
• 飞轮的设计就是根 据这一公式把质量 尽量放在边缘。
•静态与动态
•1、当TM＝TL时，n＝常数，dn／dt＝0，或ω=常数dω／ dt＝0，我们称这种运动状态为静态（相对静止状态）或 稳态（稳定运转状态）。
' C
故
TL N m
' F N m / s 9.55C nM r / min
2.2.2 转动惯量和飞轮转矩折算
根据动能守恒原则，则
1) 旋转运动 折算到电机轴上的等效转动惯量JZ 为
JZ JM J1 J L 2 2 j1 jL
j1
n f（TL）
2.3.2 分类
1) 恒转矩型机械特性（TL为常数）
n -TL 0
(a)反抗转矩
n
(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
TL
0
(b) 位能转矩
TL
l 如 ： 输 送 机 械 、 金 属 切 削 机床 （切削力）等
图2.4两种恒转矩型机械特性
动能=(Jω2)/2
（
M jL M L ） 1 ，
(2.3)
当速比j1较大 时，中间轴转动 折算到电机轴上的等效飞轮转矩 GDZ2为 惯量折算到电机 2 2 GD1 GDL 2 2 轴上所占的比例 GDZ GDM 2 2 (2.4) j1 jL 较小，为便于计 算，可适当加大 式(2.3)改为： J Z J M J L (当 j1 较大时) 电机轴的转动惯 2 jL 2 量，而忽略中间 GDL 2 2 式(2.4)改为：GDZ GDM 2 (δ取1.1~1.25) 轴的转动惯量 jL
比，我们把这种影响旋转 物体运动状态改变的物理 量称为转动惯量。
• • • •
• 飞轮的设计就是根 据这一公式把质量 尽量放在边缘。
•静态与动态
•1、当TM＝TL时，n＝常数，dn／dt＝0，或ω=常数dω／ dt＝0，我们称这种运动状态为静态（相对静止状态）或 稳态（稳定运转状态）。
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TM 电动机
JＺ 等效负载 TL
其中 : F — 工作机构的直线作用力，（ N ） v — 工作机构直线运动的速 度 ，（ r / min ）
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电机与拖动
2）升降运动
GDM2 TM M 电动机 GD1
2
TM M 电动机
GD2 等效负载
ｚ
滚筒 GDL2 m v
M 2
... 2
1 J 1 ... J 1 J J M 1 2 1 2 2 L 2 2 j j j j 1 1 2 L M
JL
L
M j1 1
M jL L
2 GD12 GD22 GDL GDZ GDM 2 2 2 ... 2 j1 j1 j2 jL
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电机与拖动
考虑各级效率时：
TLM
' T
L
L
c
TL
TL'
c
M L
TL' c j
传动效率: C 1 2
' TL L C TL M
' ' T T 1 L L 转矩的耗损： T TL ( 1) jC j C
电机与拖动
电 机 与 拖 动
教材：机电传动控制
邓星钟 主编
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电机与拖动
第1章
概述
机电传动的发展概况; 电气控制系统的发展概况; “电机与拖动”课程的性质和任务.
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1.机电传动发展的概况
电机与拖动
1) 成组拖动 一台电动机---一根天轴---一组生产机械设备 机构复杂,损耗大,效率低,工作可靠性差. 2) 单台电动机拖动 一台电动机---一台设备 当生产机械设备运动部件较多时,机构仍复杂,满足不了 生产工艺要求. 3) 多台电动机拖动 一台专门的电动机---同一台设备的每一个运动部件 机构简单,控制灵活,便于生产机械的自动化. 举例: 龙门刨床的刨台,左垂直刀架,右垂直刀架,侧刀架, 横梁,夹紧机构,都是分别由一台电动机拖动的.
2 2 2
产机械轴上的飞轮转矩。
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二、三轴直线运动折算到电动机轴上
1.负载转矩的折算
转矩折算的原则：系统传递的功率不变 1）平移运动
总质量mｚ
电机与拖动
刨刀
F
n TM 电动机
v
切削功率：P L Fv
T L Fv c T L Fv 60Fv 9.55 Fv c M c 2nM nM c 折算前后功率不变
1 J 2 1 J 2 1 J 2 ... 1 J 2 Z M M M 1 1 L L 2 2 2 2 2 2 D G GD M 2n / 60 J Z m 2 g 2 4g 1 J 2 J J 1 ... J L Z M M 2 2 j12 jL
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电机与拖动
参考教材:
1.《电机与拖动基础》清华大学出版社 李发海主编 2. 《电机及电力拖动》机械工业出版社 周定颐主编
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电机与拖动
第2章 机电传动系统的动力学基础
掌握机电传动系统的运动方程式,用它来分析机电
传动系统的运动状态;
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GD2 dn Td TM TL 375 dt
举例
例1:列出下图系统的运动方程式,并说明运动状态.
