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1、注冊(cè)電氣工程師供配電專業(yè)注冊(cè)電氣工程師供配電專業(yè)執(zhí)業(yè)資格考試專業(yè)部分執(zhí)業(yè)資格考試專業(yè)部分17. 電動(dòng)機(jī)與電氣傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)與電氣傳動(dòng)北京建筑工程學(xué)院李惠昇17. 電動(dòng)機(jī)與電氣傳動(dòng)考試大綱)電動(dòng)機(jī)與電氣傳動(dòng)考試大綱)171 熟悉電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及分類熟悉電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及分類172 了解電動(dòng)機(jī)的選擇了解電動(dòng)機(jī)的選擇173 掌握交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn)掌握交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn)174 掌握交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)掌握交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)175 掌握交、直流電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)方式及計(jì)算方法掌握交、直流電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)方式及計(jì)算方法176 掌握電動(dòng)機(jī)保護(hù)配置及計(jì)算方法掌握電動(dòng)機(jī)保護(hù)

2、配置及計(jì)算方法177 熟悉低壓電動(dòng)機(jī)控制電器的選擇熟悉低壓電動(dòng)機(jī)控制電器的選擇178 了解電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)性能指標(biāo)了解電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)性能指標(biāo)179 了解傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)的運(yùn)用了解傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)的運(yùn)用1710 了解調(diào)節(jié)理論在電氣傳動(dòng)工程中的運(yùn)用了解調(diào)節(jié)理論在電氣傳動(dòng)工程中的運(yùn)用1711 熟悉熟悉PLC的組成及工作原理的組成及工作原理17. 電動(dòng)機(jī)與電氣傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)與電氣傳動(dòng)171 電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及分類電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及分類1711 電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的組成電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)通常由電動(dòng)機(jī)、電電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)通常由電動(dòng)機(jī)、電源裝置和信息、控制裝置三部分組成。源裝置和信息、控制裝置三部

3、分組成。 電源裝置(電力電子變流器)電動(dòng)機(jī)及設(shè)備信息裝置指令、控制安裝1712 電氣傳動(dòng)的分類與比較電氣傳動(dòng)的分類與比較 (1按是否調(diào)速來(lái)劃分: 從節(jié)約電能、改善機(jī)械性能的角度,將有越來(lái)越多的調(diào)速傳動(dòng)取代不調(diào)速傳動(dòng),如:風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載,平均可節(jié)電1520。電氣傳動(dòng)不調(diào)速調(diào)速機(jī)械機(jī)電電氣開(kāi)環(huán)閉環(huán) 例、(2按照電動(dòng)機(jī)的不同類型來(lái)劃分按照電動(dòng)機(jī)的不同類型來(lái)劃分:例172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇 1721 選擇電動(dòng)機(jī)的原則選擇電動(dòng)機(jī)的原則 (1 1要從供電電網(wǎng)的質(zhì)量、起制動(dòng)特性、調(diào)速要從供電電網(wǎng)的質(zhì)量、起制動(dòng)特性、調(diào)速性能、控制特性等幾個(gè)方面綜合考慮,選擇適當(dāng)性能、控制特性等幾個(gè)方面綜合考慮,選擇適

4、當(dāng)類型的電動(dòng)機(jī)及其控制方式。類型的電動(dòng)機(jī)及其控制方式。(2 2額定功率要滿足負(fù)載需要,但不宜過(guò)大。額定功率要滿足負(fù)載需要,但不宜過(guò)大。過(guò)大會(huì)使投資增高,而且會(huì)造成輕載運(yùn)行時(shí)損耗過(guò)大會(huì)使投資增高,而且會(huì)造成輕載運(yùn)行時(shí)損耗大、效率低、功率因數(shù)低、起動(dòng)時(shí)沖擊大等問(wèn)題。大、效率低、功率因數(shù)低、起動(dòng)時(shí)沖擊大等問(wèn)題。(3 3根據(jù)溫升和使用環(huán)境條件,選擇合適的通根據(jù)溫升和使用環(huán)境條件,選擇合適的通風(fēng)方式、結(jié)構(gòu)型式和防護(hù)等級(jí)。風(fēng)方式、結(jié)構(gòu)型式和防護(hù)等級(jí)。1721 選擇電動(dòng)機(jī)的原則選擇電動(dòng)機(jī)的原則 (4按照現(xiàn)場(chǎng)使用狀況和被傳動(dòng)機(jī)械的要求,按照現(xiàn)場(chǎng)使用狀況和被傳動(dòng)機(jī)械的要求,選擇結(jié)構(gòu)和安裝方式,與傳動(dòng)機(jī)械的連接方

5、式,選擇結(jié)構(gòu)和安裝方式,與傳動(dòng)機(jī)械的連接方式,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有無(wú)振動(dòng)和沖擊以及安裝基礎(chǔ)的牢固程傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有無(wú)振動(dòng)和沖擊以及安裝基礎(chǔ)的牢固程度等。度等。(5盡量選用可靠性高、互換性好、維護(hù)方盡量選用可靠性高、互換性好、維護(hù)方便,且有標(biāo)準(zhǔn)定額的電動(dòng)機(jī)。便,且有標(biāo)準(zhǔn)定額的電動(dòng)機(jī)。(6考慮初期投資和運(yùn)行費(fèi)用,要從電動(dòng)機(jī)考慮初期投資和運(yùn)行費(fèi)用,要從電動(dòng)機(jī)及其控制設(shè)備的總投資、效率、功率因數(shù)和電費(fèi)及其控制設(shè)備的總投資、效率、功率因數(shù)和電費(fèi)以及全部設(shè)備的年維修費(fèi)用等因素加以選擇。以及全部設(shè)備的年維修費(fèi)用等因素加以選擇。 172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇 1722 選擇選擇電動(dòng)機(jī)的步驟

6、電動(dòng)機(jī)的步驟框圖框圖1722 選擇電動(dòng)機(jī)的步驟選擇電動(dòng)機(jī)的步驟1. 電動(dòng)機(jī)類型的選擇電動(dòng)機(jī)類型的選擇 (1根據(jù)環(huán)境條件選擇電動(dòng)機(jī)的類型根據(jù)環(huán)境條件選擇電動(dòng)機(jī)的類型 不同的使用環(huán)境條件對(duì)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、通不同的使用環(huán)境條件對(duì)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、通風(fēng)及類型均有不同的要求詳見(jiàn)表風(fēng)及類型均有不同的要求詳見(jiàn)表23-2-1)。)。 其中:其中:爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所的分級(jí)詳見(jiàn)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所的分級(jí)詳見(jiàn)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范 IP的分級(jí)及定義詳見(jiàn)的分級(jí)及定義詳見(jiàn)GB420893外殼防外殼防護(hù)等級(jí)護(hù)等級(jí)IP代碼)代碼)表表23-2-123-2-1設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)規(guī)范IPIP代碼

