生产机械的负载转矩特性分析

杨 勇 吉林电子信息职业技术学院 机电工程学院 吉林省吉林市 132021

【文章摘要】

电力拖动系统的运动方程式中包括了电动机的电磁转矩 、生产机械的负载转矩 与转速 之间的关系，定量的描述了拖动系统的运动规律。但是，要对运动方程式求解，首先必须知道电动机的机械特性和负载特性。负载转矩特性是指生产机械工作机构的转矩与转速之间的函数关系，即。不同的生产机械其负载转矩特性也不相同，本文主要对几种典型的负载转矩特性进行了分析和介绍。

【关键词】

负载转矩特性；分析

【Abstract】

The equation of motion of electric drive system including the relationship between electromagnetic torque, mechanical production of the load torque and rotational speed, which quantitatively describe the motion law of drive system. However, to solve the equations of motion, we must first know the mechanical properties of the motor and the load characteristic. Load torque characteristic refers to the function relationship between speed and torque producing mechanical work mechanism. Machiner. Machinery for the production of different characteristics of the load torque is not the same, this paper mainly for the typical load torque characteristics were introduced and analyzed.

【Keywords】

load torque characteristic; analysis

0 引言

电力拖动系统的运动方程式中包括了电动机的电磁转矩T 、生产机械的负载转矩T L 与转速n 之间的关系，定量的描述了拖动系统的运动规律。但是，要对运动方程式求解，首先必须知道电动机的机械特性和负载特性。负载转矩特性是指生产机械工作机构的转矩与转速之间的函数关系，即。不同的生产机械其负载转矩特性也不相同，本文主要对几种典型的负载转矩特性进行说明。

1 恒转矩负载特性

负载转矩T L 的大小为一恒定值，与转速n 无关，这种特性称为恒转矩负载特性。恒转矩负载的特点是无论转速n 如何变化，负载转矩都保持恒值。根据转矩负载的方向是否与转向有关，恒转矩负载又分为反抗性负载和位能性负载两种。

1.1 反抗性恒转矩负载特性

反抗性恒转矩负载转矩是由摩擦阻力产生的转矩，因此是阻碍运动的制动性质转矩。它的特点是不管生产机械的运动方向如何，其作用方向总是与旋转方向相反，而绝对值的大小则是不变的。属于这一类的生产机械有起重机的行走机构、皮带运输机和轧钢机等。

从反抗性恒转矩负载的性质可知，当 n >0 时， T L >0( 常数) ； n <0 时， T L <0( 也是常数) ，且T L 的绝对值相等，因此，在n 、T L 直角坐标系中，反抗性恒转矩负载特性是位于第一或第三象限且与纵轴相平行的直线，如图1 所示。

1.2 位能性恒转矩负载特性

位能性恒转矩负载的转矩是由重力作用产生的。其特点是工作机构的转矩绝对值大小恒定不变，而且作用方向也保持不变。当n >0 时，T L >0，T L 是阻碍运动的制动转矩； n <0 时，T L <0，T L 成为帮助运动的拖动转矩了。在n 、T L 坐标系中，位能性恒转矩负载特性是穿过第一、四象限的直线，如图2 所示。

起重机的提升机构、矿井卷扬机等生产机械都具有位能性恒转矩负载特性。对于起重机的提升机构或是矿井卷扬机来说，无论是提升或下放重物，重力作用始终不变。在提升时，重力作用与运动方向相反，它是阻碍运动的；在下放时，重力方向与运动方向相同变为促进运动的驱动转矩。如图2 所示。

2 恒功率负载转矩特性

恒功率负载的特点是负载的功率为一恒定值，即常数，也就是负载转矩T L 与转速n 成反比。转速升高时，负载转矩减小；转矩降低时，负载转矩增大，负载功率不变。恒功率负载特性是一条双曲线，如图3 所示。

某些生产机械，例如车床，在粗加工时，切削量大，切削阻力大，负载转矩大， 用低速切削；在精加工时，切削量小，切削阻力小，往往用高速切削。负载功率恒定。应当指出，所谓恒功率负载是指一种工艺要求，例如车床在加工零件时，根据切削量不同，选用不同的转速，以使切削功率保持不变，对这种工艺要求，体现为负载的转速与转矩之积为常数，即恒功率负载特性，但是在进行每次切削时，切削量都保持不变，因而切削转矩为常数，为恒转矩负载特性。

3 风机、泵类负载转矩特性

鼓风机、水泵、输油泵等流体机械，其转矩与转速的二次方成正比，即T L8n 2 。这类生产机械只能单方向旋转，其负载转矩特性如图4 所示。

4 结语

以上三类负载转矩特性都是很典型的，实际负载可能是一种类型，也可能是几种类型的

综合。例如高炉卷扬机，当料车沿着倾斜的轨道向炉顶送料时就兼有位能和反抗性两类恒转矩负载特性。

【参考文献】

[1] 杨宗豹. 电机及拖动基础. 冶金工业出版社.2003

[2] 张卫. 电机、变压器的修理与维护. 机械工业出版社.2011

【作者简介】

杨勇，男，汉族，1971 年生人，祖籍：吉林省长春市；讲师，毕业于东北电力大学，硕士研究生学历，主要研究方向：电机及电机控制。

实验研究

Experimental Research

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