港迪公司港口電氣傳動基礎(1)

1、一一.港口電氣傳動基礎港口電氣傳動基礎 在現代港口的裝卸作業(yè)中，大量的港在現代港口的裝卸作業(yè)中，大量的港口機械是由電動機拖動運轉的。電動口機械是由電動機拖動運轉的。電動機的運行總是和其各個機構聯(lián)系在一機的運行總是和其各個機構聯(lián)系在一起起 ，電動機和工作機構兩者之間的，電動機和工作機構兩者之間的機械傳動構成了一個機電運動的整體，機械傳動構成了一個機電運動的整體，稱為電氣傳動系統(tǒng)?，F對港口電氣傳稱為電氣傳動系統(tǒng)?，F對港口電氣傳動介紹如下動介紹如下第一節(jié)第一節(jié) 電動機的分類電動機的分類第二節(jié)第二節(jié) 異步電動機的結構及等效電路異步電動機的結構及等效電路第三節(jié)第三節(jié) 電力拖動系統(tǒng)的組成電力拖動系統(tǒng)的組成

2、第四節(jié)第四節(jié) 負載的類型及運行特點負載的類型及運行特點 第一節(jié)第一節(jié) 電動機的分類電動機的分類。 電動機 直流電動機 他勵磁 可調性好 并勵磁 特性可調 復勵磁 由他勵磁、并勵磁組成。 串勵磁 用于電機車等。 交流電動機 同步電動機 異步電動機 籠型電動機 普通型 深槽型 多速變極型 繞線型電機 提刷式 不提刷式 。 第二節(jié)第二節(jié) 異步電動機的結構及等效電路異步電動機的結構及等效電路 一、異步電動機的結構一、異步電動機的結構 二、異步電動機的型號、額定值二、異步電動機的型號、額定值三、異步電動機的運行原理三、異步電動機的運行原理 四、異步電動機的功率及轉矩四、異步電動機的功率及轉矩 一、異步電

3、動機的結構 異步電動機由定子、轉子及其他附件組成。 (一)定子 由定于鐵心和三相繞組構成，其中三相繞組在空間上互差23電角度，且均勻地安放在定子鐵心的槽內。三相繞組按適當方式(Y或)連接后與三相電源相接，從電源吸收電功率。 (二)轉子 主要由轉子鐵心、轉子繞組構成，是電動機輸出機械能、帶動負載旋轉的部分。其中，轉子繞組自行閉合，不與電源相接；轉子的功率是由定子吸收的電功率經電磁感應而得來的。 根據轉子繞組的形式不同，異步電動機又可以分為籠型和繞線轉子兩種，籠型轉子結構見圖l2。 由圖知，籠型轉子繞組由銅條或鋁條構成，其端部用導體環(huán)連接成閉合回路。而繞線轉子繞組是將三相對稱轉子繞組接成Y，三相繞

4、組的端點 分別與三個集電環(huán)相連，集電環(huán)再通過電刷和外接電阻連接閉合，用來改善三相異步電動機的起動性能和調速性能。變頻調速的對象絕大多數是籠型電動機，如果對于某些繞線轉子電動機也要進行變頻調速的話，可以將轉子三相繞組短接，為避免電刷與集電環(huán)之間因接觸不良而引起的故障，一般在集電環(huán)之前將它們短接，如圖13所示。 二、異步電動機的型號、額定值每臺異步電動機在其機座上都有一塊銘牌，銘牌上標有電動機的型號、額定值、工作制等，如表11所示。1.型號：由字母或數字組成，用來表示電動機的種類、規(guī)格和用途等。如：普通籠型異步電動機：Y1產品代號，表示異步電動機 112M-2規(guī)格代號，表示中心高112mm，中機座

5、，兩極電機、 變頻調速專用電動機：為了適應變頻驅動系統(tǒng)的需要，許多廠家還生產了不同型號、不同類型的變頻調速專用電動機。如上海眾華特種電機廠生產的YVT315M14就是其中的一種。2.額定值額定值是指在保證電動機設計壽命的前提下，能夠長期、安全、穩(wěn)定運行時，電動機能承受的最大值。 電動機銘牌上的額定值主要包括：額定電壓UN：指電動機在額定情況下運行時，外加于定子繞組上的線電壓。額定頻率fN：我國交流電源的頻率是50Hz，所以國產電動機的fN均為50Hz。額定功率PN：是指在額定電壓、額定頻率下運行時，電動機軸上能夠長期、安全、穩(wěn)定輸出的最大機械功率。額定電流IN：是指在額定電壓、額定頻率下運行時