7、代碼172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇(2 2根據(jù)根據(jù)負(fù)載負(fù)載性質(zhì)性質(zhì)選擇選擇電動(dòng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)的類型類型172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇(3直流與交流電動(dòng)機(jī)的比較自學(xué))直流與交流電動(dòng)機(jī)的比較自學(xué)) (4交流電動(dòng)機(jī)的選擇交流電動(dòng)機(jī)的選擇 1普通勵(lì)磁同步電機(jī)普通勵(lì)磁同步電機(jī)優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):電機(jī)功率因數(shù)高,電機(jī)功率因數(shù)高,用于變頻傳動(dòng)時(shí),電用于變頻傳動(dòng)時(shí),電機(jī)功率因數(shù)等于機(jī)功率因數(shù)等于“1”,使變頻裝置容量最小,變頻,使變頻裝置容量最小,變頻器輸入功率因數(shù)改善;器輸入功率因數(shù)改善;效率比異步電機(jī)的高;效率比異步電機(jī)的高;氣隙比異步電機(jī)的大,大容量電機(jī)制造容易。氣隙比異步電機(jī)的大,大容量電機(jī)制造容易。缺陷:缺

8、陷:需附加勵(lì)磁裝置;需附加勵(lì)磁裝置;變頻調(diào)速控制系統(tǒng)比變頻調(diào)速控制系統(tǒng)比異步電動(dòng)機(jī)的復(fù)雜;異步電動(dòng)機(jī)的復(fù)雜;應(yīng)用場(chǎng)合:應(yīng)用場(chǎng)合:大功率不調(diào)速傳動(dòng);大功率不調(diào)速傳動(dòng);600rmin以下以下大功率交一交變頻傳動(dòng),例如軋機(jī)、卷?yè)P(yáng)、船舶驅(qū)大功率交一交變頻傳動(dòng),例如軋機(jī)、卷?yè)P(yáng)、船舶驅(qū)動(dòng)、水泥磨機(jī)等。動(dòng)、水泥磨機(jī)等。172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇2永磁同步電動(dòng)機(jī)永磁同步電動(dòng)機(jī) 永磁同步電動(dòng)機(jī)與永磁同步電動(dòng)機(jī)與PWM變頻裝置配變頻裝置配合使用,電流為正弦波。目前一般容量合使用,電流為正弦波。目前一般容量在幾十千瓦以下但容量正在逐漸擴(kuò)大,在幾十千瓦以下但容量正在逐漸擴(kuò)大,目前已能做到上百千瓦,速度精度較高,

9、目前已能做到上百千瓦,速度精度較高,在伺服系統(tǒng)中采用按轉(zhuǎn)子位置定向的矢在伺服系統(tǒng)中采用按轉(zhuǎn)子位置定向的矢量控制系統(tǒng),性能優(yōu)于其他電機(jī)直流、量控制系統(tǒng),性能優(yōu)于其他電機(jī)直流、異步或永磁無(wú)換向器電機(jī)),但成本略異步或永磁無(wú)換向器電機(jī)),但成本略高,適用于高性能場(chǎng)合。高,適用于高性能場(chǎng)合。172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇3無(wú)換向器電機(jī)無(wú)換向器電機(jī)a.特點(diǎn):特點(diǎn):輸入電流為輸入電流為120方波,導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)及低速性方波,導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)及低速性能差;能差;電路設(shè)計(jì)時(shí)需計(jì)及諧波電流帶來(lái)的附加損耗;電路設(shè)計(jì)時(shí)需計(jì)及諧波電流帶來(lái)的附加損耗;要求變頻器容量及勵(lì)磁電流較大;電機(jī)過(guò)載能要求變頻器容量及勵(lì)磁電流較大;電

10、機(jī)過(guò)載能力差力差152),電機(jī)短粗,),電機(jī)短粗,GD2大。大。無(wú)轉(zhuǎn)速和頻率上限。無(wú)轉(zhuǎn)速和頻率上限。b.應(yīng)用場(chǎng)合:應(yīng)用場(chǎng)合:大中功率用于負(fù)載平穩(wěn)、過(guò)載不多的場(chǎng)合,例大中功率用于負(fù)載平穩(wěn)、過(guò)載不多的場(chǎng)合,例如風(fēng)機(jī)、泵等,一般如風(fēng)機(jī)、泵等,一般600rmin以上;以上;小功率常與小功率常與PWM 變頻器配合,用于性能一般的變頻器配合,用于性能一般的伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)。172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇4異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)a. 特點(diǎn):特點(diǎn):籠型電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,價(jià)格便宜;籠型電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,價(jià)格便宜;繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)可以通過(guò)在轉(zhuǎn)子回路中串電阻、頻敏電阻繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)可以通過(guò)在轉(zhuǎn)子回路

11、中串電阻、頻敏電阻或通過(guò)雙饋改變電機(jī)特性,改善起動(dòng)性能或?qū)崿F(xiàn)調(diào)速;或通過(guò)雙饋改變電機(jī)特性,改善起動(dòng)性能或?qū)崿F(xiàn)調(diào)速;功率因數(shù)及效率低。在采用變頻調(diào)速時(shí)加大變頻器容量;功率因數(shù)及效率低。在采用變頻調(diào)速時(shí)加大變頻器容量;氣隙小,大功率電機(jī)制造困難,氣隙小,大功率電機(jī)制造困難,調(diào)速控制系統(tǒng)比同步電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)單。調(diào)速控制系統(tǒng)比同步電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)單。b. 應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)用場(chǎng)合20003000kW以下、不調(diào)速、操作不頻繁場(chǎng)合,宜用籠以下、不調(diào)速、操作不頻繁場(chǎng)合,宜用籠型電動(dòng)機(jī);型電動(dòng)機(jī);20003000kw以下、不調(diào)速,但要求起動(dòng)力矩大或操作以下、不調(diào)速,但要求起動(dòng)力矩大或操作較頻繁場(chǎng)合,宜用繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī);較頻繁場(chǎng)

