第二章 直流电机的电力拖动
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n
U UN
Tz TN
T
2TN
2.电枢回路串电阻起动 将起动电阻串入电枢回路，待转速上升后，逐步将 起动电阻切除。
n R1 R2 R3
U
N
R1
U N ( Ra R ) I a n C e N
弱磁
n
UN Ra '' ' n T n 0 NT 2 Ce CeCM
n0
N’ N 固有 N> N’ 0
人为
T
减弱电机主磁通人为特性的特点：（1）由于<N，理想空载转 速比固有特性的理想空载转速高。 （2）人为机械特性的斜率比固有机械特性大，即人为特性比固 有特性软。
n n0 n'0
nN nN
由于电枢回路电阻Ra很小，固有 机械特性是一条的斜率很小的直线， 可通过直线上的两个点来确定。 通常取理想空载点和额定点来确定 固有机械特性。
额定负载时的转速降落很小，他励 直流电动机的固有机械特性较 “硬”。 ' 实际空载转速 ， n0 比n0略低，对应于空载转矩。
0 T0 TN T
须先求出：CeΦN或CMΦN，Ra Ra可由估算公式估算出，然后利用电动势平衡方程式可 求出CeΦN
三、他励直流电动机的人为机械特性
人为地改变U、Φ和电枢回路外接电阻RΩ时，转速与转矩之间的 关系,称为人为机械特性。 有三种人为机械特性： （1）电枢回路串电阻的人为机械特性； （2）改变端电压时的人为机械特性； （3）减弱电动机主磁通时的人为机械特性；
恒功率负载的转矩与转速成反比。
三.通风机负载特性
对于通风机、水泵及油泵等生产机械，其负载是介质对 机器叶片的阻力产生的阻转矩，基本上与转速的平方成 正比，即：
TZ kn
2
理想鼓风机的 负载特性
实际生产机的负载特生，往往是上述 几种典型特性的组合。例如，考虑空 载转矩，实际鼓风机的负载特性如图 中的虚线所示。
如不能达到新的平衡或在外界扰动消失后不能够恢复到原来的 平衡状态，则称该拖动系统原来的状态不是稳定平衡状态。
他励直流电动机带 恒转矩负载端电压 突然下降，然后 又恢复到原来电压 的动态过程。 到达B点是什么意思？
n
B
C
A
D
0
TB
Tz
TD
T
电动机运行于红线上，此时转速不变，对应的转矩为TB TB<Tz，系统转速下降，最后到达C点（新的平衡点） 在C点，当电机端电压恢复时，到达D点，转矩为TD，TD>Tz， 系统转速上升，最后到达A点，外界扰动消失后又恢复到原来的 平衡状态。
实际鼓风机的 负载特性
§2-3 他励直流电动机的机械特性
电磁转矩： 感应电动势：
T CM I a
Ea Cen
U I a ( Ra R ) n Ce
电枢回路电势平衡式： U Ea I a ( Ra R ) 电动机转速特性：
Ra R U T 机械特性一般表达式：n 2 Ce CeCM
稳定平衡点的条件：
d TZ dT dn dn
判断稳定平衡点的方法： 1. 利用公式； n 2. Δn法。
A
B
C
D
0
TB
Tz
T
n
n f (T )
n f (Tz )
n
B
C
A
0
T B TC
T
有一个扰动，使系统的转速有一个微小的变化Δn，系统能否 恢复到原来的平衡状态，如能，则为稳定平衡状态，不能，则 不是稳定平衡状态。 练习：课后习题２－７
A点到B点，TB>Tz， 转速上升？下降？ 上升，无休止地上升 不能平衡。 假设到达D点，外部 扰动消失，能否再返 回到A点？
n
E
A
D
B
C
0
Tz
TB
T
原来的平衡状态A不是稳定的平衡状态
分析电力拖动系统的动态过程方法总结： 电磁量变化的时间常数非常小，认为在瞬间完成。 而在此时转速没来得及改变，但电动机的机械特性 发生改变，即此时电磁转矩改变，负载的转矩特性 不变，新的电磁转矩与负载转矩不相等，于是就 有了转矩差，有了转速变化率，转速开始变化。可以 根据转速变化的方向，确定系统是否能达到新的平衡。
2
z
单轴系统的运动方程式：
正方向的规定：首先规定电动状态下n的方向为系统旋转的正 方向，电磁转矩T的实际方向与n相同则为正，相反则为负； 负载转矩Tz的实际方向与n相同则为负，相反则为正。
d T TZ J dt
电动机
生产机械
