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文檔簡介

第六章三相異步電動(dòng)機(jī)

的電力拖動(dòng)本章主要研究三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性及在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下機(jī)械特性的計(jì)算。

6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指在定子電壓、頻率和參數(shù)固定的條件下,電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n(或轉(zhuǎn)差率

s)之間的函數(shù)關(guān)系。一、機(jī)械特性的物理表達(dá)式該式雖不顯含轉(zhuǎn)差率s,但式中的Φm、I2,及φ2都是s的函數(shù)??梢远ㄐ缘胤治龀鰴C(jī)械特性曲線的大致形狀。1.I2與s的關(guān)系:s較小時(shí),I2

與s成正比地增加;

s較大時(shí),I2

增加逐步減慢,最后基本保持不變。2.cosφ2與s的關(guān)系:

s=0,cosφ2=1;隨著n

的逐步下降,s

增加,cosφ2

將逐步下降。n13.合成曲線:兩條曲線相乘,并乘以常數(shù)CTΦm(實(shí)際上Φm隨S增大而降低,見教材),即得n=f(T)

的曲線,稱為異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。n1機(jī)械特性的物理表達(dá)式,反映了不同轉(zhuǎn)速時(shí)T與Φm

及轉(zhuǎn)子電流的有功分量I2cosφ2

間的關(guān)系;在物理上,這三個(gè)量的方向遵循左手定則。二、機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式采用參數(shù)表達(dá)式可直接建立異步電動(dòng)機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速關(guān)系,并進(jìn)行定量分析。由異步電動(dòng)機(jī)的近似等效電路:代入電磁轉(zhuǎn)矩公式中,即得機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式:三、固有機(jī)械特性1.固有機(jī)械特性曲線:由機(jī)械特性的表達(dá)式,可作出相應(yīng)的特性曲線。根據(jù)條件的不同,特性曲線又可以分為固有機(jī)械特性曲線和人為特性曲線。固有機(jī)械特性:異步電動(dòng)機(jī)在電壓、頻率均為額定值不變,定、轉(zhuǎn)子回路不串入任何阻抗時(shí)的機(jī)械特性。如圖:可以看出異步電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性不是一條直線,它具有以下特點(diǎn):(1)在0≤S≤1,即0

n≤n1的范圍內(nèi),特性在第Ⅰ象限,電磁轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)速n都為正,從正方向規(guī)定判斷,T與n同方向,如圖所示。電動(dòng)機(jī)工作在這范圍內(nèi)是電動(dòng)狀態(tài)。這也是我們分析的重點(diǎn);(2)在s<0范圍內(nèi),n>n1,特性在第Ⅱ象限,電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)值,是制動(dòng)性轉(zhuǎn)矩,電磁功率也是負(fù)值,是發(fā)電狀態(tài),如圖左上部所示,機(jī)械特性在S<0和s>0兩個(gè)范圍內(nèi)近似對稱;(3)在s>1范圍內(nèi),n<0,特性在第Ⅳ象限,T>0,也是一種制動(dòng)狀態(tài),如圖右下部所示。B點(diǎn)為額定運(yùn)行點(diǎn),其電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速均為額定值。A點(diǎn)n=n1,T=0,為理想空載運(yùn)行點(diǎn)。C點(diǎn)是電磁轉(zhuǎn)矩最大點(diǎn)D點(diǎn)n=0,轉(zhuǎn)矩為TS,是起動(dòng)點(diǎn)(見圖)。2.最大電磁轉(zhuǎn)矩:

正、負(fù)最大電磁轉(zhuǎn)矩可以從參數(shù)表達(dá)式求得,令

得到最大電磁轉(zhuǎn)矩:最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率稱為臨界轉(zhuǎn)差率

一般情況下,值不超過的5%,可以忽略。這樣一來,有:

也就是說,異步發(fā)電機(jī)狀態(tài)和電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的最大電磁轉(zhuǎn)矩絕對值可近似認(rèn)為相等,臨界轉(zhuǎn)差率相等,機(jī)械特性具有對稱性。過載倍數(shù):最大電磁轉(zhuǎn)矩與額定電磁轉(zhuǎn)矩的比值,又稱過載能力,用λm表示:一般三相異步電動(dòng)機(jī)λm=1.6~2.2,起重、冶金用的異步電動(dòng)機(jī)λm=2.2~2.8。

3.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩:

滿足n=0,s=1的電磁轉(zhuǎn)矩,將s=1代入,得到起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為:從式中看出,Tst與電壓平方成正比,而且轉(zhuǎn)子電阻越大,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大;漏電抗越大,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩越小。

起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù):起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩的比值稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù),用

KT

表示:

電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),只有Tst大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩才可順利起動(dòng)。4.穩(wěn)定運(yùn)行問題:機(jī)械特性上看,當(dāng)0<s<sm

機(jī)械特性下斜,拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和泵類負(fù)載運(yùn)行時(shí)均能穩(wěn)定運(yùn)行;當(dāng)sm<s<1,機(jī)械特性上翹,拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載不能穩(wěn)定運(yùn)行;拖動(dòng)泵類負(fù)載時(shí),滿足

T=TL處dT/dn<

dTL/dn的條件,即可以穩(wěn)定運(yùn)行;但是由于這時(shí)候轉(zhuǎn)速低,轉(zhuǎn)差率大,轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢E2s=sE2

比正常運(yùn)行時(shí)大很多,造成轉(zhuǎn)子電流、定子電流均很大,不能長期運(yùn)行。

因此三相異步電動(dòng)機(jī)長期穩(wěn)定運(yùn)行的范圍為0<s<sm。四、人為機(jī)械特性改變一些參數(shù)所得機(jī)械特性曲線更滿足用戶的需要,即為人為機(jī)械特性曲線。1.降低定子端電壓的人為機(jī)械特性:保持其參數(shù)都不變,只改變定子電壓的大小時(shí)的機(jī)械特性。由于電機(jī)的磁路在額定電壓下已近飽和,故不宜再升高電壓。只討論降低定子端電壓時(shí)的人為機(jī)械特性。

最大轉(zhuǎn)矩Tm

及起動(dòng)轉(zhuǎn)矩

Tst

與U12成正比地降低;sm

與U1的降低無關(guān)。異步電動(dòng)機(jī)降低U1時(shí)的人為機(jī)械特性n1降低定子端電壓對電動(dòng)機(jī)的影響過載能力下降;負(fù)載電流上升;從機(jī)械特性物理表達(dá)式進(jìn)行分析,因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓下降,電動(dòng)機(jī)氣隙磁通下降,所以在電動(dòng)機(jī)帶一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩情況下,轉(zhuǎn)子電流增加。2.轉(zhuǎn)子回路串三相對稱電阻的人為機(jī)械特性:繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)通過滑環(huán),將三相對稱電阻串入轉(zhuǎn)子回路,而后三相再短路。最大轉(zhuǎn)矩Tm不變;sm