12、合,宜用繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī);環(huán)境惡劣場(chǎng)合宜用籠型電動(dòng)機(jī);環(huán)境惡劣場(chǎng)合宜用籠型電動(dòng)機(jī);20003000kW以下的交流調(diào)速系統(tǒng)。以下的交流調(diào)速系統(tǒng)。 172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇5磁阻電機(jī) 是一種與小功率籠型電動(dòng)機(jī)競(jìng)爭(zhēng)的新型調(diào)速電機(jī),轉(zhuǎn)子為實(shí)心鐵芯,d、q軸磁路不對(duì)稱,定子有多相繞組,利用大功率晶體管輪流接通定子各繞組,靠反應(yīng)力矩使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。 這種電機(jī)調(diào)速裝置簡(jiǎn)單,不用逆變器,無(wú)逆變失敗故障,可靠性高,它的結(jié)構(gòu)比籠型電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)單,而功率因數(shù)和效率兩者差不多。目前容量范圍在幾千瓦以下,個(gè)別達(dá)幾十千瓦,近些年用于小功率調(diào)速裝置。172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇(5直流電動(dòng)機(jī)的選擇直流電動(dòng)機(jī)的選擇1需要較

13、大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速的機(jī)械,如電車(chē)、牽引機(jī)車(chē)等,用直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)。2其他使用直流機(jī)場(chǎng)合一般均用他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。注意要按生產(chǎn)機(jī)械的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速范圍,合理地選擇電動(dòng)機(jī)的基速及弱磁倍數(shù)。2. 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 應(yīng)從技術(shù)指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)全面考慮。172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇3. 3. 電動(dòng)機(jī)功率、轉(zhuǎn)矩的選擇電動(dòng)機(jī)的容量校驗(yàn))電動(dòng)機(jī)功率、轉(zhuǎn)矩的選擇電動(dòng)機(jī)的容量校驗(yàn))(1 1恒定負(fù)載連續(xù)工作制下電動(dòng)機(jī)的容量校驗(yàn)恒定負(fù)載連續(xù)工作制下電動(dòng)機(jī)的容量校驗(yàn)1 1計(jì)算電動(dòng)機(jī)的額定功率計(jì)算電動(dòng)機(jī)的額定功率 選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率PNPN略大于折算到電動(dòng)機(jī)軸上略大于折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載功率的

14、負(fù)載功率PLPL式中式中TLTL折算到電動(dòng)機(jī)軸上的靜負(fù)載轉(zhuǎn)矩折算到電動(dòng)機(jī)軸上的靜負(fù)載轉(zhuǎn)矩NmNm);); nNnN電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速r rminmin) 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定,需從基速向上調(diào)速時(shí),其額定當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定,需從基速向上調(diào)速時(shí),其額定功率應(yīng)按要求的最高工作轉(zhuǎn)速功率應(yīng)按要求的最高工作轉(zhuǎn)速nmaxnmax計(jì)算:計(jì)算: 172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇2校驗(yàn)起動(dòng)過(guò)程中的最小轉(zhuǎn)矩及允許的最大飛輪力矩 對(duì)起動(dòng)條件沉重靜負(fù)載轉(zhuǎn)矩大或帶有較大的飛輪力矩而采用籠型異步電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)時(shí),在選定PN后還要按下面兩式分別校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的最小起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TMmin和允許的最大飛輪矩GDxm2式中 :

15、TLmax起動(dòng)過(guò)程中可能出現(xiàn)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩Nm);KS保證起動(dòng)時(shí)有足夠加速轉(zhuǎn)矩的系數(shù), 一般取KS=1.151.25; Ku電壓波動(dòng)系數(shù),起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)端電壓與額定電壓之比,全壓起動(dòng)時(shí),取Ku=0.85172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇允許的最大飛輪力矩GD xm2為大型生產(chǎn)機(jī)械)式中GD mec2折算到電動(dòng)機(jī)軸上傳動(dòng)機(jī)械的最大飛輪力矩Nm2) GD 02包括電動(dòng)機(jī)在內(nèi)的整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)允許的最 大飛輪力矩Nm 2),由電機(jī)資料中查??; GDM2電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的飛輪力矩Nm2); Tsav電動(dòng)機(jī)的平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Nm),見(jiàn)表23-2-4。 172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇(2短時(shí)工作制下電動(dòng)機(jī)的容量校驗(yàn)短時(shí)工

16、作制下電動(dòng)機(jī)的容量校驗(yàn)式中式中 PLmax短時(shí)負(fù)載功率的最大值短時(shí)負(fù)載功率的最大值kW);); 電動(dòng)機(jī)允許的轉(zhuǎn)矩過(guò)載倍數(shù),見(jiàn)表電動(dòng)機(jī)允許的轉(zhuǎn)矩過(guò)載倍數(shù),見(jiàn)表23-2-5。(3變動(dòng)負(fù)載連續(xù)周期工作制下電動(dòng)機(jī)的容量校驗(yàn)變動(dòng)負(fù)載連續(xù)周期工作制下電動(dòng)機(jī)的容量校驗(yàn)1發(fā)熱校驗(yàn)發(fā)熱校驗(yàn) 變動(dòng)負(fù)載連續(xù)周期工作制下電動(dòng)機(jī)的功變動(dòng)負(fù)載連續(xù)周期工作制下電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算,可先按等效方均根轉(zhuǎn)矩或等效電流法,率計(jì)算,可先按等效方均根轉(zhuǎn)矩或等效電流法,計(jì)算出一個(gè)周期計(jì)算出一個(gè)周期T內(nèi)的等效轉(zhuǎn)矩內(nèi)的等效轉(zhuǎn)矩Trms或等效電流或等效電流Irms。選取額定轉(zhuǎn)矩選取額定轉(zhuǎn)矩TNTrms或額定電流或額定電流INIrms。 172 電

17、動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇式中:T1Tn各分段時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)矩值Nm); I1In各分段時(shí)間內(nèi)的電流值A(chǔ)); T一個(gè)周期的總時(shí)間s), 當(dāng)負(fù)載波形不是當(dāng)負(fù)載波形不是矩形,則應(yīng)將每矩形,則應(yīng)將每一個(gè)相應(yīng)的時(shí)間一個(gè)相應(yīng)的時(shí)間間隔內(nèi)的轉(zhuǎn)矩或間隔內(nèi)的轉(zhuǎn)矩或電流值換算成等電流值換算成等效平均值后,同效平均值后,同樣可用上面兩式樣可用上面兩式計(jì)算計(jì)算T rms或或I rms。 a矩形負(fù)載 b)梯形或三角形負(fù)載 172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇2校驗(yàn)最大過(guò)載轉(zhuǎn)矩校驗(yàn)最大過(guò)載轉(zhuǎn)矩 按按T rms或或I rms選取電動(dòng)機(jī)選取電動(dòng)機(jī)的額定功率以后,還要用最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩的額定功率以后,還要用最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩TLmax校驗(yàn)校驗(yàn)電動(dòng)