电机与拖动
TM
TM＞TL
n n TL
解: TM与n反向为负，TL与n反向为正, 运动方程如下式； 状态为减速。
TM GD 2 dn TL 375 dt
4)本课程的特点及学习方法
电机及拖动是一门理论性很强的技术基础课，同时又具有 专业课的性质，涉及的基础理论和实际知识面广，是电磁学、 动力学、热力学等学科知识的综合。用理论分析电机及拖动的 实际问题时，必须结合电机的具体结构，采用工程观点和分析 方法。掌握基本理论的同时，还要注意培养实验操作技能和计 算方法。
思考题 : 试分析图(a)和图(b)系统的运动状态.
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思考题
图(a)
GD 2 dn TM TL 375 dt
电机与拖动
由运动方程看，要能提升 重物，必须有TM>TL，系统 才有提升加速度。
图(b)
GD 2 dn TM TL 375 dt
由运动方程看：电动机转矩 为负，也是制动转矩,系统减速 提升，直至停止。
电源
控制设备
电动机
传动和工作机构
电力拖动系统中有的部件作直线运动、有的部件作旋转 运动。采用古典动力学来分析。
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§2.1 机电传动系统的运动方程式 TM n T0 TL
电动机
生产机械
电机与拖动
轴 n
TL
TM
1.单轴机电传动系统运动方程式:
根据动量守恒定律：
TM TL
2
2 GD dn TM TL 375 dt
m 转动部分的质量,(kg)
转动部分的惯量半径,(m)
G 转动部分的重量,( N ) D 转动部分的惯性直径,(m) GD2 转动部分的飞轮矩,工程上看成整体,( N m2)
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电机与拖动
2.系统动态转矩Td 令系统动态转矩: 讨论: 1)当Td=0时, 系统称之为稳态或静态. 2)当Td≠0时, 系统为动态: (1) Td＞0, dn/dt = a＞0, 系统加速， (2) Td＜0, dn/dt = a＜0, 系统减速，称之为动态 因此: TM ，TL有大小，有方向。
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电机与拖动
§2.2转矩.转动惯量和飞轮转矩的折算
实际拖动系统一般是多轴传动系统，该系统的运动方程式，是 将其转矩等折算到一根轴上，再按前面的方法列出运动方程式。 折算时，可以折算到电动机轴上(高速轴)，也可以折算至低速 轴上。
(a) 旋转运动
(b) 直线运动
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(3)交流电动机的工作原理及特性; (4) 控制电动机.
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概述
电机是利用电磁感应原理工作的机械。
电机与拖动
电机常用的分类方式有两种：一是按功能分，有发电机、 电动机、变压器和控制电机四大类；二是按电机结构或转速分， 有变压器和旋转电机。 两种方法归纳如下：
变压器 直流电机 电机 交流电机
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电机与拖动
2.电气控制系统的发展概况
1) 继电器-接触器控制系统
能对控制对象实现起动,制动,有级调速控制;
结构简单,动作可靠;控制速度慢,控制精度差.
2) 连续控制方式和自动控制系统
20世纪30年代的电机放大机控制,40-50年代的磁 放大器控制和水银整流器控制,1958年以后的晶闸 管-直流电动机无级调速系统,80年代以来的新型电 力电子元件-交流电动机无级调速系统;
2 2
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电动机
TM
GDM2
GD12
TM
电动机
等效负载
TL
电机与拖动 GDZ 2
j 1 η1
1
L
TL´
工作机构
j2η2 GDL2
2 GD12 GDL GDZ GDM 2 2 j1 jL
2 2
式中：GDM 、GD1 、 GDL 分别为电动机轴，中间传动轴，生
2 dn TL 375 dt
工程计算式
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电机与拖动
电力拖动系统正方向的规定：
先规定旋转方向为正方向，转速
n 的正方向一般选实际转向。
规定与n方向相同的TM为正,与n方 向相反的TL为正 规定与n方向相反的TM为负,与n方 向相同的TL为负。
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例2:提升重物过程如右图示,写出运 动方程式. 解 : (a)中，提升重物，TM为正， TL为正，运动方程式为:
电机与拖动
GD 2 dn TM TL 375 dt
(b)中，仍为提升重物，但TM为负，
TL为正, 运动方程式为:
GD 2 dn TM TL 375 dt
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1 J 2 1 J 2 1 J 2 ... 1 J 2 Z M M 1 1 L L 2 2 2 2
电机与拖动
JZ JM
J1
M 1
2
J2
TL
1
j1η1 j2η2
提升运动：电动机为电动状态 下降运动：电动机为发电状态
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电机与拖动
（1）提升运动：方法同平移运动
重物质量
平移TL 9.55 Fv c nM
（2）下降运动
GZ v mgv 提升TL 9.55 9.55 c nM c n M
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4) 计算机数字控制系统
3. 本课程的性质和任务
1) 课程性质
电机与拖动
该课程是机械类专业的一门必修的专业基础课, 是机电一体化人才所需电知识的驱体.
