船舶电气设备及系统课件电拖系统.pptx
《船舶电气设备及系统课件电拖系统.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《船舶电气设备及系统课件电拖系统.pptx(144页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、学习第七章应该注意的点学习第七章应该注意的点第七章学习应注意的几个问题第七章学习应注意的几个问题:1.如何判断电力拖动系统稳定运行如何判断电力拖动系统稳定运行?条件是什么?条件是什么?2.电力拖动系统的运动方程是什么?需要进行什么折算?电力拖动系统的运动方程是什么?需要进行什么折算?3.负载机械特性有哪些类型负载机械特性有哪些类型?4.交、直流调速有哪些类型交、直流调速有哪些类型?其方法和特点如何?其方法和特点如何?5.限制电动机输出的因素是什么?限制电动机输出的因素是什么?6.电气制动的方法和机械特性各有哪些?电气制动的方法和机械特性各有哪些?7.电动机有哪些工作制?选择电动机的依据是什么?
2、电动机有哪些工作制?选择电动机的依据是什么?本章主要是原理性的概念不要求计算本章主要是原理性的概念不要求计算。相对比较难的点相对比较难的点:1.拖动系统稳定运行判断;拖动系统稳定运行判断;2.电气制动方法和机械特性。电气制动方法和机械特性。7-1.电力拖动的基本概念电力拖动的基本概念本节的主要内容有三大部分本节的主要内容有三大部分:l 运动方程:运动方程:是分析电力拖动系统的工具,为了简化分析应该是分析电力拖动系统的工具,为了简化分析应该折算。折算。l 负载机械特性:负载机械特性:负载与电动机机械特性都是拖动系统工作的依据,负载与电动机机械特性都是拖动系统工作的依据,应知道类型。应知道类型。l
3、 稳定运行:稳定运行:稳定运行是系统追求的目的,应该掌握判断的依稳定运行是系统追求的目的,应该掌握判断的依据和方法。据和方法。单轴系统的运动方程单轴系统的运动方程:书书P.86.式(式(7-1-1)T-TL=Jd/dt=(GD2/375)dn/dt 从牛顿定律演化而来。从牛顿定律演化而来。其中:其中:375=120g/(g=9.81,重力加速度常数),重力加速度常数)分析多轴系统的问题分析多轴系统的问题:一轴一个方程,解微分方程组较难。一轴一个方程,解微分方程组较难。解决办法:折算,将其它轴折算到电动机轴上,解决办法:折算,将其它轴折算到电动机轴上,原则:能量守衡。原则:能量守衡。等效为一个等
4、效为一个单轴系统单轴系统。需要折算的量需要折算的量:飞轮矩(转动惯量)飞轮矩(转动惯量)变速比的平方,变速比的平方,负载转矩负载转矩 变速比。变速比。运动方程说明的问题:运动方程说明的问题:(结论)结论)由运动方程可见,电动机所产生的电磁转矩由运动方程可见,电动机所产生的电磁转矩T 除用于克服稳态负除用于克服稳态负载转矩载转矩TL外,还要平衡系统加速或减速时所产生的动态惯性阻转矩外,还要平衡系统加速或减速时所产生的动态惯性阻转矩(T=TTL),所以系统的运动状态是由电动机的电磁转矩和负载),所以系统的运动状态是由电动机的电磁转矩和负载转矩共同所决定的。转矩共同所决定的。T=0T=0:恒速,:恒
5、速,T0T0:变速。:变速。一、电力拖动系统的运动方程一、电力拖动系统的运动方程负载机械特性类型负载机械特性类型:1)恒转矩(反抗性和位能性)恒转矩(反抗性和位能性););2)变转矩(通风机和恒功率)变转矩(通风机和恒功率)。通风机型又称泵类。)。通风机型又称泵类。负载机械特性总汇负载机械特性总汇:T=kn =0 0:恒转矩型;恒转矩型;0 0:通风机型;通风机型;0 0:恒恒功率型。功率型。反抗性恒转矩反抗性恒转矩位能性恒转矩位能性恒转矩通风机型通风机型恒功率恒功率二、负载的机械特性二、负载的机械特性三、系统运行的稳定性三、系统运行的稳定性 系统运行的稳定性是指:系统运行的稳定性是指:原来系
