第二章机电传动系统的动力学基础课件.ppt

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1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电机与拖动电机与拖动第二章机电传动系统的动力学基础第1页，此课件共44页哦第第1章章 概述概述l l 机电传动的发展概况机电传动的发展概况;l l 电气控制系统的发展概况电气控制系统的发展概况;l l “电机与拖动电机与拖动”课程的性质和任务课程的性质和任务.第2页，此课件共44页哦1.机电传动发展的概况机电传动发展的概况1)1)成组拖动成组拖动成组拖动成组拖动 一台电动机一台电动机一台电动机一台电动机-一根天轴一根天轴一根天轴一根天轴-一组生产机械设备一组生产机械设备一组生产机械设备一组生产机械设备 机构复杂机构复杂机构复杂机构复杂,

2、损耗大损耗大损耗大损耗大,效率低效率低效率低效率低,工作可靠性差工作可靠性差工作可靠性差工作可靠性差.2)2)单台电动机拖动单台电动机拖动单台电动机拖动单台电动机拖动 一台电动机一台电动机一台电动机一台电动机-一台设备一台设备一台设备一台设备 当生产机械设备运动部件较多时当生产机械设备运动部件较多时当生产机械设备运动部件较多时当生产机械设备运动部件较多时,机构仍复杂机构仍复杂机构仍复杂机构仍复杂,满足不了生产满足不了生产满足不了生产满足不了生产工艺要求工艺要求工艺要求工艺要求.3)3)多台电动机拖动多台电动机拖动多台电动机拖动多台电动机拖动 一台专门的电动机一台专门的电动机一台专门的电动机一台

3、专门的电动机-同一台设备的每一个运动部件同一台设备的每一个运动部件同一台设备的每一个运动部件同一台设备的每一个运动部件 机构简单机构简单机构简单机构简单,控制灵活控制灵活控制灵活控制灵活,便于生产机械的自动化便于生产机械的自动化便于生产机械的自动化便于生产机械的自动化.举例举例举例举例:龙门刨床的刨台龙门刨床的刨台龙门刨床的刨台龙门刨床的刨台,左垂直刀架左垂直刀架左垂直刀架左垂直刀架,右垂直刀架右垂直刀架右垂直刀架右垂直刀架,侧刀架侧刀架侧刀架侧刀架,横梁横梁横梁横梁,夹紧机构夹紧机构夹紧机构夹紧机构,都是分别由一台电动机拖动的都是分别由一台电动机拖动的都是分别由一台电动机拖动的都是分别由一台

4、电动机拖动的.第3页，此课件共44页哦2.电气控制系统的发展概况电气控制系统的发展概况1)1)继电器继电器继电器继电器-接触器控制系统接触器控制系统接触器控制系统接触器控制系统 能对控制对象实现起动能对控制对象实现起动能对控制对象实现起动能对控制对象实现起动,制动制动制动制动,有级调速控制有级调速控制有级调速控制有级调速控制;结构简单结构简单结构简单结构简单,动作可靠动作可靠动作可靠动作可靠;控制速度慢控制速度慢控制速度慢控制速度慢,控制精度差控制精度差控制精度差控制精度差.2)2)连续控制方式和自动控制系统连续控制方式和自动控制系统连续控制方式和自动控制系统连续控制方式和自动控制系统 202

5、0世纪世纪世纪世纪3030年代的电机放大机控制年代的电机放大机控制年代的电机放大机控制年代的电机放大机控制,40-50,40-50年代的磁放大年代的磁放大年代的磁放大年代的磁放大器控制和水银整流器控制器控制和水银整流器控制器控制和水银整流器控制器控制和水银整流器控制,1958,1958年以后的晶闸管年以后的晶闸管年以后的晶闸管年以后的晶闸管-直流电动直流电动直流电动直流电动机无级调速系统机无级调速系统机无级调速系统机无级调速系统,80,80年代以来的新型电力电子元件年代以来的新型电力电子元件年代以来的新型电力电子元件年代以来的新型电力电子元件-交交交交流电动机无级调速系统流电动机无级调速系统流