18、機(jī)的過(guò)載能力。電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力。式中:式中:K u電網(wǎng)電壓波動(dòng)系數(shù),電網(wǎng)電壓波動(dòng)系數(shù),一般對(duì)于同步電動(dòng)機(jī),一般對(duì)于同步電動(dòng)機(jī),K u =0.85;對(duì)于異步;對(duì)于異步電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī),K u= 0.72;對(duì)于直流電動(dòng)機(jī),;對(duì)于直流電動(dòng)機(jī),K u= 1.0;轉(zhuǎn)矩過(guò)載倍數(shù)見(jiàn)表轉(zhuǎn)矩過(guò)載倍數(shù)見(jiàn)表23)0.9:考慮計(jì)算誤差和參數(shù)波動(dòng)而取的安全系數(shù):考慮計(jì)算誤差和參數(shù)波動(dòng)而取的安全系數(shù)172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇(4斷續(xù)周期工作制下電動(dòng)機(jī)的容量校驗(yàn)斷續(xù)周期工作制下電動(dòng)機(jī)的典型負(fù)載見(jiàn)圖 172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇1按等效轉(zhuǎn)矩或等效電流法校驗(yàn)發(fā)熱a選用斷續(xù)定額電動(dòng)機(jī)時(shí),對(duì)于圖23-2-2所示的負(fù)載圖,電

19、動(dòng)機(jī)在一個(gè)工作周期內(nèi)的等效方均根轉(zhuǎn)矩Trms或等效方均根電流Irms為172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇b選用連續(xù)定額電動(dòng)機(jī)時(shí)C起制動(dòng)過(guò)程中電動(dòng)機(jī)散熱惡化系數(shù), C =(lC)2;C停止時(shí)電動(dòng)機(jī)散熱惡化系數(shù)。t 0一個(gè)周期中停歇時(shí)間的總和s); 172 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇 當(dāng)選斷續(xù)工作制電機(jī),應(yīng)計(jì)算實(shí)際負(fù)載持續(xù)率為 當(dāng)實(shí)際負(fù)載持續(xù)率FC值工作時(shí)間占周期時(shí)間的百分比與所選的電動(dòng)機(jī)的額定負(fù)載持續(xù)率FCN值不相等但相差不多時(shí),應(yīng)將上式算出的T rms或Irms值折算到對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)的FCN值相等效的值, 當(dāng)所選電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩TNTrms或額定電流INIrms時(shí),則表示電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱校驗(yàn)通過(guò)。 17

20、2 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇 173 交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn)及起動(dòng)校驗(yàn)(掌握掌握)173 1 交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)1.全壓起動(dòng)直接起動(dòng))全壓起動(dòng)直接起動(dòng)) 籠型異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)滿足下列籠型異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)滿足下列條件時(shí),可以采用全壓起動(dòng)。條件時(shí),可以采用全壓起動(dòng)。1起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)造成的電壓降不超過(guò)規(guī)起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)造成的電壓降不超過(guò)規(guī)定的數(shù)值。一般需要經(jīng)常起動(dòng)時(shí),其電壓定的數(shù)值。一般需要經(jīng)常起動(dòng)時(shí),其電壓降不得超過(guò)降不得超過(guò)10,偶而起動(dòng)時(shí)不超過(guò),偶而起動(dòng)時(shí)不超過(guò)15。在保證生產(chǎn)機(jī)械所要求的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩而又不在保證生產(chǎn)機(jī)械所要求的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩而又不

21、致影響其他用電設(shè)備的正常工作時(shí),其電致影響其他用電設(shè)備的正常工作時(shí),其電壓降可允許為壓降可允許為20或更大一些?;蚋笠恍?。2起動(dòng)功率不超過(guò)供電設(shè)備和電網(wǎng)的過(guò)起動(dòng)功率不超過(guò)供電設(shè)備和電網(wǎng)的過(guò)載能力。籠型異步電動(dòng)機(jī)允許全壓起動(dòng)的載能力?;\型異步電動(dòng)機(jī)允許全壓起動(dòng)的功率和電源容量之間的關(guān)系見(jiàn)表功率和電源容量之間的關(guān)系見(jiàn)表23-3-1。2.2.減壓起動(dòng)減壓起動(dòng) (1 1繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻分級(jí)起動(dòng)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻分級(jí)起動(dòng) 173 交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn)交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn)(2 2繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)

22、 起動(dòng)時(shí):起動(dòng)時(shí): 那么那么: : 表現(xiàn)為阻抗大表現(xiàn)為阻抗大, ,相當(dāng)于串電阻相當(dāng)于串電阻, ,當(dāng)轉(zhuǎn)速升高后當(dāng)轉(zhuǎn)速升高后,s,s減小,其等效阻抗減小,其等效阻抗隨轉(zhuǎn)差率的減小而相應(yīng)地減小,從而起到減小起動(dòng)電流并得到起動(dòng)轉(zhuǎn)隨轉(zhuǎn)差率的減小而相應(yīng)地減小,從而起到減小起動(dòng)電流并得到起動(dòng)轉(zhuǎn)矩近似恒定的起動(dòng)特性。矩近似恒定的起動(dòng)特性。12sff 100nnns12ff 173 交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn)交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn) 采用頻敏變阻器起動(dòng),其優(yōu)點(diǎn)是可省去龐大采用頻敏變阻器起動(dòng),其優(yōu)點(diǎn)是可省去龐大的起動(dòng)電阻器,線路簡(jiǎn)單,維修簡(jiǎn)便。但因其功的起動(dòng)電阻器,線路簡(jiǎn)單,維修簡(jiǎn)便。但因其功率