隨串聯(lián)電阻增大而增加。轉(zhuǎn)子串聯(lián)對稱電阻時(shí)的人為機(jī)械特性n1轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)對稱電阻的用途:(1)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng);(2)調(diào)速。

從圖看出,轉(zhuǎn)子回路稍串入一些電阻,可以增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,串的電阻合適時(shí)但是若串入轉(zhuǎn)子回路的電阻再增加,則sm>1因此,轉(zhuǎn)子回路串電阻增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并非是電阻越大越好,而是有一個(gè)限度,如圖所示;除了上面兩種方法,還可以改變定子電源頻率,這種方法我們異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法中介紹。

3.定子電路串聯(lián)對稱電抗、對稱電阻的人為機(jī)械特性最大轉(zhuǎn)矩Tm

隨串聯(lián)電抗增大而減??;sm

隨串聯(lián)電抗增大而減小。用途:用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng),以限制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流

定子電路串聯(lián)對稱電抗、電阻時(shí)的人為機(jī)械特性n1n14.轉(zhuǎn)子電路接入并聯(lián)阻抗

n1起動(dòng)初期:因?yàn)檗D(zhuǎn)子頻率相當(dāng)大,感抗較大,轉(zhuǎn)子電流的大部分將流過電阻Rst

,所以起動(dòng)轉(zhuǎn)矩相當(dāng)大,相當(dāng)于轉(zhuǎn)子電路串大電阻;轉(zhuǎn)子加速:轉(zhuǎn)子頻率逐步降低,轉(zhuǎn)子頻率將變得很小,Xst

之值很小,所以相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串聯(lián)很小對稱電阻時(shí)的機(jī)械特性;幾乎恒定的轉(zhuǎn)矩:適當(dāng)?shù)膮?shù)配合,可使電動(dòng)機(jī)在整個(gè)加速過程中產(chǎn)生幾乎恒定的轉(zhuǎn)矩。電抗器參數(shù)選?。?/p>

五、機(jī)械特性的實(shí)用表達(dá)式實(shí)際應(yīng)用時(shí),三相異步電機(jī)的參數(shù)不易得到,為了便于工程計(jì)算,可將參數(shù)表達(dá)式變換成能根據(jù)電機(jī)產(chǎn)品目錄中給出的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的形式。已知:代入上式,于是上式變?yōu)?由于,有:其中sm大約在0.1~0.2范圍內(nèi),上式中,顯然在任何s值時(shí),都有而q<<2可忽略,這樣上式可簡化為這就是三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的實(shí)用公式。實(shí)用公式的使用:

從實(shí)用公式看出,必須先知道最大轉(zhuǎn)矩及臨界轉(zhuǎn)差率才能計(jì)算。而額定輸出轉(zhuǎn)矩可以通過額定功率和額定轉(zhuǎn)速計(jì)算,在實(shí)際應(yīng)用中,忽略空載轉(zhuǎn)矩,近似認(rèn)為。過載能力λm可從產(chǎn)品目錄中查到,故便可確定。下面再推導(dǎo)一下臨界轉(zhuǎn)差率的計(jì)算公式。若用額定工作點(diǎn)的和,將其代入上式此式使用時(shí),額定工作點(diǎn)的數(shù)據(jù)是已知的。

若使用實(shí)用公式時(shí),不知道額定工作點(diǎn)數(shù)據(jù),更多的情況是在人為機(jī)械特性上運(yùn)行(機(jī)械特性照樣可以用實(shí)用公式計(jì)算),但該特性上沒有額定運(yùn)行點(diǎn),這時(shí)可用如下公式:異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩實(shí)用公式很簡單,使用起來也較方便,應(yīng)該記住。同時(shí),最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率sm

的公式也應(yīng)記住。當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí),它的轉(zhuǎn)差率小于額定轉(zhuǎn)差率(SN=0.01~0.05)。這就是說忽略S/Sm

,實(shí)用表達(dá)式變成為:經(jīng)過以上簡化,使三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性呈線性變化關(guān)系,使用起來更為方便。但是,上式只能用于轉(zhuǎn)差率在SN

≥S>0的范圍內(nèi)。6.2籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的作用就是拖動(dòng)負(fù)載工作,它的起動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速問題是我們關(guān)心的重點(diǎn)。一、概述1.起動(dòng)定義:電動(dòng)機(jī)接到電源上,從靜止?fàn)顟B(tài)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過程;2.起動(dòng)電流:n=0,S=1時(shí)的電流。起動(dòng)電流倍數(shù):4.Ist大的原因:此時(shí)處于短路。5.

Tst不大的原因:1)Φm減少;在額定電壓起動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī),最初起動(dòng)瞬間主磁通約減少到額定值的一半;2)cosφ2減小。3.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩:6.起動(dòng)要求:起動(dòng)電流盡量小,以減小對電網(wǎng)的沖擊;起動(dòng)轉(zhuǎn)矩盡量大,以縮短起動(dòng)時(shí)間;起動(dòng)設(shè)備簡單,可靠。二、籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)1.直接起動(dòng):優(yōu)點(diǎn):設(shè)備簡單,操作方便;缺點(diǎn):起動(dòng)電流大,須足夠大的電源;適用條件:小容量電動(dòng)機(jī)帶輕載的情況起動(dòng)。**如何判斷是否能起動(dòng):①起動(dòng)電流;②起動(dòng)轉(zhuǎn)矩;二者必須同時(shí)滿足。

一般地說,容量在7.5kw以下的小容量鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)都可直接起動(dòng);異步電動(dòng)機(jī)的功率大于7.5KW時(shí),滿足下條件也可直接起動(dòng):

KI=I1st/I1N<0.25[3+(電源總?cè)萘?起動(dòng)電動(dòng)機(jī)容量)]

起動(dòng)電流:起動(dòng)轉(zhuǎn)矩:從上面兩個(gè)表達(dá)式我們可以看出:降低起動(dòng)電流的方法有:①降低電源電壓;②加大定子邊電抗或電阻;③加大轉(zhuǎn)子邊電阻或電抗。加大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方法只有適當(dāng)加大轉(zhuǎn)子電阻,但不能過份,否則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩反而可能減小。2.籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)如果電源容量不夠大,可采用降壓起動(dòng)。即起動(dòng)時(shí),降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組電壓,起動(dòng)時(shí)電壓小于額定電壓,待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到一定數(shù)值后,再使電動(dòng)機(jī)承受額定電壓,可限制起動(dòng)電流。*適用:容量大于20kW并帶輕載的情況。(一)、定子串接電阻或電抗起動(dòng)定子串電阻起動(dòng)電路定子串電抗起動(dòng)電路定子串電阻或電抗起動(dòng)的方法特點(diǎn):起動(dòng)平穩(wěn)、運(yùn)行可靠、方法簡單;降壓后,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst

與電壓的平方成正比例地降低;只能用于空載和輕載;起動(dòng)電流Ist

與電壓成正比例地降低。

式中:k為電動(dòng)機(jī)端電壓之比,且k>1。

定子回路串電阻起動(dòng),屬于降壓起動(dòng),可以降低起動(dòng)電流。但由于外串的電阻上有較大的有功功率損耗,特別對中型、大型異步電動(dòng)機(jī)更不經(jīng)濟(jì)。(二)、定子繞組Y—D起動(dòng)Y—D切換起動(dòng)方法適用于:定子繞組運(yùn)行時(shí)接成三角形,且每相繞組有兩個(gè)引出端的三相異步電動(dòng)機(jī);籠型異步電動(dòng)機(jī)分別為星形和三角形接法時(shí)起動(dòng)時(shí)有關(guān)參數(shù)的比較如下:

星形接法三角形接法定子線電壓U1U1定子相電壓57.7%U1U1定子相電流57.7%IstIst從電網(wǎng)吸收線電流57.7%Ist173%Ist起動(dòng)轉(zhuǎn)矩33.3%TstTst定子繞組Y-D

切換起動(dòng)電路(三)、自耦變壓器降壓起動(dòng)

自耦變壓器由變壓器原理知:

Ux/U1=N2/N1設(shè)起動(dòng)時(shí):電壓電流U1IstUxIx則有:Ix/Ist=(Ux/U1)=N2/N1(由Ist表達(dá)式,Ist正比與U)而利用變壓器原理可以得到:

I1/Ix=(Ux/U1)=N2/N1

(即電流的比等于匝數(shù)比的反比);由此可得:

I1/Ist=(N2/N1)2

或I1=Ist(N2/N1)2

定子串自耦變壓器起動(dòng)電路

利用自耦變壓器前利用自耦變壓器后定子起動(dòng)電壓U1(N2/N1)U1定子起動(dòng)電流Ist(N2/N1)Ist從電網(wǎng)吸收電流Ist(N2/N1)2Ist起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst(N2/N1)2Tst利用自耦變壓器后電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)有關(guān)參數(shù)的比較如下:采用自耦變壓器起動(dòng)時(shí)

Ist

Tst

以同樣規(guī)律變化;自耦變壓器若采用不同抽頭(40%,68%和80%)便可滿足不同的起動(dòng)要求;自耦變壓器體積大,價(jià)格高,不能帶重負(fù)載起動(dòng)。自耦變壓器降壓起動(dòng)在較大容量鼠籠異步電動(dòng)機(jī)上廣泛應(yīng)用。以上幾種籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)方法,主要目的都是減小Ist,但同時(shí)又都程度不同地降低了Tst

,因此只適合空載或輕載起動(dòng);對于重載起動(dòng),尤其要求起動(dòng)過程很快的情況下,則需要Tst較大的異步電動(dòng)機(jī);由Tst表達(dá)式知,加大Tst的方法是增大轉(zhuǎn)子電阻!對于繞線式異步電動(dòng)機(jī),則可在轉(zhuǎn)子回路內(nèi)串電阻。對于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī),只有設(shè)法加大鼠籠本身的電阻值,這類電動(dòng)機(jī)有高轉(zhuǎn)差率籠型異步電動(dòng)機(jī)、雙籠異步電動(dòng)機(jī)和深槽式籠型異步電動(dòng)機(jī)。3.具有高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的籠型異步電動(dòng)機(jī)(一)、高轉(zhuǎn)差率籠型異步電動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)差率籠型異步電動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)子導(dǎo)條由高電阻系數(shù)的鋁合金鑄成,并具有較小的截面,因此轉(zhuǎn)子電阻大;SN=0.07--0.13;KT=2.4--2.7;KI=4.5--5.5;機(jī)械特性軟。(二)、雙籠異步電動(dòng)機(jī)雙籠型異步電動(dòng)機(jī)電機(jī)結(jié)構(gòu)(1).結(jié)構(gòu)定子:與普通鼠籠電動(dòng)機(jī)一樣;轉(zhuǎn)子:有兩套鼠籠。上層籠:ρ大,黃銅或青銅,截面小,∴r2上大————起動(dòng)籠;下層籠:ρ小,紫銅,截面大,∴r2下小——工作籠;漏磁通分布情況:由于縫隙的存在,Φσ下>Φσ上,即x2下>x2上。

(2).運(yùn)行原理起動(dòng)時(shí):s=1,f2最大,轉(zhuǎn)子漏抗x2大,電流分布取決于x2,∵x2下>x2上,∴轉(zhuǎn)子電流集中于上籠(趨膚效應(yīng))——起動(dòng)籠起主要作用,又∵r2上大→cosφ2↑→Tst↑,同時(shí)限制了起動(dòng)電流;正常運(yùn)行:sN=0.01~0.06很小→f2很小→x2很小→電流分布取決于r2,∵r2下小→電流分布在下籠,此時(shí)漏抗x2小,cosφ2↑→T↑。雙籠型異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性T1—上籠;T2—下籠;T-合成(3).優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):較大的Tst

和較小Ist;缺點(diǎn):漏抗較大,其功率因數(shù)、最大轉(zhuǎn)矩和過載能力較普通的籠型電動(dòng)機(jī)小。

(三)、深槽籠型異步電動(dòng)機(jī)深槽籠型異步電動(dòng)機(jī)的槽型窄而深,處于槽底等效線匝的漏電抗大于處于槽口等效線匝的漏電抗;起動(dòng)時(shí),由于異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路頻率較高,電流大部分集中在槽口部分的導(dǎo)體(集膚效應(yīng)),轉(zhuǎn)子的等效電阻大;起動(dòng)結(jié)束以后,異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路頻率較低(1-3Hz),集膚效應(yīng)消失,轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電阻變?yōu)檩^小的直流電阻。深槽籠型異步電動(dòng)機(jī)的工作原理與雙籠異步電動(dòng)機(jī)基本一致。深槽異步電動(dòng)機(jī)槽內(nèi)導(dǎo)條電流分布雙籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能比深槽式好,但深槽式結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低。二者共同的缺點(diǎn)是功率因數(shù)和過載能力低。

6.3繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)一、轉(zhuǎn)子串三相對稱電阻分級起動(dòng):在轉(zhuǎn)子回路中串入多級對稱電阻,起動(dòng)時(shí),隨著轉(zhuǎn)速的升高,逐級切除起動(dòng)電阻。一般取最大加速轉(zhuǎn)矩T1=(0.7~0.85)Tm,切換轉(zhuǎn)矩T2=(1.1~1.2)TN。