n
T
Tz
M
说明：1.在电力拖动系统中，通常称Tz为生产机械的总负载转矩， 即：Tz=T2+T0
Ra n n0 T 2 Ce C M N
' 0
例2-2 某他励直流电动机数据如下：PN=40[kW]，UN=220[V]， IN=210[A]，nN=750[r/min]，试计算其固有机械特性。
已知：UN，IN，PN，nN
要求：
UN Ra n T 2 Ce N CeCM N
起动时应限制起动电流，使之不超过1.5~2IN，且要使If=IfN， 即满励磁起动。为何要满励磁起动？ 起动时，我们期望的是转矩在允许的限度内最大，这样才能使 转速尽快升起来。所在要满励磁起动。 如何来限制起动电流？
UN Ia Ra R
降压起动或电枢回路串电阻起动
二、他励直流电动机的起动方法
n
v
Tz
TZ
M
n
0
2.位能性恒转矩负载
生产机械工作机构中具有位能部件，其转矩具有固定 方向，不随转向的改变而改变，如起重机系统。
为简单起见，在今后的分析中，n 除非特别说明，位能性负载都 采用理想特性。
n
Tz
T0
n
T0 Tz
Tz
二.恒功率负载特性
恒功率负载是指负载的功率为常数，不随转速变化。
PZ K TZ PZ / PZ 60 / 2 n 9.55 n n
四、电力拖动系统的稳定运行条件
1. 电力拖动系统的平衡状态
电动机机械特性与负载转矩特 性交点处，电磁转矩与总的负 载转矩相等，转速不变，电枢 电流不变，称该系统处于平衡 状态。
2. 电力拖动系统的稳定平衡状态
系统原来处于平衡状态，如果由于某种原因（电压的波动、 负载的变化或电动机参数的正常调节），使系统离开了原来 的平衡状态，但能够在新的条件下自动地达到新的平衡； 或者在外界扰动消失后能够恢复到原来的平衡状态，则称 该拖动系统原来的运行状态是稳定平衡状态。
固有
人为
想空载转速低。端电压下降越多，其理
想空载转速越低。
T
（2）端电压不同，但人为特性的斜率跟固有特性的斜率相等， 因此各条特性彼此平行。
3、减弱磁通时的人为机械特性
保持U=UN不变而且电枢回路中串入电阻为零 ，改变电动机的励 磁电流If，使If<IfN，所得的n＝f（T）关系。 如何改变励磁电流？ 改变励磁回路的调节电阻（小容量电机）； 改变励磁电压（大容量电机） 为何励磁电流只能在额定值以下调？ 往上调没有效果，因为磁路已饱和。
§2-2 生产机械的负载转矩特性
根据n与Tz的关系，可以分为三种类型的负载特性： 恒转矩负载、恒功率负载、风机泵类负载
一、恒转矩负载
转速变化时，负载转矩的大小保持不变，称为恒转矩负载， 可分为两类：反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载。
1.反抗性恒转矩负载
该负载的大小与转速无关，方向始终与转向相反，属于 这类负载的生产机械有机床的平移机构等。
T2为生产机械的转矩，T0为电动机本身的空载转矩。
2. J为整个系统的转动惯量，包括电动机、传动机构和生产机械。 工程上，通常用飞轮矩GD2来表征转动物体的惯性作用，GD2和 J的关系为:
GD2 J 4g
GD2为电动机转子、传动机构和生产机械转动部分的飞轮矩之 和，单位为[N· m2]，一般可以查到。是一个完整的符号，不是 G和D2的乘积，g为重力加速度，9.8m/s2。
（2）斜率
0
T
R 2 R1
Ra Rc N ，特性变软，在同一个转矩下， 2 CeCM N
转速下降更多
2、改变端电压时的人为机械特性
保持＝ N 不变而且电枢回路中串入电阻为零 ，改变电动 机的端电压U所得的n＝f（T）关系。
Ra U ' n T n 0 T 2 CeN CeCM N
电动机受耐压限制而不能在过电压状 态下运行，所以一般只能使U<UN
n n0
UN U1 U2 UN>U1>U2
固有
人为
0
T
Ra U ' n T n 0 T 2 CeN CeCM N
改变端电压人为特性的特点： （1）理想空载转速比固有特性的理
n n0
UN U1 U2 UN>U1>U2 0