6、，電動機定子繞組中能夠長期、安全、連續(xù)通過的最大線電流。 額定轉矩TN：該值在電動機的名牌上沒有數據，但卻是一個非常重要的參數，它是指在額定電壓、額定頻率下運行時， 電動機能夠長期、安全、穩(wěn)定輸出的最大轉矩。三相異步電動機的額定功率與其他額定數據之間有如下關系：式中 額定功率因數 額定效率NNNNNIUPcos3 電動機的額定值戶PN、TN表明了電動機帶負載的能力，額定值越大允許電動機帶的負載也越大。當所帶負載小于額定值時，對電動機的運行影響不大，只是電動機的能力沒有得到充分發(fā)揮，這就是欠載。如果電動機實際所帶的負載超過額定值，電動機仍然可以運行，但由于超過了其正常的帶負載能力，電動機的發(fā)熱加

7、劇，允許行的時間會大大縮短，還會影響到電動機的壽命，這就是過載。不管是過載還是欠載，都是電動機的一種運行狀態(tài)，從充分發(fā)揮電動機的能力出發(fā)，電動機工作在其額定值附近是比較理想的。3變頻后有效輸出值當頻率調節(jié)到fx時，電動機的外加電壓也會發(fā)生改變，此時的電動機已不是在額定情況下運行，也就不能再用額定功率PN和額定轉矩TN等額定值來衡量電動機的帶負載能力，我們將電動機在任意頻率人下能夠長期、安全、穩(wěn)定輸出的功率和轉矩稱做有效功率和有效轉矩。在變頻調速中，是用有效輸出值這個概念來衡量電動機的帶負載能力的。在fx頻率下，如果電動機實際所帶的負載超過了有效輸出值，電動機就處于過載的工作狀態(tài)。三、異步電動機

8、的運行原理三、異步電動機的運行原理(一)異步電動機的旋轉原理1.旋轉磁場在空間上互差23電角度的三相定子繞組U1U2、V1V2、W1W2中通人在時間上互差23相位角的三相交變電流 iu iv iw。后，它們合成的磁場是一個旋轉磁場，如圖14所示。磁場旋轉的轉速(即同步轉速)n0可用下式表示式中 f 1電流的頻率； P 旋轉磁場的磁極對數。pfn1060 如果頻率調節(jié)成fx，則同步轉速n0 x。也隨之調節(jié)成：pfnx1060pfnx1060pfnx1060pfnx1060pfnx1060這是變頻調速的基本原理。這是變頻調速的基本原理。 這是變頻調速的基本原理。 這是變頻調速的基本原理。 2異步電

9、動機的旋轉在圖15中，轉子繞組切割旋轉磁場，可以看作是磁場靜止，轉子繞組向反方向旋轉切割磁力線，由右手定則可判斷轉子繞組中的電流方向。載流的轉子繞組在磁場中受到電磁力的作用，形成電磁轉矩T，根據左手定則可判斷了的方向(見圖15)。在了的作用下轉子“跟著”定子的旋轉磁場旋轉起來。 3轉差率由于轉子繞組和旋轉磁場之間必須要有相對運動，轉子繞組才能切割磁力線，才能有感應電流產生，進而產生電磁轉矩。因此轉子轉速n與旋轉磁場轉速n0之間一定存在著一個差值， 我們把這個差值叫轉差，用n表示，即n = n0n轉差n0n的存在是異步電動機運行的必要條件。如果頻率調節(jié)成fx，則轉差n可用下式表示：nx= n0

10、xnx (1-2)式中nx頻率fx 時的比值為轉速。轉差n0n同步轉速n0的比值稱為轉差率，用s表示，即轉差率的大小同樣也能反映轉子轉速和電動機的工作狀態(tài)。由上式可知：00nnns)1 (60)1 (10spfsnn電動機在額定狀態(tài)時，轉子轉速n通常與n0相差不大，因此額定轉差率一般都比較小，其范圍sN001005之間。 轉差率s是異步電動機的一個基本參數，它對電動機的運行有著極大的影響，其值越大，轉差也越大，轉子繞組切割磁力線的速度也越大。轉子繞組中的感應電動勢E2S、感應電流I2S和頻率f2都會增加，轉子產生的電磁轉矩了也會增加。因此，轉子繞組中的E2S、I2S及它們的頻率f2，電磁轉矩T