轉(zhuǎn)子:一般均接成Y形,正常三相繞組通過滑環(huán)短接,若轉(zhuǎn)子繞組直接短接情況下起動(dòng),與籠型電機(jī)一樣,Ist大,Tst不大。

轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)電路原理圖

如圖所示:優(yōu)點(diǎn):只要在轉(zhuǎn)子回路串入適當(dāng)?shù)碾娮瑁瓤蓽p少起動(dòng)電流,又可增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。適用條件:電動(dòng)機(jī)在重載情況下的起動(dòng)場合。二、轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)

對于單純?yōu)榱讼拗破饎?dòng)電流、增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的繞線式異步電動(dòng)機(jī),可以采用轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)。頻敏變阻器

頻敏變阻器等效電路

轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)電路原理圖接觸器觸點(diǎn)K斷開時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入頻敏變阻器起動(dòng)。起動(dòng)過程結(jié)束后,接觸器觸點(diǎn)K再閉合,切除頻敏變阻器,電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行。頻敏變阻器每一相的等值電路與變壓器空載運(yùn)行時(shí)的等值電路是一致的,忽略繞組漏阻抗時(shí),其勵(lì)磁阻抗為勵(lì)磁電阻與勵(lì)磁電抗串聯(lián)組成,用表示。但是與一般變壓器勵(lì)磁阻抗不完全相同,主要表現(xiàn)于下:

(1)頻率為5OHz的電流通過時(shí),Rm>xm

,其原因是:xm正比與f2,且與鐵心飽和程度有關(guān);Rm則主要取決于鐵耗,與(Bf2)2成正比。頻敏變阻器中磁密取得高,鐵心處于飽和狀態(tài),勵(lì)磁電流越大,勵(lì)磁電抗xm越小。而鐵心是厚鐵板或厚鋼板的、磁滯渦流損耗都很大,頻敏變阻器的單位重量鐵心中的損耗,與一般變壓器相比較要大幾百倍,因此Rm較大;(2)隨f2的降低,Rm、xm都將減??;繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)時(shí),s=1,轉(zhuǎn)子回路中的電流的頻率為5OHz。轉(zhuǎn)子回路串入,而Rm>>xm

,因此轉(zhuǎn)子回路主要是串入了電阻。這樣,轉(zhuǎn)子回路功率因數(shù)大大提高了,既限制了起動(dòng)電流,又提高了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩;頻敏變阻器是鐵損耗很大的三相電抗器,在起動(dòng)過程中,能自動(dòng)、無級的減小電阻保持轉(zhuǎn)矩近似不變,使起動(dòng)過程平穩(wěn)、迅速。結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)行可靠,維護(hù)方便,應(yīng)用廣泛。轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)的機(jī)械特性Tn0126.4三相異步電動(dòng)機(jī)的各種

運(yùn)行狀態(tài)電動(dòng)狀態(tài):異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速同方向;制動(dòng)狀態(tài):電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的方向相反。根據(jù)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的不同情況,制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)又可分為:回饋制動(dòng)、反接制動(dòng)及能耗制動(dòng)。一、電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)

前面所分析的各種正常運(yùn)行狀態(tài),(回顧!)電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)二、反接制動(dòng)1.定子兩相反接的反接制動(dòng)反接制動(dòng)過程:處于正向電動(dòng)運(yùn)行的三相繞線式異步電動(dòng)機(jī),當(dāng)改變?nèi)嚯娫吹南嘈驎r(shí),電動(dòng)機(jī)便進(jìn)入了反接制動(dòng)過程。

如圖所示:(b)圖為拖動(dòng)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,反接制動(dòng)的同時(shí)轉(zhuǎn)子回路串入較大電阻時(shí)的反接制動(dòng)機(jī)械特性。電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)從A—B—C

,到C點(diǎn)后,-TL<T<TL,可以準(zhǔn)確停車。在反接制動(dòng)過程中,n1<0,s>1。轉(zhuǎn)子回路總電阻折合值為,機(jī)械功率則為:即負(fù)載向電動(dòng)機(jī)內(nèi)輸入機(jī)械功率。顯然負(fù)載提供機(jī)械功率是靠轉(zhuǎn)動(dòng)部分減少動(dòng)能來實(shí)現(xiàn)的。從定子到轉(zhuǎn)子的電磁功率為:轉(zhuǎn)子回路銅損耗:即轉(zhuǎn)子回路中消耗了從電源輸入的電磁功率及由負(fù)載送入的機(jī)械功率,數(shù)值很大,在轉(zhuǎn)子回路中必須串入較大的外串電阻,以消耗大部分轉(zhuǎn)子回路銅損耗,保護(hù)電動(dòng)機(jī)不致由于過熱而損壞。反接制動(dòng)的機(jī)械特性圖從圖可知,如果電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小的反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行,或者拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行,這兩種情況下,如果進(jìn)行反接制動(dòng)停車,那么必須在降速到n=0時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)電源并停車,否則電動(dòng)機(jī)將會(huì)反向起動(dòng);三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)停車比能耗制動(dòng)停車速度快,但能量損失較大。一些頻繁正、反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械,經(jīng)常采用反接制動(dòng)停車接著反向起動(dòng),就是為了迅速改變轉(zhuǎn)向,提高生產(chǎn)率。反接制動(dòng)停車的制動(dòng)電阻計(jì)算,根據(jù)所要求的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行;鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路無法串電阻,因此反接制動(dòng)不能過于頻繁。

P223圖6-49分析,例6-4講解2.轉(zhuǎn)子反向的反接制動(dòng)

拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行的三相繞線式異步電動(dòng)機(jī),若在轉(zhuǎn)子回路內(nèi)串入一定值的電阻,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以降低;如果所串的電阻超過某一數(shù)值后,電動(dòng)機(jī)還要反轉(zhuǎn),稱之為轉(zhuǎn)子反向的反接制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài);

