船舶电气设备及系统大连海事大学-第07章-电力拖动基础.pptx
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1、船舶电气设备及系统 课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室内容简介内容简介本章主要内容包括电力拖本章主要内容包括电力拖动的基本概念、电力拖动系统动的基本概念、电力拖动系统的调速和制动等的基本原理和的调速和制动等的基本原理和方法方法船舶电气设备及系统 课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室7.1电力拖动系统运行的基本概念电力拖动系统运行的基本概念分析、研究电力拖动系统运行状态的主要依据是:分析、研究电力拖动系统运行状态的主要依据是:1)电动机的机械特性)电动机的机械特性n=f(T),即电动机,即电动机的转速随电磁转矩变化的规律;的转速随电磁转矩变化的规律;
2、2)生产机械的负载转矩特性)生产机械的负载转矩特性n=f(TL),即,即生产机械的转速与负载转矩之间的关系。生产机械的转速与负载转矩之间的关系。船舶电气设备及系统 课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室负负载载的的转转矩矩特特性性是是指指负负载载转转矩矩与与转转速速之之间间的的关关系系n=f(TL)特性特性.大致可归纳为恒转矩和变转矩两类大致可归纳为恒转矩和变转矩两类7.1.1生产机械的负载转矩特性生产机械的负载转矩特性 (1)反反抗抗性性恒恒转转矩矩负负载载机机械械特特性性:负负载载转转矩矩的的作作用用方方向向总总是是与与运运动动方方向向相相反反,始终是阻碍运动的始终是阻
3、碍运动的.1)恒转矩负载特性恒转矩负载特性船舶电气设备及系统 课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室(2)位位能能性性恒恒转转矩矩负负载载机机械械特特性性:负负载载转转矩矩是是受受重重力力作作用用而而产产生生的的,其其负负载载转转矩矩的的大大小小和和作作用用方方向向始始终终保保持持不不变变,不不受受转转速速大大小小和和转转动动方向的影响方向的影响.船舶电气设备及系统 课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室(2)恒恒功功率率型型负负载载机机械械特特性性:转转矩矩与与转转速速成成反反比比,而而两两者之积者之积(功率功率)近似保持不变近似保持不变。2)变转矩负
4、载机械特性变转矩负载机械特性(1)通风机型负载机械特性通风机型负载机械特性:其转矩与转速的平方成正比。其转矩与转速的平方成正比。船舶电气设备及系统 课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室船舶起货机的多级传动机船舶起货机的多级传动机构是反抗性摩擦转矩,当构是反抗性摩擦转矩,当起升重物时电动机的负载起升重物时电动机的负载阻转矩是位能转矩与反抗阻转矩是位能转矩与反抗转矩之和转矩之和TL,而下放重物,而下放重物时则是两者之差时则是两者之差TL。船舶电气设备及系统 课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室简单拖动系统的运动规律可用如下的运动方程来描述简单拖动系统的运
5、动规律可用如下的运动方程来描述,即即机机械械角角速速度度=2 n/60,Jkgm2为为系系统统转转动动惯惯量量,GD2Nm2为为 系系 统统 的的 飞飞 轮轮 矩矩,这这 两两 者者 之之 间间 的的 关关 系系 为为 J=GD2/4g,重力加速度常数重力加速度常数g=9.81m/s2.1)电力拖动系统运动方程式电力拖动系统运动方程式7.1.2电动机的工作状态及电力拖动系统运行方程式电动机的工作状态及电力拖动系统运行方程式船舶电气设备及系统 课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室电电动动机机轴轴上上的的等等效效负负载载转转矩矩TL与与工工作作机机构构的的实实际际负负载载转转
6、矩矩Tc的关系为的关系为多轴电力拖动系统化简为等效的单轴系统多轴电力拖动系统化简为等效的单轴系统船舶电气设备及系统 课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室根据系统储存的总动能不变的原则可进行等效飞轮根据系统储存的总动能不变的原则可进行等效飞轮矩的折算矩的折算.电动机轴上总的等效动能应等于各轴的动电动机轴上总的等效动能应等于各轴的动能之和能之和从而可得折算到电动机轴上的单轴等效飞轮矩为从而可得折算到电动机轴上的单轴等效飞轮矩为 当当T=TL时时,dn/dt=0,系系统统以以不不变变的的转转速速稳稳定定运运行行.只只要要TTL,则则dn/dt0,从从而而使使系系统统处处于于加加
7、速速或或减减速速的的变变化状态化状态.船舶电气设备及系统 课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室2)电力拖动系统维持稳定运行的条件电力拖动系统维持稳定运行的条件TTLnn0132ACB当当系系统统受受到到电电压压的的波波动动时时,将将引引起起系系统统转转速速的的变变化化.扰扰动动消消逝逝后后它它将将能能够够恢恢复复到到原原平衡点平衡点.D当电源电压下降当电源电压下降(恢复恢复)时时ABn(不变)CnT当电源电压恢复当电源电压恢复(升高升高)时时CDn(不变)AnTTT船舶电气设备及系统 课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室TTLnn012当当负负载载转
8、转矩矩波波动动时时,将将引引起起系系统统转转速速的的变变化化.扰扰动动消消逝逝后后它它将将能能够够恢恢复复到到原原平平衡衡点点.ABTLT,n,TABCTLTLTLT,n,TACTLT,n,T船舶电气设备及系统 课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室 电动机机械特性曲线与负载特性曲线的交点是电动机机械特性曲线与负载特性曲线的交点是系统的一个平衡点系统的一个平衡点,系统维持稳定运行的条件为:系统维持稳定运行的条件为:在该交点所对应的转速之上有在该交点所对应的转速之上有T TT TL L,而在交点所,而在交点所对应的转速之下对应的转速之下T TT TL L 。其作用都是力图阻止
9、转其作用都是力图阻止转速的偏离速的偏离,因而扰动消逝后它将能够恢复到原平衡因而扰动消逝后它将能够恢复到原平衡点。该点为电机的稳定工作点。点。该点为电机的稳定工作点。船舶电气设备及系统 课 件轮机学院电气及自动化教研室轮机学院电气及自动化教研室负负载载转转矩矩电电动动机机转转矩矩时时,电电机机减减速速,直直到到转转速速为为0为止,电机停转为止,电机停转(堵转堵转)。负负载载转转矩矩1时时,则则发发生生反反接接制制动动。因因此此,改改变变旋旋转转磁磁场场的的转转向向或或改改变变转转子子的转向都将产生反接制动。的转向都将产生反接制动。三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动1.反接制动反接制动船舶电
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