JＺ 等效负载 TL
其中 : F — 工作机构的直线作用力，（ N ） v — 工作机构直线运动的速 度 ，（ r / min ）
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电机与拖动
2）升降运动
GDM2 TM M 电动机 GD1
2
TM M 电动机
GD2 等效负载
ｚ
滚筒 GDL2 m v
M 2
... 2
1 J 1 ... J 1 J J M 1 2 1 2 2 L 2 2 j j j j 1 1 2 L M
JL
L
M j1 1
M jL L
2 GD12 GD22 GDL GDZ GDM 2 2 2 ... 2 j1 j1 j2 jL
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电机与拖动
考虑各级效率时：
TLM
' T
L
L
c
TL
TL'
c
M L
TL' c j
传动效率: C 1 2
' TL L C TL M
' ' T T 1 L L 转矩的耗损： T TL ( 1) jC j C
电机与拖动
电 机 与 拖 动
教材：机电传动控制
邓星钟 主编
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电机与拖动
第1章
概述
机电传动的发展概况; 电气控制系统的发展概况; “电机与拖动”课程的性质和任务.
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1.机电传动发展的概况
电机与拖动
1) 成组拖动 一台电动机---一根天轴---一组生产机械设备 机构复杂,损耗大,效率低,工作可靠性差. 2) 单台电动机拖动 一台电动机---一台设备 当生产机械设备运动部件较多时,机构仍复杂,满足不了 生产工艺要求. 3) 多台电动机拖动 一台专门的电动机---同一台设备的每一个运动部件 机构简单,控制灵活,便于生产机械的自动化. 举例: 龙门刨床的刨台,左垂直刀架,右垂直刀架,侧刀架, 横梁,夹紧机构,都是分别由一台电动机拖动的.
2 2 2
产机械轴上的飞轮转矩。
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二、三轴直线运动折算到电动机轴上
1.负载转矩的折算
转矩折算的原则：系统传递的功率不变 1）平移运动
总质量mｚ
电机与拖动
刨刀
F
n TM 电动机
v
切削功率：P L Fv
T L Fv c T L Fv 60Fv 9.55 Fv c M c 2nM nM c 折算前后功率不变
1 J 2 1 J 2 1 J 2 ... 1 J 2 Z M M M 1 1 L L 2 2 2 2 2 2 D G GD M 2n / 60 J Z m 2 g 2 4g 1 J 2 J J 1 ... J L Z M M 2 2 j12 jL
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电机与拖动
参考教材:
1.《电机与拖动基础》清华大学出版社 李发海主编 2. 《电机及电力拖动》机械工业出版社 周定颐主编
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电机与拖动
第2章 机电传动系统的动力学基础
掌握机电传动系统的运动方程式,用它来分析机电
传动系统的运动状态;
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GD2 dn Td TM TL 375 dt
举例
例1:列出下图系统的运动方程式,并说明运动状态.
电机与拖动
TM
TM＞TL
n n TL
解: TM与n反向为负，TL与n反向为正, 运动方程如下式； 状态为减速。
TM GD 2 dn TL 375 dt
4)本课程的特点及学习方法
电机及拖动是一门理论性很强的技术基础课，同时又具有 专业课的性质，涉及的基础理论和实际知识面广，是电磁学、 动力学、热力学等学科知识的综合。用理论分析电机及拖动的 实际问题时，必须结合电机的具体结构，采用工程观点和分析 方法。掌握基本理论的同时，还要注意培养实验操作技能和计 算方法。
思考题 : 试分析图(a)和图(b)系统的运动状态.