n1>0,

s>1,其功率關(guān)系與定子兩相反接制動(dòng)過程一樣,電磁功率>0,機(jī)械功率<0。此時(shí)負(fù)載向電動(dòng)機(jī)送入的機(jī)械功率是靠著負(fù)載貯存的位能的減少,是位能性負(fù)載倒過來拉著電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。P224圖6-51分析,例6-5三、回饋制動(dòng)分為正向回饋制動(dòng)運(yùn)行和反向回饋制動(dòng)運(yùn)行。1.正向回饋制動(dòng)運(yùn)行將一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能并回饋回電源。從圖上可以看出:在這個(gè)降速過程中,電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在第二象限BC這一段機(jī)械特性上時(shí),轉(zhuǎn)速n>0,電磁轉(zhuǎn)矩T<0,是個(gè)制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài),稱之為正向回饋制動(dòng)過程。整個(gè)回饋制動(dòng)過程中,始終有n>n1。轉(zhuǎn)差率:從三相異步電動(dòng)機(jī)等值電路上看出,電動(dòng)機(jī)總的機(jī)械功率為:從定子到轉(zhuǎn)子的電磁功率為:系統(tǒng)減少了動(dòng)能而向電動(dòng)機(jī)送入機(jī)械功率并轉(zhuǎn)換為電功率,扣除了轉(zhuǎn)子損耗后及機(jī)械損耗pm,變成了從轉(zhuǎn)子送往定子的電磁功率了。那么主要送到哪里去了呢?為此,先看著轉(zhuǎn)子過功率因數(shù)角的情況:根據(jù)以上兩式,畫出正向回饋制動(dòng)時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的相量圖,如圖所示。顯然有:這樣一來,電動(dòng)機(jī)的輸入功率則為:回饋制動(dòng)過程中,轉(zhuǎn)子邊送過來的電磁功率,除了定子繞組銅耗PCu1和鐵損耗PFe消耗外,其余的回饋給電源了。這時(shí)的三相異步電動(dòng)機(jī)實(shí)際上是一臺(tái)發(fā)電機(jī)。2.反向回饋制動(dòng)當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,電源為負(fù)相序(A、C、B)時(shí),電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于第四象限,如圖中的B點(diǎn),電磁轉(zhuǎn)矩T>0,轉(zhuǎn)速n<0,稱為反向回饋制動(dòng)運(yùn)行。P225圖6-52分析起重機(jī)高速下放重物(指)時(shí),經(jīng)常采用反向回饋制動(dòng)運(yùn)行方式。若負(fù)載大小不變,轉(zhuǎn)子回路串入電阻后,轉(zhuǎn)速絕對值加大,如圖中的C點(diǎn);串入電阻值越大,轉(zhuǎn)速絕對值越高。反向回饋制動(dòng)運(yùn)行時(shí),電動(dòng)機(jī)的功率關(guān)系與正向回饋制動(dòng)過程是一樣的,電動(dòng)機(jī)是一臺(tái)發(fā)電機(jī),它把從負(fù)載位能減少而輸入的機(jī)械功率轉(zhuǎn)變?yōu)殡姽β剩缓蠡厮徒o電網(wǎng)。從節(jié)能的觀點(diǎn)看問題,反向回饋制動(dòng)下放重物比能耗制動(dòng)下放重物要好。四、能耗制動(dòng)1.能耗制動(dòng)基本原理:三相異步電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)速為n,如果突然切斷電動(dòng)機(jī)的三相交流電源,同時(shí)把直流電I=

通入它的定子繞組。結(jié)果,電源切換后的瞬間,三相異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)形成了一個(gè)不旋轉(zhuǎn)的空間固定磁動(dòng)勢,用表示;空間固定不轉(zhuǎn)的磁動(dòng)勢相對于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(設(shè)n逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))來說變成了一個(gè)磁動(dòng)勢,旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫?,轉(zhuǎn)速大小為n。正如三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)狀態(tài)下一樣。

轉(zhuǎn)子與空間磁動(dòng)勢有相對運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)子繞組則感應(yīng)電動(dòng)勢,產(chǎn)生電流;進(jìn)而轉(zhuǎn)子受到電磁轉(zhuǎn)矩T。T的方向與磁動(dòng)勢相對于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向是一樣的,即轉(zhuǎn)子受到順時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩T。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,受到的轉(zhuǎn)矩為順時(shí)針方向,顯然T與n反方向,電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài),T為制動(dòng)性的阻轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)速n=0時(shí),磁通勢與轉(zhuǎn)子相對靜止,=0,=0,T=0,減速過程才完全終止。上述制動(dòng)停車過程中,系統(tǒng)消耗原來貯存的動(dòng)能,這部分能量主要被電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為電能消耗在轉(zhuǎn)子回路中。因此,上述過程亦稱之為能耗制動(dòng)過程。三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)過程中電磁轉(zhuǎn)矩T的產(chǎn)生,是由于轉(zhuǎn)子與定子磁動(dòng)勢之間有相對運(yùn)動(dòng);至于定子磁動(dòng)勢相對于定子本身是旋轉(zhuǎn)的還是靜止的,以及相對轉(zhuǎn)速是多少,都是無關(guān)緊要的。因此,分析能耗制動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī),可以用三相交流電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢等效替代直流磁動(dòng)勢,在等效替代后,就可以使用電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的分析方法與所得結(jié)論。等效替代的條件是:(1)保持磁動(dòng)勢幅值不變,即=;(2)保持磁動(dòng)勢與轉(zhuǎn)子之間相對轉(zhuǎn)速(即轉(zhuǎn)差)不變,為2.定子等效電流異步電動(dòng)機(jī)定子通入直流電流產(chǎn)生磁動(dòng)勢,其幅值的大小與定子繞組的接法及通入的方法有關(guān)。例如下圖所示,其合成磁動(dòng)勢的大小為:把等效為三相交流電流產(chǎn)生的,每相交流電流的有效大小為,則交流磁動(dòng)勢大小為:等效的結(jié)果是:

3.轉(zhuǎn)差率與等值電路磁通勢與轉(zhuǎn)子相對轉(zhuǎn)速為(-n),的轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速為,能耗制動(dòng)轉(zhuǎn)差率用

表示,則為:

轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與頻率則為:三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)的等值電路如圖所示。注意,等值電路中各電量是等效電流I1

產(chǎn)生磁動(dòng)勢

作用的結(jié)果,并非指電機(jī)運(yùn)行時(shí)的量。有了等值電路,能耗制動(dòng)的機(jī)械特性推導(dǎo)就與正常運(yùn)行時(shí)的固有機(jī)械特性完全一樣了。4.能耗制動(dòng)的機(jī)械特性能耗制動(dòng)時(shí),電動(dòng)機(jī)內(nèi)鐵損耗很小,可以將其忽略。這樣一來,根據(jù)等值電路畫出電動(dòng)機(jī)定子電流、勵(lì)磁電流及轉(zhuǎn)子電流之間的相量關(guān)系如圖所示。它們之間大小的關(guān)系為忽略鐵損耗后,則有:另外,還有:整理后得到:根據(jù)前一章的分析結(jié)果知道,電磁轉(zhuǎn)矩為電磁功率除以同步角速度,即:上式便為能耗制動(dòng)的機(jī)械特性表達(dá)式,與電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的機(jī)械特性方程式是一致的,但是電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí),是用電源電壓U1