11、的大小，在一定的范圍內隨s的增加而增大(轉子回路的有些參數帶有下標，表示該參數的大小與轉速有關)。 (二)異步電動機的等效電路1.等效電路異步電動機的轉子能量是通過電磁感應而得到的。定子和轉子之間在電路上沒有任何聯(lián)其電路可用圖16來表示。 定子的相電壓； 定子的相電流；r1 、 x1 定子每相繞組的電阻和漏抗(漏磁感抗)； x2S分別為轉子電路中產生的電動勢、電流、漏電抗；1U1ISE2SI2 每 相定子繞組的反電動勢，它是定子繞組切割旋轉磁場而產生的，其有效值可計算如下： (1-3)式中KN1與繞組結構有關有常數； N1每相定子繞組的匝數。SE2MNNkfE111144. 4由電動機的基礎知

12、識可知：轉子回路的頻率f2=s f1與轉差率成正比，所以轉子回路中的各電量也都與轉差率成正比。為了方便定量分析定、轉子之間的各種數量關，應將定子、轉子回路的頻率、繞組、匝數不同，故必須進行折算，折算后，異步電動機的等效電路如圖17所示。 圖中rm 勵磁電阻，是表征異步電動機鐵心損耗的等效電阻：xm勵磁電抗，是表征鐵心磁化能力的一個參數；I0勵磁電流； RL機械負載的等效電阻， 在上消耗的功率就相當于異步電動機輸出的機械功率； I2 , E 2 r 2 x 2 等參數經過折算后的轉子參數。 2平衡方程式 從圖17中可以很方便地得到異步電動機在運行過程中的關系式：(1) 定子側的電動勢平衡方程式

13、U1=E1+I(r1+jx1) （1-4） 由于E1和I(r1+jx1)用來平衡電源電壓U1，而在額定頻率下I(r1+jx1)占的比例很小，可忽略，所以電壓和電動勢的有效值近似相等：LR21rSSRL(2)轉子電動勢平衡方程 E2=I2RL+I2R2JI2X2（1-5） 如果將上式乘以E2I2，為通過氣隙傳送到轉子上的電磁功率I22RL，為轉子軸上輸出的總機械功率，I22r2為轉子銅耗，由于轉子銅耗所占的比例很小，所以轉子的功率絕大部分都轉換成了機械功率。 (1 (3) 電流方程 I1=_I2+I0（1-6） 上式表明：定子電流可以分成兩部分，其中很小一部分入用來建立主磁通m，而大部分用來平衡

14、轉子側的感應電流，使轉子能夠得到足夠的能量拖動負載。 四、異步電動機的功率及轉矩 由異步電動機的等效電路可以清楚地看到，三相異步電動機的功率傳遞過程是：由定子向電源吸取電功率，經電磁感應傳遞到轉子，稱為電磁功率，該功率使轉子產生電磁轉矩，從而轉換成機械功率，帶動負載旋轉。 1異步電動機的功率傳遞異步電動機在功率傳遞的過程中，不可避免地會有功率損耗，可用圖18來表示三相電動機的功率流程。 圖中 P1定子向電源吸收的電功率pem傳遞到轉子的電磁功率Pm電動機軸上的總機械功率P2傳遞給負載的機械功率；Pcu1,Pcu2定子、轉子銅損,是在定、轉子繞組上的損耗,Pfe-鐵損，是在鐵心上的損耗，Pm,.