6、电动机无级调速系统流电动机无级调速系统;控制简单控制简单控制简单控制简单,可靠性高可靠性高可靠性高可靠性高,连续控制连续控制连续控制连续控制,拖动性能好拖动性能好拖动性能好拖动性能好.第4页，此课件共44页哦电气控制系统的发展概况电气控制系统的发展概况3)3)可编程序控制器可编程序控制器可编程序控制器可编程序控制器(PLC)(PLC)l l 是继电器常规控制技术与微机技术的结合是继电器常规控制技术与微机技术的结合是继电器常规控制技术与微机技术的结合是继电器常规控制技术与微机技术的结合,是一台按开关量输入是一台按开关量输入是一台按开关量输入是一台按开关量输入的工业控制专用计算机的工业控制专用计算

7、机的工业控制专用计算机的工业控制专用计算机;l l 具有逻辑运算功能具有逻辑运算功能具有逻辑运算功能具有逻辑运算功能,定时定时定时定时/计数功能计数功能计数功能计数功能,数字运算功能数字运算功能数字运算功能数字运算功能,通信功能通信功能通信功能通信功能.4)4)计算机数字控制系统计算机数字控制系统计算机数字控制系统计算机数字控制系统l l 19521952年美国出现第一台数控铣床年美国出现第一台数控铣床年美国出现第一台数控铣床年美国出现第一台数控铣床,1958,1958年出现加工中心年出现加工中心年出现加工中心年出现加工中心,20,20世纪世纪世纪世纪7070年代年代年代年代CNCCNC应用于

8、数控机床和加工中心应用于数控机床和加工中心应用于数控机床和加工中心应用于数控机床和加工中心,80,80年代出现了柔性制造系年代出现了柔性制造系年代出现了柔性制造系年代出现了柔性制造系统统统统(FNS);(FNS);l l 提高了生产机械的通用性和效率提高了生产机械的通用性和效率提高了生产机械的通用性和效率提高了生产机械的通用性和效率,实现机械加工全盘自动化实现机械加工全盘自动化实现机械加工全盘自动化实现机械加工全盘自动化.第5页，此课件共44页哦3.本课程的性质和任务本课程的性质和任务1)1)课程性质课程性质课程性质课程性质 该课程是机械类专业的一门必修的专业基础课该课程是机械类专业的一门必修

9、的专业基础课该课程是机械类专业的一门必修的专业基础课该课程是机械类专业的一门必修的专业基础课,是机电是机电是机电是机电一体化人才所需电知识的驱体一体化人才所需电知识的驱体一体化人才所需电知识的驱体一体化人才所需电知识的驱体.2)2)课程内容课程内容课程内容课程内容 全书全书全书全书1111章，取前章，取前章，取前章，取前2-52-5章共章共章共章共4 4章内容：章内容：章内容：章内容：l l(1)(1)机电传动系统的动力学基础和过渡过程机电传动系统的动力学基础和过渡过程机电传动系统的动力学基础和过渡过程机电传动系统的动力学基础和过渡过程;l l(2)(2)直流电机的工作原理及特性直流电机的工作

10、原理及特性直流电机的工作原理及特性直流电机的工作原理及特性;l l(3)(3)交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性;l l(4)(4)控制电动机控制电动机控制电动机控制电动机.第6页，此课件共44页哦 电机是利用电磁感应原理工作的机械。电机是利用电磁感应原理工作的机械。电机常用的分类方式有两种：一是按功能分，有发电机、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，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。有变压器和旋转电机。两种方法归

11、纳如下：两种方法归纳如下：电机电机变压器变压器直流电机直流电机直流发电机直流发电机直流电动机直流电动机交流电机交流电机控制电机控制电机同步电机同步电机同步发电机同步发电机同步电动机同步电动机异步电机异步电机异步发电机异步发电机异步电动机异步电动机概述概述第7页，此课件共44页哦3)课程学习任务课程学习任务 要求掌握电机的基本结构和工作原理，以及拖动系统的运行性要求掌握电机的基本结构和工作原理，以及拖动系统的运行性能、分析计算及试验方法，培养在电机及电力拖动方面分析和解能、分析计算及试验方法，培养在电机及电力拖动方面分析和解决问题的能力，为今后学习和工作打下坚实的基础。决问题的能力，为今后学习和