來表示,而能耗制動(dòng)的這個(gè)式子,是用等效的定子電流I1來表示。能耗制動(dòng)時(shí),視I1為已知量。對上式微分,并使dT/dV=0,則得到能耗制動(dòng)運(yùn)行時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)的轉(zhuǎn)差率為:能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性與定子接三相交流電源運(yùn)行時(shí)的機(jī)械特性很相似;改變直流勵(lì)磁電流的大小,或者改變繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路每相所串的電阻值R,就都可以調(diào)節(jié)能耗制動(dòng)時(shí)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的數(shù)值。能耗制動(dòng)機(jī)械特性的實(shí)用公式為:6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速一、概述1.異步電動(dòng)機(jī)特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)格便宜,運(yùn)行可靠,維護(hù)方便。2.轉(zhuǎn)速公式:3.調(diào)速方法:①變極調(diào)速;②變頻調(diào)速;③改變轉(zhuǎn)差率S調(diào)速。二、異步電動(dòng)機(jī)的變極調(diào)速

1.變極調(diào)速的原理改變定子的極對數(shù)便可改變異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速:

n1=60f1/p從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速適用電動(dòng)機(jī):變極調(diào)速一般只適用于鼠籠式電動(dòng)機(jī)調(diào)速;改變異步電動(dòng)機(jī)的極對數(shù)調(diào)速是有級調(diào)速。如何改變異步電動(dòng)機(jī)的極對數(shù)?(1)改變定子繞組聯(lián)結(jié)方法可以改變定子極對數(shù):如何改變定子極對數(shù)(2)常用的兩種三相繞組改變聯(lián)結(jié)方法:WW2.變極調(diào)速的機(jī)械特性(1)異步電動(dòng)機(jī)的容許輸出功率為:

P2=ηP1=3ηUxI1cosφ1(2)假定不同極對數(shù)情況下電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)保持不變,則有:P2

正比于UxI1(3)如果忽略定子損耗,電動(dòng)機(jī)的電磁功率

PM

等于輸入功率P1,則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩為:

T=9550PM/n1

正比于UxI1/n1

正比于pUxI1

。(4)如果在變極過程中施于異步電動(dòng)機(jī)的線電壓保持不變,電動(dòng)機(jī)繞組流過額定電流,則由Y聯(lián)結(jié)改為YY連接時(shí)的轉(zhuǎn)矩比為:

TY/TYY=UxIN(2p)/Ux(2IN)p=1此調(diào)速方法近似為恒轉(zhuǎn)矩,其機(jī)械特性如下圖:由YY聯(lián)結(jié)改為Y連接時(shí)的機(jī)械特性n12n1YYY(5)同樣,如果在變極過程中施于異步電動(dòng)機(jī)的線電壓保持不變,電動(dòng)機(jī)繞組流過額定電流,則由D聯(lián)結(jié)改為YY連接時(shí)的功率比為:

PD/PYY=UxIN/0.577Ux(2IN)=0.866使用此調(diào)速方法時(shí),容許輸出為近似恒功率,其機(jī)械特性如下圖:由D聯(lián)結(jié)該為YY連接時(shí)的機(jī)械特性2n1n1DYY三、三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速

變頻調(diào)速的原理改變供電頻率便可改變異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速

n1=60f1/p從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。變頻調(diào)速的特點(diǎn):變頻調(diào)速可以適用于各種交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速,有較大的調(diào)速范圍、很好的調(diào)速平滑性與足夠硬度的機(jī)械特性。變頻調(diào)速應(yīng)注意的問題變頻調(diào)速時(shí),希望調(diào)速過程中磁通F

保持不變。為什么?

Φ>ΦN

將引起磁路過分飽和;

Φ<ΦN

將使電動(dòng)機(jī)容許輸出轉(zhuǎn)矩T

下降。如何使磁通Φ

保持不變?由電動(dòng)勢方程:

U1≈E1=4.44f1N1kw1

Φ

因此,在頻率變化時(shí)若使E1/f1為定值即可,近似的U1/f1為定值也可。

如何在變頻調(diào)速時(shí)使電動(dòng)機(jī)的過載能力保持不變?由異步電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩公式:可引出最大轉(zhuǎn)矩公式的近似表達(dá)式:考慮到:

x1σ+x2σ

'=2πf1(L1+L2')則可以得到:

Tm

C(E1/f1)2

或者當(dāng)電壓比較大時(shí)有:

Tm

C(U1/f1)2

額定頻率稱為基頻,變頻調(diào)速時(shí),可以從基頻向上調(diào),也可以從基頻向下調(diào)。1.從基頻向下變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)每相電壓:降低電源頻率時(shí),必須同時(shí)降低電源電壓。降低電源電壓U1

有兩種控的制方法。⑴保持E1/f1=常數(shù):這種方法是恒磁通控制方式.上式是保持氣隙每極磁通為常數(shù)變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性方程式。下面根據(jù)該方程式,具體分析一下最大轉(zhuǎn)矩Tm及相應(yīng)的轉(zhuǎn)差率sm。最大轉(zhuǎn)矩處dT/ds=0

,對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率為sm,即:式中為轉(zhuǎn)子靜止時(shí)轉(zhuǎn)子一相繞組漏電感系數(shù)折合值,=最大轉(zhuǎn)矩處的轉(zhuǎn)速降落為:改變頻率時(shí),若保持E1/f1

=常數(shù),最大轉(zhuǎn)矩Tm=常數(shù),與頻率無關(guān),并且最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落相等,也就是不同頻率的各條機(jī)械特性是平行的,硬度相同。其機(jī)械特性如下圖所示;這種調(diào)速方法機(jī)械特性較硬,在一定的靜差率要求下,調(diào)速范圍寬,而且穩(wěn)定性好。由于頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié),因此變頻調(diào)速為無級調(diào)速,平滑性好。另外,電動(dòng)機(jī)在正常負(fù)載運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)差率s較小,因此轉(zhuǎn)差功率較小,效率較高;

恒磁通變頻調(diào)速是屬于為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。即當(dāng):I1=I1N

,I2’=I2N’時(shí),T=TN

。⑵保持U1/f1

=常數(shù):最大轉(zhuǎn)矩Tm為:從上式可以看出,當(dāng)頻率降低時(shí),Tm減小,最大轉(zhuǎn)矩不是一個(gè)常數(shù)。如圖:()與f1成正比變化,r1與f1無關(guān)。因此在f1接近額定頻率時(shí),隨著f1的減小,Tm減少得不多,但是,當(dāng)f1較低時(shí),()比較小,r1相對變大了。這樣一來,隨著f1的降低,Tm就減小了。顯然此時(shí)的機(jī)械特性上面的機(jī)械特性,特別在低頻低速的機(jī)械特性變壞了;保持U1/f1

=常數(shù)降低頻率調(diào)速近似為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。2.從基頻向上變頻調(diào)速