6、统在机械特性上原来系统在机械特性上的某点运行,由于某种原因(如干扰等),使工作点的某点运行,由于某种原因(如干扰等),使工作点发生变化,若造成工作点变化的原因去除后,系统能发生变化,若造成工作点变化的原因去除后,系统能够回到原来的工作点运行,则系统是稳定的否则系统够回到原来的工作点运行,则系统是稳定的否则系统就是不稳定的。就是不稳定的。本书只讨论本书只讨论“静态稳定静态稳定”。必要条件:必要条件:电动机和负载机械特性有交点。电动机和负载机械特性有交点。充分条件:充分条件:干扰消失后能回到原来交点。干扰消失后能回到原来交点。判断:判断:dT/dn dTL/dn。或:或:T/n TL/n。注意:注
7、意:系统是否稳定与电动机和负载两者的机械特性系统是否稳定与电动机和负载两者的机械特性有关。电动机带不同的负载,其稳定性可能不同。有关。电动机带不同的负载,其稳定性可能不同。分析异步电动机的机械特性,根据稳定判断条件:分析异步电动机的机械特性,根据稳定判断条件:T/n TL/n,对其带恒转矩负载进行稳定性,对其带恒转矩负载进行稳定性判断可知:判断可知:a 点是稳定的;对于点是稳定的;对于 b 点则不稳定。点则不稳定。稳定性的判断稳定性的判断 结论:结论:对对恒转矩负载恒转矩负载而言,异步而言,异步电动机特性曲线临界转差率以下的部电动机特性曲线临界转差率以下的部分,为不稳定区。分,为不稳定区。注意
8、:注意:应用应用T/n TL/n 时,时,T、TL和和n都应该连同其符都应该连同其符号一起代入。号一起代入。对于恒转矩负载,对于恒转矩负载,b 点不稳定点不稳定,但但对于通风机型负载对于通风机型负载 b 点则稳定。点则稳定。因为,因为,对于对于b 点附近相同的正转点附近相同的正转速偏差速偏差n,由图可见,电磁转矩,由图可见,电磁转矩 偏偏差差T负载转矩负载转矩 偏差偏差TL;对于;对于b 点附近相同负转速偏差点附近相同负转速偏差n,电磁转,电磁转矩偏差矩偏差T负载转矩偏差负载转矩偏差TL(负(负的偏差越大说明其值越小)。的偏差越大说明其值越小)。第一节要点第一节要点 :运动方程(多轴折算);负
9、载机械特:运动方程(多轴折算);负载机械特性类型;稳定条件及判别性类型;稳定条件及判别。稳定性与负载有关稳定性与负载有关通风机型负载通风机型负载7-2.交流电力拖动的调速交流电力拖动的调速n 本节主要内容是四种常见的电气调速方法:本节主要内容是四种常见的电气调速方法:拖动系统的调速方法:拖动系统的调速方法:1.机械调速;机械调速;2.电气调速。电气电气调速。电气调速就是改变电动机的转速,交流电动机可分为调速就是改变电动机的转速,交流电动机可分为 两种:两种:1.改变转差率调速(同步转速不变);改变转差率调速(同步转速不变);2.改变同步转速调速。改变同步转速调速。主要内容:主要内容:鼠笼式转子
10、异步电动机定子降压调速;鼠笼式转子异步电动机定子降压调速;绕线式转子异步电动机转子串电阻调速;绕线式转子异步电动机转子串电阻调速;鼠笼式转子异步电动机变极调速;鼠笼式转子异步电动机变极调速;变频调速(通常是鼠笼式转子异步电动机)。变频调速(通常是鼠笼式转子异步电动机)。一、三相异步电动机的调速方法一、三相异步电动机的调速方法 定义:定义:所谓电气调速,就是人为改变电动机的机所谓电气调速,就是人为改变电动机的机械特性达到改变电动机的转速。械特性达到改变电动机的转速。调速分类:调速分类:根据异步电机转速公式:根据异步电机转速公式:n=nn=n0 0(1-s1-s)可知,三相异步电动机电气调速可分为