12、工作打下坚实的基础。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。4)4)本课程的特点及学习方法本课程的特点及学习方法第8页，此课件共44页哦参考教材参考教材:1.1.电机与拖动基础电机与拖动基础电机与拖动基础电机与拖动基础清华大学出版社清华大学出版社清华大学出版社清华大学出版社 李发海主编李发海主编李发海主编李发海主编 2.2.电机及电力拖动电机及电力拖动电机及电力拖

13、动电机及电力拖动机械工业出版社机械工业出版社机械工业出版社机械工业出版社 周定颐主编周定颐主编周定颐主编周定颐主编 第9页，此课件共44页哦第第2章章 机电传动系统的动力学基础机电传动系统的动力学基础l l掌握机电传动系统的运动方程式掌握机电传动系统的运动方程式掌握机电传动系统的运动方程式掌握机电传动系统的运动方程式,用它来分析机电传动系用它来分析机电传动系用它来分析机电传动系用它来分析机电传动系统的运动状态统的运动状态统的运动状态统的运动状态;l l了解多轴拖动系统中转矩了解多轴拖动系统中转矩了解多轴拖动系统中转矩了解多轴拖动系统中转矩,转动惯量和飞轮转矩的折算方法转动惯量和飞轮转矩的折算方

14、法转动惯量和飞轮转矩的折算方法转动惯量和飞轮转矩的折算方法;l l了解几种典型生产机械的机械特性了解几种典型生产机械的机械特性了解几种典型生产机械的机械特性了解几种典型生产机械的机械特性;l l 掌握机电传动系统稳定运行的条件；掌握机电传动系统稳定运行的条件；掌握机电传动系统稳定运行的条件；掌握机电传动系统稳定运行的条件；l l 了解决传动系统的过渡过程。了解决传动系统的过渡过程。了解决传动系统的过渡过程。了解决传动系统的过渡过程。第10页，此课件共44页哦 电力拖动系统一般由电动机、生产机械的工作机构、传动机构、控电力拖动系统一般由电动机、生产机械的工作机构、传动机构、控制设备及电源五大部分

15、组成。制设备及电源五大部分组成。电力拖动系统中有的部件作电力拖动系统中有的部件作直线运动直线运动、有的部件作、有的部件作旋转运动。旋转运动。采用古典动力学来分析。采用古典动力学来分析。电源电源控制设备控制设备电动机电动机传动和工作机构传动和工作机构 电力拖动是用电动机带动生产机械运动，以完成一定的生电力拖动是用电动机带动生产机械运动，以完成一定的生产任务产任务第11页，此课件共44页哦2.1 机电传动系统的运动方程式机电传动系统的运动方程式1.1.单轴机电传动系统运动方程式单轴机电传动系统运动方程式单轴机电传动系统运动方程式单轴机电传动系统运动方程式:根据动量守恒定律：根据动量守恒定律：定义式

16、定义式定义式定义式工程计算式工程计算式工程计算式工程计算式电动机电动机生产机械生产机械TMnTLT0轴轴TMTLn第12页，此课件共44页哦电力拖动系统正方向的规定：电力拖动系统正方向的规定：轴轴TMTLn 先规定旋转方向为正方向，转速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。的正方向一般选实际转向。规定规定与与与与n n方向相同的方向相同的方向相同的方向相同的T TMM为正为正为正为正,与与与与n n方向相方向相方向相方向相反的反的反的反的T TL L为正为正为正为正 规定规定与与与与n n方向相反的方向相反的方向相反的方向相反的T TMM为负为负为负为负,与与与与n n方向

17、相方向相方向相方向相同的同的同的同的T TL L为负为负为负为负。第13页，此课件共44页哦 在工程计算中，常用在工程计算中，常用 n 代替代替 表示系统速度，用飞轮矩表示系统速度，用飞轮矩GD2代替代替 J 表示系统机械惯性表示系统机械惯性第14页，此课件共44页哦2.2.系统动态转矩系统动态转矩系统动态转矩系统动态转矩T Td d讨论讨论:1)当当Td=0时时,系统系统称之为称之为称之为称之为稳态稳态稳态稳态或或或或静态静态静态静态.2)当当Td0时时,系统为动态系统为动态:(1)Td0,dn/dt=a0,系统加速，系统加速，(2)Td0,dn/dt=a0,系统减速，系统减速，称之为称之为

