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机械工程学院 2003年3月 机电传动控制 机电传动 第二章 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及其含义； 掌握多轴拖动系统中转矩折算的基本原则和方法； 了解几种典型的生产机械的负载特性； n = f ( TL ) 掌握机电传动系统稳定运行的条件，并学会用它来分析系统的稳定平衡点。 2·1 机电传动系统的运动方程式 一、单轴拖动系统 系统的运动状态 1、静态（稳态）：TM = TL，n = 常数， 2、加速运动：TM TL 3、减速运动：TM TL 二、转矩正方向的规定 1、原则：以传动方向n为参考来确定转矩的正负。 约定 TM与n方向一致（＋） ＋:拖动转矩； －：制动转矩 2. TL与n方向相反（＋） ＋：制动转矩；－：拖动转矩 TM 、TL 符号的判别 2·2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算 折算原则：功率守恒，能量守恒 将转矩折算为电动机轴上的等效转矩 多轴拖动系统 利用功率守恒原则折算负载转矩 利用动能守恒原则折算飞轮转矩 2·3 生产机械的机械特性 同一转轴(一般为电动机转轴）上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。n = f ( TL ) 不同类型的生产机械在运动中受阻力的性质不同，其机械特性曲线的形状也有所不同， 恒转矩型机械特性 离心式通风机型机械特性 直线型机械特性 恒功率型机械特性 2·4 机电传动系统稳定运行的条件 机电传动系统的稳定运行包含两重含义： 一是系统应能以一定速度匀速运转，即TM与TL大小相等，方向相反，相互平衡，这是必要条件。 二是系统受某种外部干扰作用（如电压波动、负载转矩波动等）而使运行速度稍有变化时，应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度，这是充分条件。 稳定工作点的判别 稳定工作点的判别(充要条件） 1、电动机的机械特性曲线与生产机械的机械特性曲线有交点，该点为平衡点。 2、当转速大于平衡点所对应的转速时，必须有 TM TL 当转速小于平衡点所对应的转速时，必须有 TM TL 稳定工作点的判别 稳定工作点的判定 负载特性曲线与电机特性曲线有交点（平衡点） 当有扰动使得负载转矩增大时，此时转速下降，电动机输出转矩降低，但负载转矩下降的速度比电动机输出转矩快，所以总的动态转矩还是随转速下降增大，使得系统返回平衡点， 所以此点是稳定的，为稳定平衡点。 * 启动时 制动时 旋转运动 直线运动 电动机拖动生产机械 生产机械拖动电动机 机械工程学院 总转动 惯量 总飞轮 转矩 转动惯量的简化折算 虚线表示在有摩擦负载的实际情况 他励直流发电机，当励磁电流和电枢电阻固定不变时，其电磁转矩与转速成正比，即呈现直线型机械特性。 如在车床加工过程中，粗加工时，切削量大，负载阻力大，开低速；精加工时，切削量小，负载阻力小，开高速。 但在不同转速下，切削功率 P＝TL×2πn/60 基本不变。 即呈现恒功率型机械特性 * *