船舶电气设备及系统-大连海事大学-第07章-电力拖动基础.ppt

第7章电力拖动基础内容简介§7.1电力拖动系统运行的基本概念负载的转矩特性是指负载转矩与转速之间的关系n=f(TL)特性.大致可归纳为恒转矩和变转矩两类(2)位能性恒转矩负载机械特性:负载转矩是受重力作用而产生的,其负载转矩的大小和作用方向始终保持不变,不受转速大小和转动方向的影响.(2)恒功率型负载机械特性:转矩与转速成反比,而两者之积(功率)近似保持不变。船舶起货机的多级传动机构是反抗性摩擦转矩，当起升重物时电动机的负载阻转矩是位能转矩与反抗转矩之和TL，而下放重物时则是两者之差TL’。简单拖动系统的运动规律可用如下的运动方程来描述,即电动机轴上的等效负载转矩TL与工作机构的实际负载转矩Tc的关系为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.电动机轴上总的等效动能应等于各轴的动能之和2)电力拖动系统维持稳定运行的条件T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,系统维持稳定运行的条件为：在该交点所对应的转速之上有T＜TL，而在交点所对应的转速之下T＞TL。其作用都是力图阻止转速的偏离,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。负载转矩>电动机转矩时,电机减速，直到转速为0为止，电机停转(堵转)。
负载转矩<电动机转矩时,电机加速，直到C点为止。
因此E点为不稳定工作点。7.2.1异步电动机的起动深槽式转子的槽形窄而深。正常运行时有转差率小而效率高的优点。异步电动机可通过采用双鼠笼式或深槽式等特殊结构的转子，以改善全电压直接起动性能。这两种类型的异步电动机特点是起动转矩大，而起动电流较小。深槽式异步电动机的转子槽形及机械特性起动电流：优点是设备简单,操作方便;缺点是起动电流大。2.降压起动（2）星形—三角形（Y－）降压起动：Y－起动应注意的问题：（3）自耦变压器（起动补偿器）降压起动电子软起动器起动的五种方法：
（1）限流或恒流起动方法。用电子软起动器实现起动时限制电动机起动电流或保持恒定的起动电流，主要用于轻载软起动。
（2）斜坡电压起动方法。用于电子软起动器实现电动机起动时定子电压由小到大斜坡线性上升，主要用于重载软起动。
（3）转矩控制方法。用电子软起动器实现电动机起动时起动转矩由小到大线性上升，起动的平滑性好，能够降低起动时对电网的冲击，是较好的重载软起动方法。
（4）转矩加脉冲突跳控制起动法。此方法与转矩控制起动方法类似，其差别在于：起动瞬间加脉冲突跳转矩以克服电动机的负载转矩，然后转矩平滑上升。此法也适用于重载软起动。
（5）电压控制起动法。用电子软起动器控制电压以保证电动机起动时产生较大的起动转矩，是较好的轻载软起动方法。
3.线绕式转子串电阻起动
当旋转磁场的转向与转子的转向相反时,即转差率s>1时,则发生反接制动。因此,改变旋转磁场的转向或改变转子的转向都将产生反接制动。反接定子接电源的相序绕线式异步电动机拖动位能负载时,用转子电路串电阻可产生倒拉反接制动。当转子的转速超过旋转磁场的转速(s<0)时,将发生回馈制动。电机是处于发电机状态,又称为发电制动或再生制动。先切断运行异步电动机定子的三相电源,并立即接通直流电源。在制动过程中通过电磁感应将动能转换为电能,并全部消耗在转子电路中,故称其为能耗制动。三相异步电动机的调速方法改变转速的方法有三种类型:(3)定子绕组Δ/Y变换降压.2.绕线式转子串电阻调速3.变极调速同步转速n0与磁极对数p成反比，p减半，n0加倍。通过改变定子绕组的连接方式可改变定子绕组产生的磁极对数,从而改变同步转速以实现调速。为有级调速。为保持变极前后电动机的转向不变,变极时必须同时改变定子接电源的相序.则对Y-YY变极调速，电动机允许的输出功率与转矩：则对△-YY变极调速，电动机允许的输出功率与转矩：△-YY变极调速前后输出功率基本不变，近似恒功率调速。转速增加一倍，允许输出转矩也减小一半。4.变频调速变频调速时的机械特性曲线优点：可实现无级调速,调速的范围宽,特性硬度不变,转速平稳。
缺点：但变频电源技术复杂,初投资较大。
7.2.1直流电动机的起动启动时,n=0Ea=0，若加入额定电压，则（2）启动时降低电枢电压。(1)若电动机原本静止，由于励磁转矩T=KTIa，
而0，电机将不能启动，因此，反电动势
为零，电枢电流会很大，电枢绕组有被烧毁
的危险。（2）如果电动机在有载运行时磁路突然断开，
则E，Ia，T和，可能不满
足TL的要求，电动机必将减速或停转，使
Ia更大，也很危险。反转他励直流电动机主磁通方向不变,唯有电流I与电动势E方向相反时,才产生驱动转矩。1.反接制动倒拉反接制动2.回馈制动位能性负载作用下产生的回馈制动切断运行电动机的电枢电源,并将电枢立即与能耗制动电阻R构成回路。制动时的电枢电压为零，所以