1. 降压起动 U I 起动时降低端电压U，使 a Ra (1.5 ~ 2) I N 且T (1.5 ~ 2.0)TN， 在不大的起动电流下使系统顺利起动，随着转速升高， 反电动势 Ea CeI a 增大，电枢电流开始下降，这时 逐渐升高端电压，直到U=UN，则起动完毕。 优点：起动平稳， 起动过程中能量损耗小
UN
I
Ia
Ea 0
Ra
UN Ia Ra
电枢电阻较小，起动时电枢电流很大，可达到10~20IN
直接起动存在的问题： 1.换向恶化，出现强烈的火花或环火，烧坏换向器，电枢绕 组产生很大的电磁力而损坏绕组 2.如保持主磁通为额定值，此时的电磁转矩T也将达到额定值 的10~20倍，从而损坏传动机构。 3.过大的起动电流会引起电网的供电波动，影响同一电网上 其他设备的运行。 总之，直接起动“害己、害人”，不能去做。 我们期望的起动过程是：起动快而又没有电流和转矩冲击。
Ra R UN Ra U n T T 2 2 Ce CeCM Ce N CeCM N
n0理想空载转速
额定负载时的转速降为：
βN固有机械特性的斜率
nN n0 nN NTN
Ra R UN Ra U n T T 2 2 Ce CeCM Ce N CeCM N
本节要点
• 他励直流电机的固有机械特性 • 他励直流电机的三种人为机械特性及各自特 点 • 稳定运行条件及判断方法，电力拖动系统动 态过程分析方法。
§2-4 他励直流电动机的起动
一、直接起动存在的问题 将一台电动机接上电源，使之从静止状态开始旋转直至稳定运 行，这个过程称为起动过程。如果起动时U=UN，RΩ=0，称为 直接起动。其起动初瞬，电枢电流为：
1、电枢回路串入电阻的人为机械特性
保持U＝UN 及＝ N 不变而在电枢回路中串入电阻 R ，所 得的n＝f（T）关系。
UN Ra R n T n0 T 2 CeN CeCM N
对于给定的 R ，为常数。
n n0
Ra
固有
Ra R1
Ra R 2
人为
（1）理想空载转速n0与固有机械 特性的相同；
一、直流电动机机械特性的一般形式
Ra Fra Baidu bibliotekR U n T 2 Ce CeCM
电动机的机械特性与端电压U、主磁通Φ及电枢回路外 接电阻RΩ有关，励磁方式不同时，主磁通与电磁转矩的 关系是不同的，机械特性也不同。但上式是通用的。
二、他励直流电动机的固有机械特性
当U＝UN，Φ＝Φ N，电枢回路无外接电阻时，转速与 转矩之间的关系,称为固有机械特性。即：
d GD 2 2 dn GD 2 dn T TZ J dt 4 9.8 60 dt 375 dt
T=Tz时，n=常数。是使系统稳定的先决条件。 T>Tz时，n升高，系统加速。 T<Tz时，n降低，系统减速。
3.转矩单位为N· m，转速单位为是r/min，时间为s，飞轮矩 为N· m2，如果从产品目录上查出飞轮矩以kg· m2为单位，则必须 乘以9.8m/s2。 在大多数的电力拖动系统中，控制转速是我们的目标，抽油机、 风扇、空调、洗衣机、电动车等等。根据运动方程，系统的 转速n与T和Tz有关，要控制n必须要知道Tz与n 、 T与n之间的 关系。即要知道负载的转矩特性n=f(Tz)和n=f(T)电动机的机械 特性。即本章第二节和第三节的内容。
第二章 直流电机的电力拖动
中国石油大学（华东）信控学院 赵仁德
以电动机为原动机，按人们所给定的规律来带动生产 机械， 称为电力拖动。
电 源 控制设备 电动机 传动机构 工作机构
电力拖动系统的构成
皮带、齿 轮等
§2-1 电力拖动的运动方程式
单机单轴系统：单台电动机直接与生产机械同轴联接，简称 为单轴系统。 另外，还有单机多轴系统（抽油机）和多机多轴系统（轧钢机）
U UN
Tz TN
T
2TN
2.电枢回路串电阻起动 将起动电阻串入电枢回路，待转速上升后，逐步将 起动电阻切除。
n R1 R2 R3
U
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U N ( Ra R ) I a n C e N
弱磁
n
UN Ra '' ' n T n 0 NT 2 Ce CeCM
n0
N’ N 固有 N> N’ 0
人为
T
减弱电机主磁通人为特性的特点：（1）由于<N，理想空载转 速比固有特性的理想空载转速高。 （2）人为机械特性的斜率比固有机械特性大，即人为特性比固 有特性软。