15、Ps-機械損耗、附加損耗。 1PMP2P （1-7）由于損耗的存在，在功率傳遞的過程中，要不斷地扣除各種損耗，則負載得到的機械功率P2可用下式表示： （1-8）由于不斷地扣除損耗，負載得到的機械功率P2比電動機向電源吸取電功率P1要小。電動機的效率可用下式表示：=P2/P1srIIEPem2222223cos3)(2smMppPP2.異步電動機的轉矩 (1) 轉矩平衡方程式將式（1-8）兩邊同除以機械角速度后得到:sMMppPP2即 式中 T 電動機的電磁轉矩（ ）；T2電動機的輸出機械轉矩，也等于負載的阻轉矩，即T0電動機的空載轉矩TL和T0均為制動轉矩，它們與電磁轉矩方向相反，只有滿足轉矩

16、平衡方程式后電動機才能以一定的轉速 穩(wěn)定運轉。為簡便分析起見，認為TL中包括T0，所以轉矩平衡方程式可表示為 02TTTMMemPPTLTT2LTT 1) 電磁轉矩的表達式電磁轉矩基本公式 （1-9）nPPTMM9550式中Pm的單位為KW；T的單位為Nm2)電磁轉矩的物理表達式式中CT轉矩常數；主磁通。22cosICTMT 3)電磁轉矩的參數表達式 （1-11）式中 p 磁極對數； U1電源的相電壓； f1x 電源頻率。)()(2322122211221xxsrsrfsrpUTx第三節(jié)第三節(jié) 電力拖動系統(tǒng)的組成及特性：電力拖動系統(tǒng)的組成及特性： 一、拖動系統(tǒng)的組成一、拖動系統(tǒng)的組成 二、傳動

17、機構的作用及系統(tǒng)參數折算二、傳動機構的作用及系統(tǒng)參數折算三、異步電動機的機械特性三、異步電動機的機械特性四、異步電動機的起動和制動四、異步電動機的起動和制動一、拖動系統(tǒng)的組成(一)組成由電動機帶動生產機械運行的系統(tǒng)稱做電力拖動系統(tǒng)；一般由電動機、傳動機械、生產機械、控制設備等部分組成，如圖121所示。 1生產機械生產機械是電力拖動系統(tǒng)的服務對象，對電力拖動系統(tǒng)工作情況的評價，將首先取決于生產機械的要求是否得到了充分滿足。同樣我們設計一個拖動系統(tǒng)最原始的數據也是由生產機械提拱的。2電動機及其控制系統(tǒng)電動機是拖動生產機械的原動力?？刂葡到y(tǒng)主要包括控制電動機的起動、調速、制動等相關環(huán)節(jié)的設備和電路。

18、如在變頻調速控制系統(tǒng)中，用于控制轉速的就是變頻器。 3傳動機構傳動機構是用來將電動機的轉矩傳遞給工作機械的裝置。大多數的傳動機構都具有變速功能，常見的傳動機構有帶與帶輪、齒輪變速箱、蝸輪與蝸桿、聯(lián)軸器等。 (二二)系統(tǒng)飛輪力矩。系統(tǒng)飛輪力矩。眾所周知，旋轉體的慣性，常用轉動慣量來量度，在工程上，我們一般用飛輪力矩GD2來表示。拖動系統(tǒng)的飛輪力矩越大，系統(tǒng)起動、停止就越困難。可以看出，飛輪力矩是影響拖動系統(tǒng)動態(tài)過程的一個重要參數。適當減小飛輪力矩對拖動系統(tǒng)的運行是有幫助的。二、傳動機構的作用及系統(tǒng)參數折算二、傳動機構的作用及系統(tǒng)參數折算(一一)傳動比傳動比大多數的傳動機構都具有變速的功能，如圖1

19、22所示。變速的多少由傳動比來衡量。常用表示： （1-19）式中nmax電動機的最高轉速； nlmax負載的最高轉速。且1時傳動機構為減速機構；1，通過上述的折算公式可以得知，不僅折算到電動機軸上的負載轉矩變小了，折算過后的飛輪力矩也大幅減小。因此選擇一個合適的傳動比，就可以用較小的動力轉矩去驅動一個較大的負載轉矩，與此同時也使拖動系統(tǒng)的動態(tài)性能得到優(yōu)化。 在變頻調速系統(tǒng)中，如果拖動的是恒轉矩或恒功率負載，多數情況下是保留傳動機構的，因為使用傳動機構可以減小電動機和變頻器的容量，在滿足負載要求的前提下，降低了成本。對風機、水泵等二次方律負載來說，除聯(lián)軸器外，一般不采用其他的傳動機構。三、異步電