23、因數(shù)低、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小,對(duì)要求在低速下運(yùn)轉(zhuǎn)和率因數(shù)低、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小,對(duì)要求在低速下運(yùn)轉(zhuǎn)和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的場(chǎng)合,不宜采用。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的場(chǎng)合,不宜采用。(3籠型異步電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)籠型異步電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng) (見(jiàn)表(見(jiàn)表23-3-2) 鼠籠轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路在內(nèi)部閉合,不鼠籠轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路在內(nèi)部閉合,不能外串起動(dòng)設(shè)備,只能在定子電路中采取措施。能外串起動(dòng)設(shè)備,只能在定子電路中采取措施。其減壓起動(dòng)方法主要有定子電路串電阻起動(dòng)、其減壓起動(dòng)方法主要有定子電路串電阻起動(dòng)、Y起動(dòng)、延邊三角形起動(dòng)和自耦變壓器減壓起起動(dòng)、延邊三角形起動(dòng)和自耦變壓器減壓起動(dòng)等。動(dòng)等。 (4同步電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng) (見(jiàn)表

24、(見(jiàn)表23-3-2) 表表23-3-223-3-2173 交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn)交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn)3.3.變頻起動(dòng)變頻起動(dòng) 173 交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn)交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn)K2K3K1173 2 直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) (1直流他并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)直流他并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)作為閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的拖動(dòng)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)作為閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的拖動(dòng)電機(jī)時(shí),通常采用晶閘管調(diào)壓裝置為電樞供電。電機(jī)時(shí),通常采用晶閘管調(diào)壓裝置為電樞供電。 直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)如果采用電樞串電阻分級(jí)起直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)如果采用電樞串電阻分級(jí)起動(dòng),其計(jì)算方法與繞線轉(zhuǎn)子異步電

25、動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串動(dòng),其計(jì)算方法與繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻分級(jí)起動(dòng)的分析計(jì)算方法完全一樣。電阻分級(jí)起動(dòng)的分析計(jì)算方法完全一樣。173 交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn)交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn)(2直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)串電阻起動(dòng)直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)串電阻起動(dòng)對(duì)于直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī),由于其機(jī)械特性對(duì)于直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī),由于其機(jī)械特性為非線性,采用解析法計(jì)算較困難,通為非線性,采用解析法計(jì)算較困難,通常多采用圖解法,方法同繞線轉(zhuǎn)子異步常多采用圖解法,方法同繞線轉(zhuǎn)子異步機(jī)串電阻起動(dòng)見(jiàn)機(jī)串電阻起動(dòng)見(jiàn)358頁(yè))。頁(yè))。173 3 起動(dòng)的校驗(yàn)起動(dòng)的校驗(yàn) 對(duì)于直流電動(dòng)機(jī),因其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可對(duì)于直流電動(dòng)機(jī),因其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可以在規(guī)

26、定范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié),因此不必做以在規(guī)定范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié),因此不必做起動(dòng)校驗(yàn)。起動(dòng)校驗(yàn)。173 交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn)交、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式及起動(dòng)校驗(yàn)174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) (掌握掌握) 1. 基本概念基本概念調(diào)速:調(diào)速: 通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)或外加電壓等方法來(lái)改變電機(jī)的或外加電壓等方法來(lái)改變電機(jī)的機(jī)械特性,使電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械特性,使電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化。速度發(fā)生變化。 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng):開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng): 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速只電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速只能跟隨轉(zhuǎn)速指令變化而不能自動(dòng)能跟隨轉(zhuǎn)速指令變化而不

27、能自動(dòng)糾正與給定轉(zhuǎn)速的偏差的調(diào)速系糾正與給定轉(zhuǎn)速的偏差的調(diào)速系統(tǒng)稱為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。統(tǒng)稱為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。 閉環(huán)控制系統(tǒng):能自動(dòng)糾正電動(dòng)閉環(huán)控制系統(tǒng):能自動(dòng)糾正電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速的偏差同時(shí)機(jī)的轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速的偏差同時(shí)不受負(fù)載及電網(wǎng)電壓波動(dòng)等外界不受負(fù)載及電網(wǎng)電壓波動(dòng)等外界擾動(dòng)的影響,使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速始擾動(dòng)的影響,使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速始終與給定轉(zhuǎn)速持一致的調(diào)速系統(tǒng)終與給定轉(zhuǎn)速持一致的調(diào)速系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。 1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 無(wú)級(jí)調(diào)速:無(wú)級(jí)調(diào)速: 又稱連續(xù)調(diào)速指電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以平滑地又稱連續(xù)調(diào)速指電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以平滑地調(diào)節(jié)。其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速變化均勻適應(yīng)性強(qiáng),

28、容易實(shí)現(xiàn)自調(diào)節(jié)。其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速變化均勻適應(yīng)性強(qiáng),容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速,因而在工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。動(dòng)調(diào)速,因而在工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。有級(jí)調(diào)速:有級(jí)調(diào)速: 又稱間斷調(diào)速或分級(jí)調(diào)速,它的轉(zhuǎn)速只有又稱間斷調(diào)速或分級(jí)調(diào)速,它的轉(zhuǎn)速只有有限的幾級(jí),調(diào)速范圍有限且不容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速。有限的幾級(jí),調(diào)速范圍有限且不容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速。 向上調(diào)速:從基速提高轉(zhuǎn)速的調(diào)速稱為向上調(diào)速。例向上調(diào)速:從基速提高轉(zhuǎn)速的調(diào)速稱為向上調(diào)速。例如直流電動(dòng)機(jī)改變磁通進(jìn)行調(diào)速,其調(diào)速極限受電動(dòng)如直流電動(dòng)機(jī)改變磁通進(jìn)行調(diào)速,其調(diào)速極限受電動(dòng)機(jī)的換向條件和機(jī)械強(qiáng)度的限制。機(jī)的換向條件和機(jī)械強(qiáng)度的限制。向下調(diào)速:向下調(diào)速: 從基速降低轉(zhuǎn)速的調(diào)速稱為向

29、下調(diào)速。例從基速降低轉(zhuǎn)速的調(diào)速稱為向下調(diào)速。例如,直流電動(dòng)機(jī)改變電樞電壓進(jìn)行調(diào)速,調(diào)速的極限如,直流電動(dòng)機(jī)改變電樞電壓進(jìn)行調(diào)速,調(diào)速的極限轉(zhuǎn)速即最低轉(zhuǎn)速受轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性的限制。轉(zhuǎn)速即最低轉(zhuǎn)速受轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性的限制。 174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速:恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速: 對(duì)于某些工作機(jī)械其負(fù)載性質(zhì)對(duì)于某些工作機(jī)械其負(fù)載性質(zhì)屬于恒轉(zhuǎn)矩類型即在不同的穩(wěn)定速度下要求電屬于恒轉(zhuǎn)矩類型即在不同的穩(wěn)定速度下要求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩不變。如果所用的調(diào)速方法能使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩不變。如果所用的調(diào)速方法能使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)的電樞電流之比為一常數(shù)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)的電樞電流之比為一常數(shù)則在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下電動(dòng)機(jī)