n n0 n'0
nN nN
由于电枢回路电阻Ra很小，固有 机械特性是一条的斜率很小的直线， 可通过直线上的两个点来确定。 通常取理想空载点和额定点来确定 固有机械特性。
额定负载时的转速降落很小，他励 直流电动机的固有机械特性较 “硬”。 ' 实际空载转速 ， n0 比n0略低，对应于空载转矩。
0 T0 TN T
须先求出：CeΦN或CMΦN，Ra Ra可由估算公式估算出，然后利用电动势平衡方程式可 求出CeΦN
三、他励直流电动机的人为机械特性
人为地改变U、Φ和电枢回路外接电阻RΩ时，转速与转矩之间的 关系,称为人为机械特性。 有三种人为机械特性： （1）电枢回路串电阻的人为机械特性； （2）改变端电压时的人为机械特性； （3）减弱电动机主磁通时的人为机械特性；
恒功率负载的转矩与转速成反比。
三.通风机负载特性
对于通风机、水泵及油泵等生产机械，其负载是介质对 机器叶片的阻力产生的阻转矩，基本上与转速的平方成 正比，即：
TZ kn
2
理想鼓风机的 负载特性
实际生产机的负载特生，往往是上述 几种典型特性的组合。例如，考虑空 载转矩，实际鼓风机的负载特性如图 中的虚线所示。
如不能达到新的平衡或在外界扰动消失后不能够恢复到原来的 平衡状态，则称该拖动系统原来的状态不是稳定平衡状态。
他励直流电动机带 恒转矩负载端电压 突然下降，然后 又恢复到原来电压 的动态过程。 到达B点是什么意思？
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C
A
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0
TB
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TD
T
电动机运行于红线上，此时转速不变，对应的转矩为TB TB<Tz，系统转速下降，最后到达C点（新的平衡点） 在C点，当电机端电压恢复时，到达D点，转矩为TD，TD>Tz， 系统转速上升，最后到达A点，外界扰动消失后又恢复到原来的 平衡状态。
实际鼓风机的 负载特性
§2-3 他励直流电动机的机械特性
电磁转矩： 感应电动势：
T CM I a
Ea Cen
U I a ( Ra R ) n Ce
电枢回路电势平衡式： U Ea I a ( Ra R ) 电动机转速特性：
Ra R U T 机械特性一般表达式：n 2 Ce CeCM
稳定平衡点的条件：
d TZ dT dn dn
判断稳定平衡点的方法： 1. 利用公式； n 2. Δn法。
A
B
C
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T
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n f (T )
n f (Tz )
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B
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T B TC
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有一个扰动，使系统的转速有一个微小的变化Δn，系统能否 恢复到原来的平衡状态，如能，则为稳定平衡状态，不能，则 不是稳定平衡状态。 练习：课后习题２－７
A点到B点，TB>Tz， 转速上升？下降？ 上升，无休止地上升 不能平衡。 假设到达D点，外部 扰动消失，能否再返 回到A点？
n
E
A
D
B
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TB
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原来的平衡状态A不是稳定的平衡状态
分析电力拖动系统的动态过程方法总结： 电磁量变化的时间常数非常小，认为在瞬间完成。 而在此时转速没来得及改变，但电动机的机械特性 发生改变，即此时电磁转矩改变，负载的转矩特性 不变，新的电磁转矩与负载转矩不相等，于是就 有了转矩差，有了转速变化率，转速开始变化。可以 根据转速变化的方向，确定系统是否能达到新的平衡。