11、两大类:可知,三相异步电动机电气调速可分为两大类:1.1.改改变同步转速调速;变同步转速调速;2.2.改变转差率调速。改变转差率调速。改变同步转速的方法:改变同步转速的方法:1.1.改变电动机绕组的极对改变电动机绕组的极对数(只适合鼠笼式);数(只适合鼠笼式);2.2.改变电源频率。改变电源频率。改变转差率调速的方法:改变转差率调速的方法:1.1.降压调速;降压调速;2.2.绕线式绕线式异步电动机转子回路串电阻调速。异步电动机转子回路串电阻调速。学习这部分内容时,主要注意:学习这部分内容时,主要注意:调速的方法(原调速的方法(原理)和调速时电动机的机械特性的变化。理)和调速时电动机的机械特性的
12、变化。原理:原理:降压调速属于改变转差率调速。降压调速属于改变转差率调速。降低定子电压降低定子电压U U,n n0和临界转差率和临界转差率S Sm=R=R2/X/X20不变,但不变,但T TmaxUU2 2减小。对于减小。对于恒转矩型负载恒转矩型负载,T T减小,则减小,则n n减小,从而达到调速目的。减小,从而达到调速目的。特点:特点:这种方法对于这种方法对于恒转矩型负载恒转矩型负载调速范调速范围很小,而对于通风机围很小,而对于通风机型型负载,调速范围负载,调速范围则比较大则比较大,如右图所示。,如右图所示。实现方法实现方法:1.定子串联带抽头的饱和电抗器;定子串联带抽头的饱和电抗器;2.反
13、并联晶闸管交流调压器;反并联晶闸管交流调压器;3.定子绕组定子绕组/Y换接换接;适用场合适用场合:带带通风机通风机型型负载的电动机。负载的电动机。降压调速降压调速 绕线式转子串电阻调速绕线式转子串电阻调速原理:原理:转子串电阻调速属于改变转差率调速。转子串电阻调速属于改变转差率调速。转子电路转子电路外串联电阻外串联电阻R RS后,后,n n0和和T Tmax不变,而临界转差率不变,而临界转差率S Sm随随R RS而变而变化,化,R RSS Sm机械特性越软,转速越低。机械特性越软,转速越低。特点:特点:这这种调速方法简单,能够满足一般多级调速要求,有种调速方法简单,能够满足一般多级调速要求,有
14、级调速(转速只能逐档变化),调速和起动电阻可共用。级调速(转速只能逐档变化),调速和起动电阻可共用。缺点:缺点:R RS功耗大,轻载调速范围窄,有功耗大,轻载调速范围窄,有级,低速级,低速特性软负载波动对转速影响特性软负载波动对转速影响大运行不平稳,电刷滑环易出故障,维大运行不平稳,电刷滑环易出故障,维护工作量大。护工作量大。适用场合适用场合:带带额定负载起动,如起重设额定负载起动,如起重设备等。备等。注意:注意:调速电阻是长期工作制。调速电阻是长期工作制。变极调速变极调速注意:注意:变极调速只能是变极调速只能是特殊鼠笼特殊鼠笼异步电机,每相有异步电机,每相有2 2个半相绕个半相绕组。属于改变
15、同步转速。组。属于改变同步转速。半相绕组特点:半相绕组特点:两种不同连接可得两种不同极对数。两种不同连接可得两种不同极对数。YYYY连接时:连接时:极对数减少一半,且相序变反。极对数减少一半,且相序变反。-YY-YY:属于恒功率调速;:属于恒功率调速;Y-Y-YYYY:属于恒转矩调速。:属于恒转矩调速。“属于属于”理解为理解为“适用于适用于负载负载”。记法:记法:Y-YYY-YY时,绕组的时,绕组的U U、I I未变,不是恒功率,未变,不是恒功率,恒转矩。恒转矩。Y-YY Y-YY-YY-YY原理:原理:改变定子绕组连接可改变其产生改变定子绕组连接可改变其产生的磁极对数,从而改变同步转速。的磁