升高電源電壓是不允許的,因此升高頻率向上調(diào)速時(shí),只能保持電壓為UN不變,頻率越高,磁通Φm越低,是一種降低磁通升速的方法,類似他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)弱磁升速情況。此時(shí),電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩為:因此,頻率越高時(shí),Tm越小,Sm也減小,最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落為根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩方程式畫出升高電源頻率的機(jī)械特性,其運(yùn)行段近似平行,如圖所示。電動(dòng)機(jī)的電磁功率為:正常運(yùn)行時(shí)S很小,忽略r1和

x1+

x2,,電磁功率可表示為:運(yùn)行時(shí)若U1=UN不變,則不同頻率下S不大,電磁功率近似常數(shù),可近似認(rèn)為很恒功率調(diào)速方式

綜上所述,三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速具有以下幾個(gè)特點(diǎn):①從基頻向下調(diào)速,為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式;從基頻向上調(diào)速,近似為恒功率調(diào)速方式;②調(diào)速范圍大;③轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好;④運(yùn)行時(shí)損耗小,效率高;⑤頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié),變頻調(diào)速為無級調(diào)速。

四、改變定子電壓調(diào)速

機(jī)械特性:轉(zhuǎn)子電阻較小.帶風(fēng)機(jī)類負(fù)載時(shí)

機(jī)械特性:轉(zhuǎn)子電阻較大.帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)

閉環(huán)系統(tǒng)示意圖

閉環(huán)機(jī)械特性

五、轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速電路原理圖機(jī)械特性

根據(jù)比例推移,當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=TN時(shí),有:式中s1、s2別是轉(zhuǎn)子串入不同的電阻后的轉(zhuǎn)差率。這種調(diào)速方法的調(diào)速范圍不大;負(fù)載小時(shí),調(diào)速范圍就更小了。由于轉(zhuǎn)子回路電流很大,使電阻的體積笨重,抽頭不易,所以調(diào)速的平滑性不好,基本上屬有級調(diào)速。多用于斷續(xù)工作的生產(chǎn)機(jī)械上,在低速運(yùn)行的時(shí)間不長,且要求調(diào)速性能不高的場合,如用于橋式起重機(jī)。

電磁轉(zhuǎn)矩:當(dāng)I2=I2N時(shí),T=TN,所以轉(zhuǎn)子回路串電阻屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法六、串極調(diào)速(選講)1.串極調(diào)速的一般原理為何被稱為串極調(diào)速

?

串極調(diào)速適用于繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)與其他電動(dòng)機(jī)或電子設(shè)備串級聯(lián)接以實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。在異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路內(nèi)引入與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子頻率相同的感應(yīng)電動(dòng)勢Ef

,以調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

引入感應(yīng)電動(dòng)勢Ef

與E2s(=sE2)同相:

未引入Ef

時(shí),轉(zhuǎn)子電流為:引入Ef

后,轉(zhuǎn)子電流變?yōu)椋阂虼宿D(zhuǎn)子電流I2

增加,異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T

增加,使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加,轉(zhuǎn)差率下降,從而使E2s+Ef

下降,一直加速到新的穩(wěn)定點(diǎn),調(diào)速過程結(jié)束。

引入感應(yīng)電動(dòng)勢Ef

與E2s(=sE2)

反相:

引入Ef后,轉(zhuǎn)子電流變?yōu)椋阂虼宿D(zhuǎn)子電流I2

下降,異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩

T下降,使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降,轉(zhuǎn)差率增加,從而使E2s-Ef

