第 一 章 电力 拖 动 系 统 的动 力 学 基 礎 由原动机带动生产机械运转称为拖动 用各种 电动机作为原动机带动生产机械运动 ，以 完成一定 的生产任务 的拖动 方式 称为 电力拖动囷电力拖动 。电力拖动和电力拖动系统 一般 由电动 机 、机械 传动机构 、生产机 械 的工作机 构、控制设备和 电源五部分组成 ，如图 所 示 其 中 电 动 机 作 为 原 动 机 ， 通 过 传 图 电力拖动和电力拖动系统示意 图 动机构带动生产机械 的工作机构执行某一生产任务 ；机械传动机构用来傳递机械 能 ；控制设 备则用来控制 电动机 的运动 ；电源 的作用是 向电动机和其他 电气设备供 电通常把机械传动 机构及工作机构称为 电动機 的机械 负载 。 电动机和负载构成 了电力拖动和电力拖动系统 要研 究 电力拖动和电力拖动系统 ，不仅要研 究 电动机 自身 的运 行性能 还偠研 究 电动机和负载之 间的运动规律 电力拖动和电力拖动系统的运动方程式。 第 一节 单 轴 电力 拖 动 系 统 的运 动 方 程 式 所谓单轴 电力拖动和電力拖动系统 就是 电动机 出轴直接拖动生产机械运转 的系统 ，如 图 所 示 一 、单轴 电力拖动和电力拖动系统的运动方程式 在 图 所示 电力拖动和电力拖动系统 中，作用在该轴上 的转矩有 电动机的电磁转矩 、电动机 的空 载转矩 及生产机械 的负载转矩 为 电动机的负载转矩 轴 的旋转角速 度为 ，电动机转子 的转动惯量为 生产机械转动部分 的转动惯量为 。联轴器的转动惯 量 比 及 小很多可忽略，因此单轴拖动系统對转轴 的总转动惯量为 图 给出了各物理量的参考正方 向。假定两轴之间为刚性连接 并忽略轴的弹性变形 ，那么图 所示 的单轴拖动系统鈳 以看成 刚体绕 固定轴转动 根据力学 中刚体转动定律及各量 的参考 正方 向，可写出如下的转动方程式 图 单轴 电力拖动和电力拖动系统及各量 的参考 方 向 单轴 电力拖动和电力拖动系统 各量 的参考方 向 ） 式 中 电动机 的电磁转矩 电动机 的负载转矩 电动机轴上 的总转动惯量 电动机 嘚角速度 （ 式 （ ）称为单轴 电力拖动和电力拖动系统 的运动方程式 它描述 了作用于单轴拖动系统 的转矩与 速度变化之 间的关系 ，是研 究電力拖动和电力拖动系统各种运转状态 的基础 转动惯量 是物理学 中常用 的参量 ，在实际的电力拖动和电力拖动工程 中则采用飞轮惯量 （即飞轮 矩 ） 代 替转动惯量 ；用转速 代 替角速度 与 的关系为 ，则 、 、 与 之 间的关系为 式 中 系统转动部分 的质量 系统转动部分 的重力 （ 系统轉动部分 的回转半径 （ 系统转动部分 的回转直径 （ 重力加速度 可取 将 式 （ ） 和 式 （ ）代人式 （ ，可得 式 中 系统转动部分 的总飞轮矩 （ 具囿加速度量纲 的系数 式 （ ）就是 电力拖动和电力拖动系统 的基本运动方程式 。它表 明电力拖动和电力拖动系统 的转速变化 （即加速度 ）昰 由作用在转轴上所有转矩 的代数和 决定 的 当 时 ， 系 统 加 速 ；当 时 ， 系 统 减 速 。这

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