16、极对数,从而改变同步转速。特点:特点:设备简单,特性较硬,运行平稳。设备简单,特性较硬,运行平稳。但属于有级调速。但属于有级调速。用途:用途:起货机、锚机等。起货机、锚机等。国产常为国产常为-YYYY(恒(恒P P);国外常为);国外常为 Y-YYY-YY(恒(恒T T)。)。变频调速原理变频调速原理原理:原理:变频调速属于改变同步转速。根据变频调速属于改变同步转速。根据n n0=60f=60f1/p/p可可知,频率变,同步转速变,机械特性也变。知,频率变,同步转速变,机械特性也变。要求:要求:1.f1.f1f fn,负载转矩应相应减小,否则过载;,负载转矩应相应减小,否则过载;2.f2.f1
17、f fn时,应保持时,应保持U U1/f/f1=常数。常数。原因:原因:f f1 1f fn时时n nn nn,若保持额定转矩不变,会造,若保持额定转矩不变,会造成电机过载,成电机过载,若若f f1f fn,负载转矩应相应减小。,负载转矩应相应减小。f f1f fn时,若保持时,若保持U U1不变,则不变,则E E1=4.44kf=4.44kf1中,中,将增加,将增加,磁路会出现饱和,损耗会增加。磁路会出现饱和,损耗会增加。f f1f fn时,必须保时,必须保持持U U1/f/f1=常数。而在常数。而在f f1f fn时,保持时,保持U U1=U=Un,磁路磁通减,磁路磁通减小,电磁转矩相应减
18、小。小,电磁转矩相应减小。方法:方法:采用变频器(种类较多)。采用变频器(种类较多)。特点:特点:1.无级调速(类似直流调速);无级调速(类似直流调速);2.特性硬度不变,转速平稳;特性硬度不变,转速平稳;3.变频器较贵,初次投资较大。变频器较贵,初次投资较大。第二节要点第二节要点 :方法(变:方法(变s、n0,各自特点);变极,各自特点);变极(接线,相序,恒(接线,相序,恒P/T);变频特点);变频特点。变频调速方法与特点变频调速方法与特点7-3.直流电力拖动的调速直流电力拖动的调速本节主要内容有两大部分:本节主要内容有两大部分:n一、直流电动机的调速一、直流电动机的调速 主要掌握直流电动
19、机的各种调速实现的方法、主要掌握直流电动机的各种调速实现的方法、特点和使用场合。特点和使用场合。n二、调速电动机的容许输出二、调速电动机的容许输出 知道限制电动机容许输出的因素和调速方式的知道限制电动机容许输出的因素和调速方式的种类。种类。一、直流电动机的调速方法一、直流电动机的调速方法直流电动机的机械特性表达式为:直流电动机的机械特性表达式为:由机械特性,可知直流电动机的调速方法有三由机械特性,可知直流电动机的调速方法有三种:种:可分别单独调节和同时配合调节。可分别单独调节和同时配合调节。1.1.电枢回路串电阻调速;电枢回路串电阻调速;2.2.弱磁调速;弱磁调速;3.3.降压调速降压调速 电
20、枢串电阻调速电枢串电阻调速 特点:特点:简单、有级,简单、有级,但特性变软、电阻耗能但特性变软、电阻耗能大。空载调速不明显。大。空载调速不明显。属于属于恒转矩调速恒转矩调速。恒转矩调速:恒转矩调速:带恒带恒额定转矩调速时,电流额定转矩调速时,电流不会超过额定值。不会超过额定值。所谓所谓“恒转矩恒转矩”/“恒功率恒功率”调速,主要指适合调速,主要指适合于所带负载的类型,即后面所讲的于所带负载的类型,即后面所讲的“容许输出容许输出”。n n0 0不变,斜率变不变,斜率变 改变主磁通的调速改变主磁通的调速 由于电动机磁路已经确定,且由于电动机磁路已经确定,且设计时一般电机磁路都处于设计时一般电机磁路
21、都处于“半饱半饱和和”状态。因此,改变状态。因此,改变主磁通只能主磁通只能减少,不能增加减少,不能增加(增加则饱和,且(增加则饱和,且励磁损耗大),固常称为励磁损耗大),固常称为“弱磁调弱磁调速速”。弱磁则弱磁则n n、I I增加,只有当增加,只有当T TL L减小,即减小,即I=T/I=T/(K KT T)不变,使)不变,使I I不超过额定值,不超过额定值,I=T/(KI=T/(KT T),EUEU不变,而不变,而P=EI=KP=EI=Ke enT/(KnT/(KT T)nT)nT。调速时应调速时应保持保持P P恒定,即属于恒定,即属于“恒功率调速恒功率调速”。特点:特点:特性变软,可无级特