30、無(wú)論在高速或低速下則在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下電動(dòng)機(jī)無(wú)論在高速或低速下運(yùn)行其發(fā)熱情況始終是一樣的這將能充分利用運(yùn)行其發(fā)熱情況始終是一樣的這將能充分利用電動(dòng)機(jī)。這種調(diào)速辦法稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。例如電動(dòng)機(jī)。這種調(diào)速辦法稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。例如保持電動(dòng)機(jī)磁通不變改變電動(dòng)機(jī)電樞電壓或電保持電動(dòng)機(jī)磁通不變改變電動(dòng)機(jī)電樞電壓或電樞回路電阻來(lái)調(diào)速的方法就屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。樞回路電阻來(lái)調(diào)速的方法就屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 恒功率調(diào)速:恒功率調(diào)速: 對(duì)于機(jī)床類負(fù)載:對(duì)于機(jī)床類負(fù)載:當(dāng)切削量大時(shí)即

31、當(dāng)切削量大時(shí)即T大要求切削速度即大要求切削速度即n低;低;當(dāng)切削量小時(shí)即當(dāng)切削量小時(shí)即T小要求切削速度即小要求切削速度即n高;高;但每種工況下但每種工況下T n的乘積近似不變,這類負(fù)載屬于的乘積近似不變,這類負(fù)載屬于恒功率負(fù)載。恒功率負(fù)載。為了配合這類負(fù)載,可以采用減弱磁通的方法調(diào)速。為了配合這類負(fù)載,可以采用減弱磁通的方法調(diào)速。根據(jù)公式根據(jù)公式 enaCRIU當(dāng)磁通減小時(shí),轉(zhuǎn)速n將升高,而轉(zhuǎn)矩T將減小。這種保持電動(dòng)機(jī)電樞電壓不變、減弱電動(dòng)機(jī)磁通的調(diào)速方式與上述恒功率負(fù)載的要求相一致,稱為恒功率調(diào)速。aICTT174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流

32、電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 對(duì)于恒功率負(fù)載,應(yīng)盡量采用恒功率調(diào)速方式;對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載應(yīng)盡量采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。只有這樣電動(dòng)機(jī)才能得到充分利用。圖17411 調(diào)壓與調(diào)磁時(shí)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性 調(diào)壓恒轉(zhuǎn)矩 調(diào)磁恒功率174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2. 調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)(1靜態(tài)指標(biāo)靜態(tài)指標(biāo)a. 調(diào)速范圍調(diào)速范圍生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)能提供的最高轉(zhuǎn)速生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)能提供的最高轉(zhuǎn)速max最低轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速速min之比叫做調(diào)速范圍。常用之比叫做調(diào)速范圍。常用D表示,即表示,即式中式中 max 和和nmin 一般都指額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速。一般

33、都指額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速。閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍可達(dá)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍可達(dá)100:1或更大?;蚋?。minmaxnnD 174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2.調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo) (1靜態(tài)指標(biāo)靜態(tài)指標(biāo)b. 靜差率靜差率電動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí),負(fù)載由理想空載變到額電動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí),負(fù)載由理想空載變到額定負(fù)載時(shí)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速降落與額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速之比定負(fù)載時(shí)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速降落與額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速之比稱為靜差率又稱轉(zhuǎn)速變化率稱為靜差率又稱轉(zhuǎn)速變化率s,常用百分?jǐn)?shù)表示,常用百分?jǐn)?shù)表示,即即式中式中 n。電動(dòng)機(jī)理想空載

34、轉(zhuǎn)速;電動(dòng)機(jī)理想空載轉(zhuǎn)速; n 電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速。閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜差率一般為閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜差率一般為10-210-3。174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2.調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo) (1靜態(tài)指標(biāo)靜態(tài)指標(biāo)c. 穩(wěn)速精度穩(wěn)速精度 在穩(wěn)速系統(tǒng)中常用穩(wěn)速精度的概念,即在規(guī)定的電在穩(wěn)速系統(tǒng)中常用穩(wěn)速精度的概念,即在規(guī)定的電網(wǎng)質(zhì)量和負(fù)載擾動(dòng)的條件下,在規(guī)定的運(yùn)行時(shí)間如網(wǎng)質(zhì)量和負(fù)載擾動(dòng)的條件下,在規(guī)定的運(yùn)行時(shí)間如1h或或8h內(nèi),在某一指定的轉(zhuǎn)速下,內(nèi),在某一指定的轉(zhuǎn)速下,t時(shí)間通常時(shí)間通常t取取1s

35、內(nèi)平均轉(zhuǎn)速最大值內(nèi)平均轉(zhuǎn)速最大值nmax和另一個(gè)和另一個(gè)t時(shí)間內(nèi)平均轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)平均轉(zhuǎn)速最小值速最小值nmin的相對(duì)誤差的百分值,來(lái)表明穩(wěn)速系的相對(duì)誤差的百分值,來(lái)表明穩(wěn)速系統(tǒng)的性能統(tǒng)的性能數(shù)字穩(wěn)速系統(tǒng)的穩(wěn)速精度可達(dá)數(shù)字穩(wěn)速系統(tǒng)的穩(wěn)速精度可達(dá)10- 410- 410-510-5。174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2.調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo) (2動(dòng)態(tài)指標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo) 直流傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)是指在控制直流傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)是指在控制 2) 斜坡平頂信號(hào)斜坡平頂信號(hào)信號(hào)或擾動(dòng)信號(hào)的作用下,系統(tǒng)輸出信號(hào)或擾動(dòng)信號(hào)的作用下,系統(tǒng)輸出