18、称之为称之为动态动态动态动态因此因此:TM，TL有大小，有方向。有大小，有方向。令系统动态转矩令系统动态转矩令系统动态转矩令系统动态转矩:第15页，此课件共44页哦举例举例举例举例 例例例例1:1:列出下图系统的运动方程式列出下图系统的运动方程式列出下图系统的运动方程式列出下图系统的运动方程式,并说明运动状态并说明运动状态并说明运动状态并说明运动状态.nTMTLnTMTL 解解解解:T:TMM与与与与n n反向为负，反向为负，反向为负，反向为负，T TL L与与与与n n反向为正反向为正反向为正反向为正,运动方程如下式；运动方程如下式；运动方程如下式；运动方程如下式；状态为减速。状态为减速。状

19、态为减速。状态为减速。第16页，此课件共44页哦例例例例2:2:提升重物过程如右图示提升重物过程如右图示提升重物过程如右图示提升重物过程如右图示,写出运动方写出运动方写出运动方写出运动方程式程式程式程式.解解解解 :(a):(a)中，提升重物，中，提升重物，中，提升重物，中，提升重物，T TMM为正，为正，为正，为正，T TL L为正，运动方程式为为正，运动方程式为为正，运动方程式为为正，运动方程式为:(b)(b)中，仍为提升重物，但中，仍为提升重物，但中，仍为提升重物，但中，仍为提升重物，但T TMM为负，为负，为负，为负，T TL L为正为正为正为正,运动方程式为运动方程式为运动方程式为运

20、动方程式为:思考题思考题思考题思考题 :试分析图试分析图试分析图试分析图(a)(a)和图和图和图和图(b)(b)系统的运动状态系统的运动状态系统的运动状态系统的运动状态.第17页，此课件共44页哦 由运动方程看，要能提升重由运动方程看，要能提升重物，必须有物，必须有TMTL，系统才有系统才有提升加速度。提升加速度。由运动方程看：电动机转矩为负，由运动方程看：电动机转矩为负，也是制动转矩也是制动转矩,系统减速提升，直至停系统减速提升，直至停止。止。思考题思考题图图(a)图图(b)第18页，此课件共44页哦2.22.2转矩转矩.转动惯量和飞轮转矩的折算转动惯量和飞轮转矩的折算 实际拖动系统一般是多

21、轴传动系统，该系统的运动方程式，是将其转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。矩等折算到一根轴上，再按前面的方法列出运动方程式。矩等折算到一根轴上，再按前面的方法列出运动方程式。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折算时，可以折算到电动机轴上折算时，可以折算到电动机轴上折算时，可以折算到电动机轴上(高速轴高速轴高速轴高速轴)，也可以折算至低速轴上。，也可以折算至低

22、速轴上。，也可以折算至低速轴上。，也可以折算至低速轴上。(a)旋转运动旋转运动 (b)直线运动直线运动第19页，此课件共44页哦一、三轴旋转运动折算至电动机轴上一、三轴旋转运动折算至电动机轴上一、三轴旋转运动折算至电动机轴上一、三轴旋转运动折算至电动机轴上1.1.负载转矩的折算负载转矩的折算负载转矩的折算负载转矩的折算转矩折算的原则：转矩折算的原则：转矩折算的原则：转矩折算的原则：系统传递的功率不变系统传递的功率不变系统传递的功率不变系统传递的功率不变TM M等效负载等效负载电动机电动机TL电动机电动机工作机构工作机构TM Mj11j22 2TL L 1第20页，此课件共44页哦转矩的耗损：转

23、矩的耗损：注意：当注意：当M为拖动性为拖动性，由电动机提供；由电动机提供；当当M为制动性为制动性，由负载提供。由负载提供。考虑各级效率时：考虑各级效率时：第21页，此课件共44页哦飞轮矩折算的原则：飞轮矩折算的原则：飞轮矩折算的原则：飞轮矩折算的原则：系统储藏的动能不变系统储藏的动能不变系统储藏的动能不变系统储藏的动能不变2.2.转动惯量和转动惯量和转动惯量和转动惯量和飞轮转矩飞轮转矩飞轮转矩飞轮转矩的折算的折算的折算的折算TM MGDZ2等效负载等效负载电动机电动机TL电动机电动机工作机构工作机构TM Mj11j22 2TL LGDM2GD12GDL2 1第22页，此课件共44页哦第23页，