20、動機的機械特性三、異步電動機的機械特性(一)機械特性由（式11）所決定的n=f(S)曲線變換而來。機械特性是指電動機在運行時，其轉速與電磁轉矩之間的關系它可由 異步電動機工作在額定電壓、額定頻率下，由電動機本身固有的參數所決定的 n=f(T)曲線，叫做電動機的自然機械特性。其曲線如圖1-9所示。只要確定曲線上的幾個特殊點，就能畫出電動機的機械特性。1理想空載點理想空載點圖中的E點，在這點上，電動機以同步轉速n0運行(s0)，其電磁轉矩T0。2起動點起動點圖中的S點，在起動點上，電動機已接通電源，但尚未起動。對應這一點的轉速n0(s=1)，電磁轉矩稱起動轉矩起動時帶負載的能力一般用起動倍數來表示

21、，即Kst=Tst/Tn式中，T為額定轉矩。3臨界點臨界點臨界點K是一個非常重要的點，它是機械特性穩(wěn)定運行區(qū)和非穩(wěn)定運行區(qū)的分界點。電動機運行在K點時，電磁轉矩為臨界轉矩TK,它表示了電動機所能產生的最大轉矩，此時的轉差率叫臨界轉差率，用SK 表示TK、SK根據式(111)用求極值的辦法求出，即：由dTds=0可得212221212)(xxrxxrrsK)(43)(2321121221211121xxfpUxxrrfpUTK電動機正常運行時，需要有一定的過載能力，一般用m即 (1-14)普通電動機的在2.02.2之間，而對某些特殊用途電動機，其過載能力可以更高一些。NKmTT上述分析說明：TK

22、的大小影響著電動機的過載能力,TK越小，為了保證過載能力不變，電動機所帶的負載就越小。由nK=n0(1SK )知：SK 越小，nK越大，機械特性就越硬。因此在調速過程中，TK、SK的變化規(guī)律常常是關注的重點。特別在研究變頻后的機械特性時，TK、SK就顯得尤其重要。 (二二)電動機的穩(wěn)定運行電動機的穩(wěn)定運行 1電動機穩(wěn)定運行狀態(tài)電動機穩(wěn)定運行狀態(tài)當電動機穩(wěn)定運行時：T=TL。由于電動機的額定轉矩是，電動機軸上所帶的最大負載轉矩也只能在電動機的額定轉矩的附近變化，見圖110中的A點。A點的轉矩平衡方程可近似寫成：T=TNNTNT2電動機工作點的動態(tài)調整過電動機工作點的動態(tài)調整過程程 由于負載波動使

23、負載轉矩增大為TL。此時電磁轉矩TTL電動機將減速。轉速的下降又使電動機的電磁轉矩增大，當T=TL時，轉速不再下降，電動機在C點穩(wěn)定運行。即：TTLnTT=TL時穩(wěn)定運行。四、異步電動機的起動和制動四、異步電動機的起動和制動(一一)異步電動機的起動異步電動機的起動電動機從靜止狀態(tài)一直加速到穩(wěn)定轉速的過程，叫做起動過程。電動機起動時起動電流很大，可以達到額定電流的57倍，而起動轉矩TST卻并不很大，一般Tst= (1.82) 。為了減小起動電流常用降低電壓的方法來起動?；\型異步電動機常見的減壓起動方法有：自耦變壓器減壓起動Y起動、定子串電阻或串電抗減壓起動等。(二二)異步電動機的制動異步電動機的

24、制動電動機在工作過程中，如電磁轉矩方向和轉子的實際旋轉方向相反，就稱作制動狀態(tài)。制動有再生制動、直流制動和反接制動，后兩種常用在使電動機迅速停止的過程中。 1再生制動再生制動:再生制動就是因某種原因，轉子轉速n超過旋轉磁場轉速n0， 此時旋轉磁場切割轉子繞組的方向與電動狀態(tài)相反，因而轉子電動勢E2、轉子電流I2電磁轉矩T均會反向。電磁轉矩T就變成了制動轉矩，見圖111所示的B點。在此狀態(tài)下，轉子電流方向的改變必將導致定子電流方向的改變，這樣，使電能傳送的方向發(fā)生了改變、電動機此時不再消耗能量，而是將拖動系統(tǒng)的動能再生給了電網。發(fā)生再生制動的實例有：起重機械在重物下降時，重物的重力加速度可能使電