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z
单轴系统的运动方程式：
正方向的规定：首先规定电动状态下n的方向为系统旋转的正 方向，电磁转矩T的实际方向与n相同则为正，相反则为负； 负载转矩Tz的实际方向与n相同则为负，相反则为正。
d T TZ J dt
电动机
生产机械
n
T
Tz
M
说明：1.在电力拖动系统中，通常称Tz为生产机械的总负载转矩， 即：Tz=T2+T0
Ra n n0 T 2 Ce C M N
' 0
例2-2 某他励直流电动机数据如下：PN=40[kW]，UN=220[V]， IN=210[A]，nN=750[r/min]，试计算其固有机械特性。
已知：UN，IN，PN，nN
要求：
UN Ra n T 2 Ce N CeCM N
起动时应限制起动电流，使之不超过1.5~2IN，且要使If=IfN， 即满励磁起动。为何要满励磁起动？ 起动时，我们期望的是转矩在允许的限度内最大，这样才能使 转速尽快升起来。所在要满励磁起动。 如何来限制起动电流？
UN Ia Ra R
降压起动或电枢回路串电阻起动
二、他励直流电动机的起动方法
n
v
Tz
TZ
M
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0
2.位能性恒转矩负载
生产机械工作机构中具有位能部件，其转矩具有固定 方向，不随转向的改变而改变，如起重机系统。
为简单起见，在今后的分析中，n 除非特别说明，位能性负载都 采用理想特性。
n
Tz
T0
n
T0 Tz
Tz
二.恒功率负载特性
恒功率负载是指负载的功率为常数，不随转速变化。
PZ K TZ PZ / PZ 60 / 2 n 9.55 n n
四、电力拖动系统的稳定运行条件
1. 电力拖动系统的平衡状态
电动机机械特性与负载转矩特 性交点处，电磁转矩与总的负 载转矩相等，转速不变，电枢 电流不变，称该系统处于平衡 状态。
2. 电力拖动系统的稳定平衡状态
系统原来处于平衡状态，如果由于某种原因（电压的波动、 负载的变化或电动机参数的正常调节），使系统离开了原来 的平衡状态，但能够在新的条件下自动地达到新的平衡； 或者在外界扰动消失后能够恢复到原来的平衡状态，则称 该拖动系统原来的运行状态是稳定平衡状态。
固有
人为
想空载转速低。端电压下降越多，其理
想空载转速越低。
T
（2）端电压不同，但人为特性的斜率跟固有特性的斜率相等， 因此各条特性彼此平行。
3、减弱磁通时的人为机械特性
保持U=UN不变而且电枢回路中串入电阻为零 ，改变电动机的励 磁电流If，使If<IfN，所得的n＝f（T）关系。 如何改变励磁电流？ 改变励磁回路的调节电阻（小容量电机）； 改变励磁电压（大容量电机） 为何励磁电流只能在额定值以下调？ 往上调没有效果，因为磁路已饱和。
§2-2 生产机械的负载转矩特性
根据n与Tz的关系，可以分为三种类型的负载特性： 恒转矩负载、恒功率负载、风机泵类负载
一、恒转矩负载
转速变化时，负载转矩的大小保持不变，称为恒转矩负载， 可分为两类：反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载。
1.反抗性恒转矩负载
该负载的大小与转速无关，方向始终与转向相反，属于 这类负载的生产机械有机床的平移机构等。
T2为生产机械的转矩，T0为电动机本身的空载转矩。
2. J为整个系统的转动惯量，包括电动机、传动机构和生产机械。 工程上，通常用飞轮矩GD2来表征转动物体的惯性作用，GD2和 J的关系为:
GD2 J 4g
GD2为电动机转子、传动机构和生产机械转动部分的飞轮矩之 和，单位为[N· m2]，一般可以查到。是一个完整的符号，不是 G和D2的乘积，g为重力加速度，9.8m/s2。
（2）斜率
0
T
R 2 R1
Ra Rc N ，特性变软，在同一个转矩下， 2 CeCM N
转速下降更多
2、改变端电压时的人为机械特性