22、性变软,可无级(平滑平滑)调速。调速。n n0 0和斜率都变和斜率都变 改变电枢电压的调速改变电枢电压的调速 降压调速:降压调速:理想空载转速减理想空载转速减小,电动机的转速也相应减小。小,电动机的转速也相应减小。属于恒转矩调速。属于恒转矩调速。方法:方法:1.1.G-MG-M系统系统(可通过改可通过改变直流发电机的励磁变直流发电机的励磁),2.2.晶闸管晶闸管整流装置整流装置(改变导通角改变导通角),从而改,从而改变电动机的电压。变电动机的电压。(书书P.93P.93图图)特点特点:特性硬度不变特性硬度不变,无级调速无级调速,属于恒转矩调速。属于恒转矩调速。降压和弱磁结合的调速:降压和弱磁结
23、合的调速:一般的调速规律:一般的调速规律:n nN N以下恒转矩,保证足够的驱动以下恒转矩,保证足够的驱动转矩;转矩;n nN N以上则为恒功率,保证电动机不过载。以上则为恒功率,保证电动机不过载。n n0 0变,斜率不变变,斜率不变二、调速电动机的容许输出二、调速电动机的容许输出 说明:说明:一台造好的电动机,绕组的电阻及电机的一台造好的电动机,绕组的电阻及电机的散热能力已经确定,因此允许通过的电流及输出功率散热能力已经确定,因此允许通过的电流及输出功率也就已经确定,即电动机的电流受限制也就已经确定,即电动机的电流受限制,不能超过,不能超过额额定电流定电流,(否则否则铜损铜损增大,增大,发热
24、发热增加增加)。)。调速类型:调速类型:电动机调速时,转速发生的变化是由电动机调速时,转速发生的变化是由于机械特性变化引起的,于机械特性变化引起的,而对于不同负载,电机机械而对于不同负载,电机机械特性的变化将使电动机的电流发生变化。特性的变化将使电动机的电流发生变化。为了保证电为了保证电动机在调速时,电流不超过额定电流的限制,就必须动机在调速时,电流不超过额定电流的限制,就必须在调速时限制负载的类型。也就是说,在调速时限制负载的类型。也就是说,电动机的调速电动机的调速方案应该适应特地的负载类型方案应该适应特地的负载类型。因此,按照调速时,。因此,按照调速时,允许的输出,可分为:允许的输出,可分
25、为:恒功率和恒转矩调速恒功率和恒转矩调速两类。两类。当转速小于额定转速时:当转速小于额定转速时:电动机的输出功率减小,如果电动机的输出功率减小,如果要保持输出功率不变,则电动机的电流或磁通就得增加。由要保持输出功率不变,则电动机的电流或磁通就得增加。由于磁路已经接近饱和,主磁通增加不上去,电流又受限制。于磁路已经接近饱和,主磁通增加不上去,电流又受限制。因此,额定转速以下只能是恒转矩调速。因此,额定转速以下只能是恒转矩调速。T=KT=KT TI I,K KT T是常数;是常数;磁路饱和,磁路饱和,不能增加;不能增加;I I受电受电动机容许输出的限制,动机容许输出的限制,和和I I的最大值是恒定
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 船舶 电气设备 系统 课件
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【胜****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【胜****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。