25、動機的轉速超過同步轉速；變頻調速系統(tǒng)中，通過降低頻率來減速時，在頻率剛剛降低的瞬間，電動機的同步轉速小于實際轉速，如圖112所示。 當原來電動機穩(wěn)定運行于曲線的Q點時，頻率突然下降，則特性變?yōu)榍€，但因n不能突變，工作點跳變至B點，產生反向制動轉矩了，電動機進人再生制動狀態(tài)，系統(tǒng)開始沿曲線減速，直到穩(wěn)定運行于Q點。2直流制動直流制動直流制動也叫能耗制動，是在定子繞組中通人直流電流，使電動機產生一個制動轉矩。它與再生制動都可以使電動機減速，只是前者將拖動系統(tǒng)的能量完全消耗掉了，而后者將能量“再生”給了電網。直流制動常用來使電動機迅速停止。 。五、異步電動機的調速五、異步電動機的調速(一一)調速與

26、速度變化調速與速度變化1調速調速調速：是在負載沒有改變的情況下，根據生產過程需要人為地強制性地改變拖動系統(tǒng)的轉速。如：將電源頻率從50Hz調至40Hz，電動機的工作點從Q1移至Q2。 其轉速也從1460rmin調至1168rmin，如圖113所示?？梢娬{速時轉速的改變是從不同的機械特性上得到的。我們將調速時得到的機械特性簇稱為調速特性。2，速度的改變：，速度的改變：速度的改變是由于負責載的改變而引起拖動系統(tǒng)的特性改變，如系統(tǒng)工作在Q1此時負載轉矩由T1減小到T2引起系統(tǒng)加速，最后穩(wěn)定運行在Q1點上，可見速度改變時的轉速變化是從同一根機械特性上得到的。(二二)調速指標調速指標電動機的調速性能常用

27、下列指標衡量1調速范圍調速范圍調速范圍；指電動機在額定負載時所能達到的最高轉速nLmax。與最低轉速nLmin之比，即：minmaxLLLnn（1-15） 不同的生產機械對調速范圍的要求不同，如車床的調速范圍l為20120，鉆床為212，銑床2030等。一般變頻器的最低工作頻率可達到0.5Hz，即在額定頻率(fN Hz)以下，調速范圍l500.5=100。2調速的平滑性調速的平滑性是指相鄰兩級轉速的接近程度。兩檔轉速差越小，調速的平滑性越好。在變頻調速時，若給定為模擬信號，多數變頻器輸出頻率的分辨率(相鄰兩級頻率)為0.05Hz，以4極電動機為例，則相鄰兩檔的轉速差為從例題可見其平滑性是很高的

28、。min5 . 1min205. 060rrn3調速的經濟性調速的經濟性調速的經濟性主要從兩個方面來衡量：1)調速設備的投資和運行維修費用。2)電動機調速時引起的能量損耗。總的來說，以上兩方面需考慮求得最佳的性能價格比。變頻調速裝置的價格一般較高，但其故障率較低，在很多的場合節(jié)能效果顯著，因此和直流調速系統(tǒng)比較，變頻調速系統(tǒng)的優(yōu)勢是很明顯的。4調速后工作特性一種調速方案是否優(yōu)良，調速后的工作特性能否滿足負載的要求，也是一個很重要的方面。常通過下面兩點來衡量(1)靜態(tài)特性主要是指調速后機械特性的硬度。工程上常用靜差度來表示%10000nnnN(2)動態(tài)特性動態(tài)特性指過渡過程中的性能。如，加減速過

29、程是否快捷、平穩(wěn)。遇到沖擊性負載時，系統(tǒng)的轉速能否迅速恢復等。對大多數的生產機械來說，希望調速的后的機械特性能硬一些，負載變動時，速度變化較小，工作比較穩(wěn)定。但也有的負載希望調速后的機械特性較軟，如電梯，負載較重時，為安全起見，要求速度明顯地慢下來。 第四節(jié)第四節(jié) 負載的類型及運行特點：負載的類型及運行特點： 一、負載的機械特性一、負載的機械特性 二、電動機的工作制與溫升二、電動機的工作制與溫升 三、電動機容量的選擇原則三、電動機容量的選擇原則一、負載的機械特性一、負載的機械特性生產機械的負載轉矩TL，大部分情況下與電動機的電磁轉矩T方向相反。不同負載的機械特性是不一樣的，可以將其歸納以下幾種