36、在動(dòng)態(tài)響應(yīng)中的各項(xiàng)指標(biāo)。在動(dòng)態(tài)響應(yīng)中的各項(xiàng)指標(biāo)。(1控制信號(hào)作用下的動(dòng)態(tài)指標(biāo)控制信號(hào)作用下的動(dòng)態(tài)指標(biāo)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中常用的控制信號(hào)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中常用的控制信號(hào)通常有以下兩種:通常有以下兩種:1) 單位階躍信號(hào)單位階躍信號(hào)174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2.調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo) (2動(dòng)態(tài)指標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo)a. 跟隨性跟隨性在階躍信號(hào)Ct的作用下,輸出量Yt的動(dòng)態(tài)響應(yīng)如圖 1起調(diào)時(shí)間ta,又稱響應(yīng)時(shí)間,是指輸出量Yt第一次達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間。2調(diào)節(jié)時(shí)間tr,是指Yt進(jìn)入穩(wěn)態(tài)值的(25)區(qū)域內(nèi),而不再逸出的時(shí)間又稱為過(guò)渡過(guò)程時(shí)

37、間。174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2.調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo) (2動(dòng)態(tài)指標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo)3超調(diào)量%,是指Yt超過(guò)其穩(wěn)態(tài)值的最大數(shù)值與穩(wěn)態(tài)值之比,用百分?jǐn)?shù)表示4振蕩次數(shù)N,是指Yt在整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程中圍繞穩(wěn)態(tài)值擺動(dòng)的次數(shù)。 174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2.調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo) (2動(dòng)態(tài)指標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo)b. 擾動(dòng)性系統(tǒng)的擾動(dòng)特性是指在擾動(dòng)信號(hào)Ft的作用下,系統(tǒng)輸出量Yt的動(dòng)態(tài)性能。在直流調(diào)速系統(tǒng)中,常遇到的也是最嚴(yán)重的擾動(dòng)為單位階躍擾動(dòng)。階躍

38、擾動(dòng)通常表示為174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 2.調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo) (2動(dòng)態(tài)指標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo)1)動(dòng)態(tài)波動(dòng)量動(dòng)態(tài)偏差m,是指輸出量偏離原來(lái)穩(wěn)態(tài)值的最大偏差與原來(lái)穩(wěn)態(tài)值之比。2回升時(shí)間tt,是指輸出量第一次回到擾動(dòng)信號(hào)作用前輸出值時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間。3恢復(fù)時(shí)間tS,是指輸出量進(jìn)入原穩(wěn)態(tài)值Y0的9598范圍內(nèi),并不再超出的時(shí)間。以上三個(gè)指標(biāo)是衡量系統(tǒng)對(duì)擾動(dòng)響應(yīng)的主要指標(biāo)。 174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 3.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案1) 直

39、流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式為直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式為 式中式中n0理想空載轉(zhuǎn)速,理想空載轉(zhuǎn)速,n0= UC e; U加在電樞回路上的電壓;加在電樞回路上的電壓; Ce電動(dòng)勢(shì)常數(shù);電動(dòng)勢(shì)常數(shù); 電動(dòng)機(jī)磁通;電動(dòng)機(jī)磁通; CT轉(zhuǎn)矩常數(shù);轉(zhuǎn)矩常數(shù); R 0電動(dòng)機(jī)電樞回路的電阻;電動(dòng)機(jī)電樞回路的電阻; T電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。 R 電動(dòng)機(jī)電樞回路的外串電阻;電動(dòng)機(jī)電樞回路的外串電阻;可見(jiàn),改變可見(jiàn),改變R、U及及中的任何一個(gè)參數(shù),都可以改變電動(dòng)機(jī)中的任何一個(gè)參數(shù),都可以改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性,從而對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。的機(jī)械特性,從而對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。TCCRRn

40、TCCRRCUnTeTee20020174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 3.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案2) 改變電樞回路電阻調(diào)速改變電樞回路電阻調(diào)速 當(dāng)電樞回路串聯(lián)附加電阻當(dāng)電樞回路串聯(lián)附加電阻R時(shí),時(shí),其特性方程式變?yōu)槠涮匦苑匠淌阶優(yōu)門(mén)CCRRnnTe200式中式中BRARCCTRCCTnnTeLTeL2020020RCCTnATeL2TeLCCTB174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 3.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案2) 改變電樞回路電阻調(diào)

41、速改變電樞回路電阻調(diào)速 當(dāng)電樞回路串聯(lián)附加電阻當(dāng)電樞回路串聯(lián)附加電阻R時(shí),其特性曲線如下時(shí),其特性曲線如下 串聯(lián)電阻調(diào)速的機(jī)械特性、 調(diào)速特性 174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)技術(shù) 3.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案2) 改變電樞回路電阻調(diào)速改變電樞回路電阻調(diào)速 當(dāng)電樞回路串、并聯(lián)附當(dāng)電樞回路串、并聯(lián)附加電阻時(shí),其電路圖與機(jī)加電阻時(shí),其電路圖與機(jī)械特性圖如右械特性圖如右式中 K系數(shù), K=RB(RBR);RB并聯(lián)的電阻; R串聯(lián)的電阻。 174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電

42、動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 3.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案3改變電樞電壓調(diào)速改變電樞電壓調(diào)速當(dāng)改變電樞電壓時(shí),理想空載轉(zhuǎn)速當(dāng)改變電樞電壓時(shí),理想空載轉(zhuǎn)速n0也將改變,但機(jī)也將改變,但機(jī)械特性的斜率不變,這時(shí)機(jī)械特性如下械特性的斜率不變,這時(shí)機(jī)械特性如下式中 U改變后的電樞電壓; n0改變電壓后的理想空載轉(zhuǎn)速; Km特性曲線的斜率。TKnTCCRCUnmTee020174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 3.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案比較直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案比較表2341(1711) 直流電動(dòng)機(jī)改變電壓調(diào)速的方法變壓方法變壓方法原理電路原理電

43、路裝置組成裝置組成性能及適用場(chǎng)合性能及適用場(chǎng)合電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組)原動(dòng)機(jī)可用同步電動(dòng)機(jī)、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)包括帶飛輪和轉(zhuǎn)差調(diào)節(jié)的機(jī)組)、籠型異步電動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)等。勵(lì)磁方式有勵(lì)磁機(jī)、電機(jī)擴(kuò)大機(jī)、磁放大器和晶閘管勵(lì)磁裝置等??刂品绞接欣^電器一接觸器、磁放大器和半導(dǎo)體控制裝置等輸出電流無(wú)脈動(dòng),帶飛輪的機(jī)組對(duì)沖擊負(fù)載有緩沖作用,采用同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)組能提供無(wú)功功率,改善功率因數(shù)。因有旋轉(zhuǎn)機(jī)組,效率較低,噪聲、振動(dòng)大??刂乒β蚀?,構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)一般動(dòng)態(tài)指標(biāo)較差,用晶閘管勵(lì)磁可提高動(dòng)態(tài)指標(biāo)。此種方法已很少采用晶閘管變流器包括變流變壓器、晶閘管變流裝置、平波電抗器和半導(dǎo)體控制裝置等效率高,噪聲、振動(dòng)小,