24、此课件共44页哦TM GDZ 2等效负载等效负载电动机电动机TL电动机电动机工作机构工作机构TM j11j22 2TL LGDM2GD12GDL2 1 分别为电动机轴，中间传动轴，生分别为电动机轴，中间传动轴，生分别为电动机轴，中间传动轴，生分别为电动机轴，中间传动轴，生 产机械轴上的飞轮转矩。产机械轴上的飞轮转矩。产机械轴上的飞轮转矩。产机械轴上的飞轮转矩。第24页，此课件共44页哦总质量总质量m电动机电动机刨刀刨刀TMnFTM J等效负载等效负载电动机电动机TL二、三轴直线运动折算到电动机轴上二、三轴直线运动折算到电动机轴上二、三轴直线运动折算到电动机轴上二、三轴直线运动折算到电动机轴上1

25、.1.负载转矩的折算负载转矩的折算负载转矩的折算负载转矩的折算转矩折算的原则：转矩折算的原则：转矩折算的原则：转矩折算的原则：系统传递的功率不变系统传递的功率不变系统传递的功率不变系统传递的功率不变1 1）平移运动）平移运动）平移运动）平移运动第25页，此课件共44页哦2 2）升降运动）升降运动）升降运动）升降运动TM MGD2等效负载等效负载电动机电动机TL电动机电动机滚筒滚筒TM Mj11j22 2 GDM2GD12GDL2 1mv提升运动：电动机为电动状态提升运动：电动机为电动状态下降运动：电动机为发电状态下降运动：电动机为发电状态第26页，此课件共44页哦（1 1）提升运动：方法同平移

26、运动）提升运动：方法同平移运动（2 2）下降运动）下降运动提升和下降的传动损耗相同提升和下降的传动损耗相同重物质量重物质量重物质量重物质量第27页，此课件共44页哦2.2.转动惯量和转动惯量和转动惯量和转动惯量和飞轮矩的折算飞轮矩的折算总质量总质量m电动机电动机刨刀刨刀TMnFTM MJZ等效负载等效负载电动机电动机TL（1 1）转动惯量的折算）转动惯量的折算）转动惯量的折算）转动惯量的折算飞轮矩折算的原则：飞轮矩折算的原则：飞轮矩折算的原则：飞轮矩折算的原则：系统储藏的动能不变系统储藏的动能不变系统储藏的动能不变系统储藏的动能不变旋转部分的折算旋转部分的折算直线部分的折算直线部分的折算第28

27、页，此课件共44页哦（2 2）飞轮矩的折算）飞轮矩的折算旋转部分的折算旋转部分的折算直线部分的折算直线部分的折算第29页，此课件共44页哦计算举例计算举例计算举例计算举例例例例例:机电传动系统如下图机电传动系统如下图机电传动系统如下图机电传动系统如下图(a)(a)所示。已知每根轴的飞轮转矩和转速，所示。已知每根轴的飞轮转矩和转速，所示。已知每根轴的飞轮转矩和转速，所示。已知每根轴的飞轮转矩和转速，负载转矩为负载转矩为负载转矩为负载转矩为98Nm98Nm2 2，电动机拖动转矩，电动机拖动转矩，电动机拖动转矩，电动机拖动转矩29.4Nm29.4Nm2 2，传动效率，传动效率，传动效率，传动效率0.

28、90.9，求，求，求，求生产机械轴上的加速度是多少生产机械轴上的加速度是多少生产机械轴上的加速度是多少生产机械轴上的加速度是多少?第30页，此课件共44页哦 由公式可得生产机械轴上的加速度为：由公式可得生产机械轴上的加速度为：由公式可得生产机械轴上的加速度为：由公式可得生产机械轴上的加速度为：解解解解:这是折算到低速轴这是折算到低速轴这是折算到低速轴这是折算到低速轴第31页，此课件共44页哦负载的机械特性指：负载的机械特性指：一、恒转矩负载机械特性一、恒转矩负载机械特性一、恒转矩负载机械特性一、恒转矩负载机械特性TTL L大小不变大小不变大小不变大小不变这类生产机械的转矩这类生产机械的转矩TL