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思考题
图(a)
GD 2 dn TM TL 375 dt
电机与拖动
由运动方程看，要能提升 重物，必须有TM>TL，系统 才有提升加速度。
图(b)
GD 2 dn TM TL 375 dt
由运动方程看：电动机转矩 为负，也是制动转矩,系统减速 提升，直至停止。
电源
控制设备
电动机
传动和工作机构
电力拖动系统中有的部件作直线运动、有的部件作旋转 运动。采用古典动力学来分析。
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§2.1 机电传动系统的运动方程式 TM n T0 TL
电动机
生产机械
电机与拖动
轴 n
TL
TM
1.单轴机电传动系统运动方程式:
根据动量守恒定律：
TM TL
2
2 GD dn TM TL 375 dt
m 转动部分的质量,(kg)
转动部分的惯量半径,(m)
G 转动部分的重量,( N ) D 转动部分的惯性直径,(m) GD2 转动部分的飞轮矩,工程上看成整体,( N m2)
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电机与拖动
2.系统动态转矩Td 令系统动态转矩: 讨论: 1)当Td=0时, 系统称之为稳态或静态. 2)当Td≠0时, 系统为动态: (1) Td＞0, dn/dt = a＞0, 系统加速， (2) Td＜0, dn/dt = a＜0, 系统减速，称之为动态 因此: TM ，TL有大小，有方向。
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电机与拖动
§2.2转矩.转动惯量和飞轮转矩的折算
实际拖动系统一般是多轴传动系统，该系统的运动方程式，是 将其转矩等折算到一根轴上，再按前面的方法列出运动方程式。 折算时，可以折算到电动机轴上(高速轴)，也可以折算至低速 轴上。
(a) 旋转运动
(b) 直线运动
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(3)交流电动机的工作原理及特性; (4) 控制电动机.
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概述
电机是利用电磁感应原理工作的机械。
电机与拖动
电机常用的分类方式有两种：一是按功能分，有发电机、 电动机、变压器和控制电机四大类；二是按电机结构或转速分， 有变压器和旋转电机。 两种方法归纳如下：
变压器 直流电机 电机 交流电机
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电机与拖动
2.电气控制系统的发展概况
1) 继电器-接触器控制系统
能对控制对象实现起动,制动,有级调速控制;
结构简单,动作可靠;控制速度慢,控制精度差.
2) 连续控制方式和自动控制系统
20世纪30年代的电机放大机控制,40-50年代的磁 放大器控制和水银整流器控制,1958年以后的晶闸 管-直流电动机无级调速系统,80年代以来的新型电 力电子元件-交流电动机无级调速系统;
2 2
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电动机
TM
GDM2
GD12
TM
电动机
等效负载
TL
电机与拖动 GDZ 2
j 1 η1
1
L
TL´
工作机构
j2η2 GDL2
2 GD12 GDL GDZ GDM 2 2 j1 jL
2 2
式中：GDM 、GD1 、 GDL 分别为电动机轴，中间传动轴，生
2 dn TL 375 dt
工程计算式
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电机与拖动
电力拖动系统正方向的规定：
先规定旋转方向为正方向，转速
n 的正方向一般选实际转向。
规定与n方向相同的TM为正,与n方 向相反的TL为正 规定与n方向相反的TM为负,与n方 向相同的TL为负。
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例2:提升重物过程如右图示,写出运 动方程式. 解 : (a)中，提升重物，TM为正， TL为正，运动方程式为:
电机与拖动
GD 2 dn TM TL 375 dt
(b)中，仍为提升重物，但TM为负，
TL为正, 运动方程式为:
GD 2 dn TM TL 375 dt
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1 J 2 1 J 2 1 J 2 ... 1 J 2 Z M M 1 1 L L 2 2 2 2
电机与拖动
JZ JM
J1
M 1
2
J2
TL
1
j1η1 j2η2
提升运动：电动机为电动状态 下降运动：电动机为发电状态
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电机与拖动
（1）提升运动：方法同平移运动
重物质量
平移TL 9.55 Fv c nM
（2）下降运动
GZ v mgv 提升TL 9.55 9.55 c nM c n M
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4) 计算机数字控制系统
3. 本课程的性质和任务
1) 课程性质
电机与拖动
该课程是机械类专业的一门必修的专业基础课, 是机电一体化人才所需电知识的驱体.