30、類型。 (一一)恒轉矩負載恒轉矩負載恒轉矩負載是指那些負載轉矩的大小，僅僅取決于負載的輕重，而和轉速大小無關的負載。帶式輸送機是恒轉矩負載的典型例子之一，其基本結構和工作情況如圖114a所示。 第四節(jié)第四節(jié) 負載的類型及運行特點：負載的類型及運行特點：生產機械運行時常用轉矩表示其負載的大小。在電力拖動系統(tǒng)中，存在著兩個主要轉矩，一個是生產機械的負載轉矩TL，一個是電動機的電磁轉矩T。這兩個轉矩與轉速之間的關系分別叫做負載的機械特性n=(TL)和電動機的機械特性n=(T)。由于電動機和生產機械是緊密相連的，它們的機械特性必須適當配合，才能得到良好的工作狀態(tài)。因此為了滿足生產工藝過程的要求，正確選

31、配電力拖動系統(tǒng)，除了研究電動機的機械特性外，還需要了解負載的機械特性。 見圖114a，負載阻轉矩TL的大小決定：TL=Fr式中F皮帶與滾筒間的摩擦阻力r滾筒的半徑。 這種負載的基本特點是： 1轉矩特點由于F和r都和轉速的快慢無關所以在調節(jié)轉速nL的過程中，負載的阻轉矩TL保持不變，即具有恒轉矩的特點：TL常數其機械特性曲線如圖114b所示。必須注意：這里所說的轉矩大小的是否變化，是相對于轉速變化而言的，不能和負載輕重變化時，轉矩大小的變化相混淆?；蛘哒f，“恒轉矩”負載的特點是：負載轉矩的大小，僅僅取決于負載的輕重，而和轉速大小無關。拿帶式輸送機來說，當傳輸帶上的物多時，不論轉速有多大，負載轉矩

32、都較大； 而當傳輸帶上的物品較少時，也不論轉速有多大，負載轉矩都較小。2功率特點功率特點根據負載的機械功率PL和轉矩TL、轉速nL之間的關系有： （1-16）即，負載功率與轉速成正比，其負載功率線如圖114c所示。LLLLnnTP9550(二二)恒功率負載恒功率負載恒功率負載是指負載轉矩的大小與轉速n成反比，而其功率基本維持不變的負載。各種薄膜的卷取機械是恒功率負載的典型例子之一，如圖115a所示。其工作特點如下：LT1功率特點薄膜在卷取過程中，要求被卷物的張力F必須保持恒定，其基本手段是使線速度v保持恒定。所以，在不同的轉速下，負載的功率基本恒定： PL=Fv常數 即，負載功率的大小與轉速的

33、高低無關，其功率特性曲線如圖115c所示。和負載輕重的變化相混淆。就卷取機械而言，當被卷物體的材質不同時，所要求的張力和線速度是不一樣的，其卷取功率的大小也就不相等。2轉矩特點負載阻轉矩的大小決定于：TL=Fr式中 F卷取物的張力； r卷取物的卷取半徑。十分明顯的是，隨著卷取物不斷地卷繞到卷取輥上，卷取半徑r將越來越大，負載轉矩也隨之增大。另一方面，由于要求線速度v保持恒定，故隨著卷取半徑r的不斷增大，轉速nL必將不斷減小。根據負載的機械功率PL。和轉矩TL轉速nL之間的關系，有： 即，負載阻轉矩的大小與轉速成反比，如圖115b所示 LLLnPT9550(三三)二次方律負載二次方律負載二次方律負載是指轉矩與速度的二次方成正比例變化的負載，例如風扇、風機、螺旋槳等機械的負載轉矩，如圖1-16所示。在低速事由于流體的流速低，所以負載轉矩很小，隨著電動機轉速的增加，流速增快，負載轉矩和功率也越來越大，負載轉矩TL和功率PL可用下式表示：TL=T0+KrnL2 PL=P0+KPnL3式中 T0、P0分別為電動機軸上的轉矩損耗和功率損耗；、Kr、Kp分別為二次方律負載的轉矩常數和功率常數。二次方律負載的機械特性和功