29、的大小不随转速的大小不随转速n的变化而改变。的变化而改变。1.1.反抗性恒转矩负载机械特性反抗性恒转矩负载机械特性转矩总是阻碍运动的转矩总是阻碍运动的反抗性负载反抗性负载当转动方向改变时，负载转矩的方向也随之改变。当转动方向改变时，负载转矩的方向也随之改变。nT0TL-TL2.3 生产机械的机械特性生产机械的机械特性例：皮带运输机例：皮带运输机例：皮带运输机例：皮带运输机 机床进给运动机床进给运动机床进给运动机床进给运动.第32页，此课件共44页哦2、位能性恒转矩负载的机械特性、位能性恒转矩负载的机械特性TL电动机轴电动机轴TMn特点：绝对值大小恒定；作用方向与特点：绝对值大小恒定；作用方向与

30、n无关，不变。无关，不变。nT0TL第33页，此课件共44页哦二、恒功率负载机械特性二、恒功率负载机械特性nTL0负载转矩与转速成反比关系负载转矩与转速成反比关系TL=K/n负载功率负载功率:它与它与n无关，称恒功率负载。无关，称恒功率负载。例例例例:球磨机球磨机球磨机球磨机,碎石机碎石机碎石机碎石机,机床的主运动机床的主运动机床的主运动机床的主运动.第34页，此课件共44页哦三、泵类负载机械特性三、泵类负载机械特性变转矩类负载转矩基本上与转速成平方关系负载转矩基本上与转速成平方关系TL=kn2。负载属于反抗性负载负载属于反抗性负载例例例例:水泵水泵水泵水泵,通风机通风机通风机通风机.风机风机

31、风机风机,水泵电动机的容量占水泵电动机的容量占水泵电动机的容量占水泵电动机的容量占工业用户总用电量的工业用户总用电量的工业用户总用电量的工业用户总用电量的70%.70%.第35页，此课件共44页哦四、电力拖动系统稳定运行条件四、电力拖动系统稳定运行条件 处于某一转速下运行的电力拖动系统，由于受到某种扰动，处于某一转速下运行的电力拖动系统，由于受到某种扰动，导致系统的转速发生变化而离开原来的平衡状态，如果系统能在导致系统的转速发生变化而离开原来的平衡状态，如果系统能在新的条件下达到新的平衡状态，或者当扰动消失后系统回到原来新的条件下达到新的平衡状态，或者当扰动消失后系统回到原来的转速下继续运行，

32、则系统是稳定的，否则系统是不稳定的。的转速下继续运行，则系统是稳定的，否则系统是不稳定的。在在 点点,系统平衡系统平衡扰动使转速有微小增量，转速由扰动使转速有微小增量，转速由 上升到上升到 ，扰动消失，系，扰动消失，系统减速，回到统减速，回到 点运行。点运行。扰动使转速由扰动使转速由 下降到下降到 ，扰动消失，系统加速，回到扰动消失，系统加速，回到 点运点运行。行。电机的机械特性：电机的机械特性：n=f(TM）负载的机械特性：负载的机械特性：n=f(TL）第36页，此课件共44页哦电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是：在 点，系统平衡1.必要条件:电动机的机械特性与负载转矩特性有交点,即存在扰

33、动使转速由 下降到 ，系统将一直减速，不可能回到 点运行。扰动使转速由 上升到 ，即使扰动消失，系统也将一直加速，不能回到 点运行。2.充分条件:在交点 处满足 。或者说，在交点的转速是上升时 ,在交点的转速是下降时 。第37页，此课件共44页哦稳定运行判别举例稳定运行判别举例稳定运行判别举例稳定运行判别举例例例1,试判别右图所示三相异步电试判别右图所示三相异步电动机特性曲线与恒转矩负载特性动机特性曲线与恒转矩负载特性曲线组成系统的稳定平衡点曲线组成系统的稳定平衡点.分析分析:由机电传动系统稳定判据的由机电传动系统稳定判据的两个条件，分别判别图中两个条件，分别判别图中a点和点和b点是否满足稳定