保持＝ N 不变而且电枢回路中串入电阻为零 ，改变电动 机的端电压U所得的n＝f（T）关系。
Ra U ' n T n 0 T 2 CeN CeCM N
电动机受耐压限制而不能在过电压状 态下运行，所以一般只能使U<UN
n n0
UN U1 U2 UN>U1>U2
固有
人为
0
T
Ra U ' n T n 0 T 2 CeN CeCM N
改变端电压人为特性的特点： （1）理想空载转速比固有特性的理
n n0
UN U1 U2 UN>U1>U2 0
1. 降压起动 U I 起动时降低端电压U，使 a Ra (1.5 ~ 2) I N 且T (1.5 ~ 2.0)TN， 在不大的起动电流下使系统顺利起动，随着转速升高， 反电动势 Ea CeI a 增大，电枢电流开始下降，这时 逐渐升高端电压，直到U=UN，则起动完毕。 优点：起动平稳， 起动过程中能量损耗小
UN
I
Ia
Ea 0
Ra
UN Ia Ra
电枢电阻较小，起动时电枢电流很大，可达到10~20IN
直接起动存在的问题： 1.换向恶化，出现强烈的火花或环火，烧坏换向器，电枢绕 组产生很大的电磁力而损坏绕组 2.如保持主磁通为额定值，此时的电磁转矩T也将达到额定值 的10~20倍，从而损坏传动机构。 3.过大的起动电流会引起电网的供电波动，影响同一电网上 其他设备的运行。 总之，直接起动“害己、害人”，不能去做。 我们期望的起动过程是：起动快而又没有电流和转矩冲击。
Ra R UN Ra U n T T 2 2 Ce CeCM Ce N CeCM N
n0理想空载转速
额定负载时的转速降为：
βN固有机械特性的斜率
nN n0 nN NTN
Ra R UN Ra U n T T 2 2 Ce CeCM Ce N CeCM N
本节要点
• 他励直流电机的固有机械特性 • 他励直流电机的三种人为机械特性及各自特 点 • 稳定运行条件及判断方法，电力拖动系统动 态过程分析方法。
§2-4 他励直流电动机的起动
一、直接起动存在的问题 将一台电动机接上电源，使之从静止状态开始旋转直至稳定运 行，这个过程称为起动过程。如果起动时U=UN，RΩ=0，称为 直接起动。其起动初瞬，电枢电流为：
1、电枢回路串入电阻的人为机械特性
保持U＝UN 及＝ N 不变而在电枢回路中串入电阻 R ，所 得的n＝f（T）关系。
UN Ra R n T n0 T 2 CeN CeCM N
对于给定的 R ，为常数。
n n0
Ra
固有
Ra R1
Ra R 2
人为
（1）理想空载转速n0与固有机械 特性的相同；
一、直流电动机机械特性的一般形式
Ra Fra Baidu bibliotekR U n T 2 Ce CeCM
电动机的机械特性与端电压U、主磁通Φ及电枢回路外 接电阻RΩ有关，励磁方式不同时，主磁通与电磁转矩的 关系是不同的，机械特性也不同。但上式是通用的。
二、他励直流电动机的固有机械特性
当U＝UN，Φ＝Φ N，电枢回路无外接电阻时，转速与 转矩之间的关系,称为固有机械特性。即：
d GD 2 2 dn GD 2 dn T TZ J dt 4 9.8 60 dt 375 dt
T=Tz时，n=常数。是使系统稳定的先决条件。 T>Tz时，n升高，系统加速。 T<Tz时，n降低，系统减速。
3.转矩单位为N· m，转速单位为是r/min，时间为s，飞轮矩 为N· m2，如果从产品目录上查出飞轮矩以kg· m2为单位，则必须 乘以9.8m/s2。 在大多数的电力拖动系统中，控制转速是我们的目标，抽油机、 风扇、空调、洗衣机、电动车等等。根据运动方程，系统的 转速n与T和Tz有关，要控制n必须要知道Tz与n 、 T与n之间的 关系。即要知道负载的转矩特性n=f(Tz)和n=f(T)电动机的机械 特性。即本章第二节和第三节的内容。
第二章 直流电机的电力拖动
中国石油大学（华东）信控学院 赵仁德
以电动机为原动机，按人们所给定的规律来带动生产 机械， 称为电力拖动。
电 源 控制设备 电动机 传动机构 工作机构
电力拖动系统的构成
皮带、齿 轮等
§2-1 电力拖动的运动方程式
单机单轴系统：单台电动机直接与生产机械同轴联接，简称 为单轴系统。 另外，还有单机多轴系统（抽油机）和多机多轴系统（轧钢机）