44、控制功率小,構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)好。但輸出電流有脈動(dòng),深控時(shí)功率因數(shù)低,對(duì)電網(wǎng)的沖擊和高次諧波影響大174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 3.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案比較直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案比較表2341 直流電動(dòng)機(jī)改變電壓調(diào)速的方法變壓方法變壓方法原理電路原理電路裝置組成裝置組成性能及適用場(chǎng)合性能及適用場(chǎng)合直流斬波器包括晶閘管或其他電力電子器件)、換相電感電容、輸入濾波電感電容及半導(dǎo)體控制裝置等柴油交流發(fā)電機(jī)一硅整流器柴油交流發(fā)電機(jī)、硅整流裝置及相應(yīng)的控制裝置等改變交流發(fā)電機(jī)電壓,經(jīng)硅整流裝置整流得到可變直流電壓,用于電動(dòng)輪車(chē)等獨(dú)立電

45、源場(chǎng)合適用于由公共直流電源或蓄電池及恒定電壓直流電源供電的場(chǎng)合,如電機(jī)車(chē)、蓄電池車(chē)等電動(dòng)車(chē)輛174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 3.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案比較直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案比較表1711 直流電動(dòng)機(jī)改變電壓調(diào)速的方法變壓方法變壓方法原理電路原理電路裝置組成裝置組成性能及適用場(chǎng)合性能及適用場(chǎng)合交流調(diào)壓器、硅整流器 調(diào)壓變壓器、硅整流裝置等 升壓機(jī)組 與公共直流電源串聯(lián)的直流發(fā)電機(jī)或晶閘管變流裝置及相應(yīng)的控制裝置 適用于公共直流電源供電場(chǎng)合,設(shè)備較經(jīng)濟(jì),但調(diào)速范圍不大 效率高,噪聲、振動(dòng)小,輸出電流脈動(dòng)較小,比晶閘管供電功率因數(shù)有

46、改善,但實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速較困難。適用于不經(jīng)常調(diào)速的小功率(15kw手動(dòng)開(kāi)環(huán)控制場(chǎng)合 174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 3.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案4改變磁通調(diào)速改變磁通調(diào)速在電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路中,改變其串聯(lián)電阻在電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路中,改變其串聯(lián)電阻Rf的大小或采的大小或采用專門(mén)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器來(lái)控制勵(lì)磁電壓,都可以改變勵(lì)用專門(mén)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器來(lái)控制勵(lì)磁電壓,都可以改變勵(lì)磁電流和磁通。磁電流和磁通。ICRCUTCCRCUneeNTeeN2174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)

47、 3.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方案4改變磁通調(diào)速改變磁通調(diào)速機(jī)械特性曲線和速度曲線如圖機(jī)械特性曲線和速度曲線如圖以上三種調(diào)速方式的性能比較見(jiàn)表23-42表23-42174 交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)交、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 4.常見(jiàn)的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)常見(jiàn)的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(1斬波器調(diào)速系統(tǒng)斬波器調(diào)速系統(tǒng)T斬波周期, TtONt OFF ; 工作率, = tONT 。a. 恒頻系統(tǒng)。T保持不變即頻率不變),只改變tON,即脈寬調(diào)制PWM方式。b. 變頻系統(tǒng)。改變T即改變頻率),但同時(shí)保持tON不變或者保持tOFF不變,即頻率調(diào)制FM方式。斬

48、波器是一種電力電子開(kāi)斬波器是一種電力電子開(kāi)關(guān),它能從恒定的直流電關(guān),它能從恒定的直流電源產(chǎn)生出經(jīng)過(guò)斬波的可變?cè)串a(chǎn)生出經(jīng)過(guò)斬波的可變直流電壓,從而達(dá)到調(diào)速直流電壓,從而達(dá)到調(diào)速的目的。圖示為一個(gè)簡(jiǎn)單的目的。圖示為一個(gè)簡(jiǎn)單的斬波器調(diào)速系統(tǒng)和斬波的斬波器調(diào)速系統(tǒng)和斬波后的電壓波形。后的電壓波形。1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 4.常見(jiàn)的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)常見(jiàn)的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(1斬波器調(diào)速系統(tǒng)斬波器調(diào)速系統(tǒng)圖1749 多象限運(yùn)行的斬波器調(diào)速系統(tǒng) a二象限運(yùn)行 b四象限運(yùn)行 c采用IGBT的四象限運(yùn)行系統(tǒng)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 4.常見(jiàn)的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)常見(jiàn)

49、的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(1斬波器調(diào)速系統(tǒng)斬波器調(diào)速系統(tǒng)圖1749 c)采用IGBT的四象限運(yùn)行系統(tǒng)c)1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 4.常見(jiàn)的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)常見(jiàn)的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(2晶閘管變流器調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)晶閘管變流器調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng) 晶閘管變流器供電的直流調(diào)速系統(tǒng),已廣泛晶閘管變流器供電的直流調(diào)速系統(tǒng),已廣泛地用于要求控制性能好的調(diào)速系統(tǒng)中。它和使用地用于要求控制性能好的調(diào)速系統(tǒng)中。它和使用電動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)組供電的系統(tǒng)相比,控制性能好,電動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)組供電的系統(tǒng)相比,控制性能好,效率高,而且是靜止裝置,因而調(diào)試和維修方便。效率高,而且是靜止裝置,因而調(diào)試和維修方便。下圖是一個(gè)典型的晶閘管變流器控制的直流電動(dòng)下圖是一個(gè)典型的晶閘管變流器控制的直流電動(dòng)機(jī)不可逆調(diào)速系統(tǒng)。機(jī)不可逆調(diào)速系統(tǒng)。 1741 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù) 4.常見(jiàn)的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)常見(jiàn)的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(3調(diào)壓調(diào)磁控制系統(tǒng)調(diào)壓調(diào)磁控制系統(tǒng) 在很多應(yīng)用場(chǎng)合,為在很多應(yīng)用場(chǎng)合,為了進(jìn)一步擴(kuò)大調(diào)速范圍,了進(jìn)一步擴(kuò)大調(diào)速范圍,除采用調(diào)壓調(diào)速外,同時(shí)除采用調(diào)壓調(diào)

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