34、运行的条件。点是否满足稳定运行的条件。第38页，此课件共44页哦 解解:1)有交点有交点a和和b;2)对于对于a点点,当转速小于当转速小于a点对应的转速时点对应的转速时,电动机电动机a的转矩大于负载转矩的转矩大于负载转矩,a点是点是平衡点平衡点;对于对于b点点,当转速小于当转速小于b点对应的转速时点对应的转速时,电动机电动机b 的转矩小于负载转矩的转矩小于负载转矩,b点不点不是平衡点是平衡点.第39页，此课件共44页哦稳定判别举例稳定判别举例稳定判别举例稳定判别举例例例例例2 2 右图中右图中右图中右图中b b点是不是稳定平衡点点是不是稳定平衡点点是不是稳定平衡点点是不是稳定平衡点?为什么为什

35、么为什么为什么?解解解解:b:b点是平衡工作点点是平衡工作点点是平衡工作点点是平衡工作点.1)1)两条曲线有交点两条曲线有交点两条曲线有交点两条曲线有交点b;b;2)2)当转速大于当转速大于当转速大于当转速大于b b点对应的转点对应的转点对应的转点对应的转速时速时速时速时:即在即在即在即在b b点上方作一条虚线点上方作一条虚线点上方作一条虚线点上方作一条虚线,与这两条曲线有交点，与这两条曲线有交点，与这两条曲线有交点，与这两条曲线有交点，nbTMTLnT TL L T TMM b b b b点是平衡工作点点是平衡工作点点是平衡工作点点是平衡工作点 其中其中其中其中:与负载特性曲线的交点与负载特

36、性曲线的交点与负载特性曲线的交点与负载特性曲线的交点T TL L位于与电动机特性曲线交点位于与电动机特性曲线交点位于与电动机特性曲线交点位于与电动机特性曲线交点T TMM的右侧的右侧的右侧的右侧.第40页，此课件共44页哦1.意义：为机电传动提供控制原则，设计出完善的自动控制线 路。2.过渡过程的基本规律：机电传动系统参数，如转速，转矩，电流等对时间的变化规律。3.举例:1)龙门刨床的工作台：它在工作中经常需要起动、制动、反转、调速，要求过渡过程尽量快，以提高生产率。2)电梯：要求起动，制动平滑，速度变化不能过大，以保证安全和舒适。3)印刷机：要求限制加速度的大小，以保证生产出合格产品。2.5

37、 机电传动系统的过渡过程第41页，此课件共44页哦一、一、一、一、机电传动系统过渡过程的分析机电传动系统过渡过程的分析机电传动系统过渡过程的分析机电传动系统过渡过程的分析1.机电传动系统产生过渡过程的原因机电传动系统产生过渡过程的原因 外部原因外部原因:系统的转矩关系被破坏系统的转矩关系被破坏;内部原因内部原因:系统中存在有贮能的惯性元件系统中存在有贮能的惯性元件.2.机电传动系统产生过渡过程的惯性机电传动系统产生过渡过程的惯性 1)机械惯性机械惯性:反映在转动惯量或飞轮转矩上反映在转动惯量或飞轮转矩上，使转速不能突变使转速不能突变。2)电磁惯性电磁惯性:反映在电感上反映在电感上，如直流电动机

38、有机电时间常数和电如直流电动机有机电时间常数和电 气时间常数气时间常数。3)热惯性热惯性:反映在温度上反映在温度上。（比。（比较较慢不考慢不考虑虑）一般情况下一般情况下,只考虑机械惯性只考虑机械惯性第42页，此课件共44页哦二、二、二、二、基本方程式基本方程式基本方程式基本方程式 1、机电传动系统的机电时间常数：2、只考虑机械惯性时，系统过渡过程的运动规律为:第43页，此课件共44页哦三、三、三、三、起动时过渡过程曲线起动时过渡过程曲线起动时过渡过程曲线起动时过渡过程曲线1)起动时起动时:t=0，TM=Tst 动态转矩动态转矩Td最大最大，转速迅速上升转速迅速上升。2)稳态稳态:TM=TL,n=ns，工程上认为工程上认为，当当:转速已达到稳态转速转速已达到稳态转速，过渡过渡过程结束过程结束。第44页，此课件共44页哦