增加,一直減速到新的穩(wěn)定點(diǎn),調(diào)速過程結(jié)束。2.串極調(diào)速的機(jī)械特性機(jī)械特性

n13.晶閘管串極調(diào)速的基本原理原理線路圖

七、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速自學(xué)第六章完,謝謝!安全閥基本知識(shí)如果壓力容器(設(shè)備/管線等)壓力超過設(shè)計(jì)壓力…1.盡可能避免超壓現(xiàn)象堵塞(BLOCKED)火災(zāi)(FIRE)熱泄放(THERMALRELIEF)如何避免事故的發(fā)生?2.使用安全泄壓設(shè)施爆破片安全閥如何避免事故的發(fā)生?01安全閥的作用就是過壓保護(hù)!一切有過壓可能的設(shè)施都需要安全閥的保護(hù)!這里的壓力可以在200KG以上,也可以在1KG以下!設(shè)定壓力(setpressure)安全閥起跳壓力背壓(backpressure)安全閥出口壓力超壓(overpressure)表示安全閥開啟后至全開期間入口積聚的壓力.幾個(gè)壓力概念彈簧式先導(dǎo)式重力板式先導(dǎo)+重力板典型應(yīng)用電站鍋爐典型應(yīng)用長輸管線典型應(yīng)用罐區(qū)安全閥的主要類型02不同類型安全閥的優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高適用范圍廣價(jià)格經(jīng)濟(jì)對介質(zhì)不過分挑剔彈簧式安全閥的優(yōu)點(diǎn)預(yù)漏--由于閥座密封力隨介質(zhì)壓力的升高而降低,所以會(huì)有預(yù)漏現(xiàn)象--在未達(dá)到安全閥設(shè)定點(diǎn)前,就有少量介質(zhì)泄出.100%SEATINGFORCE75502505075100%SETPRESSURE彈簧式安全閥的缺點(diǎn)過大的入口壓力降會(huì)造成閥門的頻跳,縮短閥門使用壽命.ChatterDiscGuideDiscHolderNozzle彈簧式安全閥的缺點(diǎn)彈簧式安全閥的缺點(diǎn)=10090807060500102030405010%OVERPRESSURE%BUILT-UPBACKPRESSURE%RATEDCAPACITY普通產(chǎn)品平衡背壓能力差.在普通產(chǎn)品基礎(chǔ)上加裝波紋管,使其平衡背壓的能力有所增強(qiáng).能夠使閥芯內(nèi)件與高溫/腐蝕性介質(zhì)相隔離.平衡波紋管彈簧式安全閥的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)異的閥座密封性能,閥座密封力隨介質(zhì)操作壓力的升高而升高,可使系統(tǒng)在較高運(yùn)行壓力下高效能地工作.ResilientSeatP1P1P2先導(dǎo)式安全閥的優(yōu)點(diǎn)平衡背壓能力優(yōu)秀有突開型/調(diào)節(jié)型兩種動(dòng)作特性可遠(yuǎn)傳取壓先導(dǎo)式安全閥的優(yōu)點(diǎn)對介質(zhì)比較挑剃,不適用于較臟/較粘稠的介質(zhì),此類介質(zhì)會(huì)堵塞引壓管及導(dǎo)閥內(nèi)腔.成本較高.先導(dǎo)式安全閥的缺點(diǎn)重力板式產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)目前低壓儲(chǔ)罐呼吸閥/緊急泄放閥的主力產(chǎn)品.結(jié)構(gòu)簡單.價(jià)格經(jīng)濟(jì).重力板式產(chǎn)品的缺點(diǎn)不可現(xiàn)場調(diào)節(jié)設(shè)定值.閥座密封性差,并有較嚴(yán)重的預(yù)漏.受背壓影響大.需要很高的超壓以達(dá)到全開.不適用于深冷/粘稠工況.幾個(gè)常用規(guī)范ASMEsectionI-動(dòng)力鍋爐(FiredVessel)ASMEsectionVIII-非受火容器(UnfiredVessel)API2000-低壓安全閥設(shè)計(jì)(LowpressurePRV)API520-火災(zāi)工況計(jì)算與選型(FireSizing)API526-閥門尺寸(ValveDimension)API527-閥座密封(SeatTightness)介質(zhì)狀態(tài)(氣/液/氣液雙相).氣態(tài)介質(zhì)的分子量&Cp/Cv值.液態(tài)介質(zhì)的比重/黏度.安全閥泄放量要求.設(shè)定壓力.背壓.泄放溫度安全閥不以連接尺寸作為選型報(bào)價(jià)依據(jù)!如何提供高質(zhì)量的詢價(jià)?彈簧安全閥的結(jié)構(gòu)彈簧安全閥起跳曲線彈簧安全閥結(jié)構(gòu)彈簧安全閥結(jié)構(gòu)導(dǎo)壓管活塞密封活塞導(dǎo)向不平衡移動(dòng)副(活塞)導(dǎo)管導(dǎo)閥彈性閥座P1P1P2先導(dǎo)式安全閥結(jié)構(gòu)先導(dǎo)式安全閥的工作原理頻跳安全閥的頻跳是一種閥門高頻反復(fù)開啟關(guān)閉的現(xiàn)象。安全閥頻跳時(shí),一般來說密封面只打開其全啟高度的幾分只一或十幾分之一,然后迅速回座并再次起跳。頻跳時(shí),閥瓣和噴嘴的密封面不斷高頻撞擊會(huì)造成密封面的嚴(yán)重?fù)p傷。如果頻跳現(xiàn)象進(jìn)一步加劇還有可能造成閥體內(nèi)部其他部分甚至系統(tǒng)的損傷。安全閥工作不正常的因素頻跳后果1、導(dǎo)向平面由于反復(fù)高頻磨擦造成表面劃傷或局部材料疲勞實(shí)效。2、密封面由于高頻碰撞造成損傷。3、由于高頻振顫造成彈簧實(shí)效。4、由頻跳所帶來的閥門及管道振顫可能會(huì)破壞焊接材料和系統(tǒng)上其他設(shè)備。5、由于安全閥在頻跳時(shí)無法達(dá)到需要的排放量,系統(tǒng)壓力有可能繼續(xù)升壓并超過最大允許工作壓力。安全閥工作不正常的因素A、系統(tǒng)壓力在通過閥門與系統(tǒng)之間的連接管時(shí)壓力下降超過3%。當(dāng)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí),閥門入口處的壓力是相對穩(wěn)定的。閥門入口壓力與系統(tǒng)壓力相同。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到安全閥的起跳壓力時(shí),閥門迅速打開并開始泄壓。但是由于閥門與系統(tǒng)之間的連接管設(shè)計(jì)不當(dāng),造成連接管內(nèi)局部壓力下降過快超過3%,是閥門入口處壓力迅速下降到回座壓力而導(dǎo)致閥門關(guān)閉。因此安全閥開啟后沒有達(dá)到完全排放,系統(tǒng)壓力仍然很高,所以閥門會(huì)再次起跳并重復(fù)上述過程,既發(fā)生頻跳。導(dǎo)致頻跳的原因?qū)е陆庸軌航蹈哂?%的原因1、閥門與系統(tǒng)間的連接管內(nèi)徑小于閥門入口管內(nèi)徑。2、存在嚴(yán)重的渦流現(xiàn)象。3、連接管過長而且沒有作相應(yīng)的補(bǔ)償(使用內(nèi)徑較大的管道)。4、連接管過于復(fù)雜(拐彎過多甚至在該管上開口用作它途。在一般情況下安全閥入口處不允許安裝其他閥門。)導(dǎo)致頻跳的原因B、閥門的調(diào)節(jié)環(huán)位置設(shè)置不當(dāng)。安全閥擁有噴嘴環(huán)和導(dǎo)向環(huán)。這兩個(gè)環(huán)的位置直接影響安全閥的起跳和回座過程。如果噴嘴環(huán)的位置過低或?qū)颦h(huán)的位置過高,則閥門起跳后介質(zhì)的作用力無法在閥瓣座和調(diào)節(jié)環(huán)所構(gòu)成的空間內(nèi)產(chǎn)生足夠的托舉力使閥門保持排放狀態(tài),從而導(dǎo)致閥門迅速回座。但是系統(tǒng)壓力仍然保持較高水平,因此回座后閥門會(huì)很快再次起跳。導(dǎo)致頻跳的原因C、安全閥的額定排量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所需排量。

由于所選的安全閥的喉徑面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所需,安全閥排放時(shí)過大的排量導(dǎo)致壓力容器內(nèi)局部壓力下降過快,而系統(tǒng)本身的超壓狀態(tài)沒有得到緩解,使安全閥不得不再次起跳頻跳的原因閥門拒跳:當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到安全閥的起跳壓力時(shí),閥門不起跳的現(xiàn)象。安全閥工作不正常的因素1、閥門整定壓力過高。2、閥門內(nèi)落入大量雜質(zhì)從而使閥辦座和導(dǎo)套間卡死或摩擦力過大。3、彈簧之間夾入雜物使彈簧無法被正常壓縮。4、閥門安裝不當(dāng),使閥門垂直度超過極限范圍(正負(fù)兩度)從而使閥桿組件在起跳過程中受阻。5、排氣管道沒有被可靠支撐或由于管道受熱膨脹移位從而對閥體產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力,導(dǎo)致閥體內(nèi)機(jī)構(gòu)發(fā)生偏心而卡死。安全閥拒跳的原因閥門不回座或回座比過大:安全閥正常起跳后長時(shí)間無法回座,閥門保持排放狀態(tài)的現(xiàn)象。安全閥工作不正常的因素1、閥門上下調(diào)整環(huán)的位置設(shè)置不當(dāng)。2、排氣管道設(shè)計(jì)不當(dāng)造成排氣不暢,由于排氣管道過小、拐彎過多或被堵塞,使排放的蒸汽無法迅速排出而在排氣管和閥體內(nèi)積累,這時(shí)背壓會(huì)作用在閥門內(nèi)部機(jī)構(gòu)上并產(chǎn)生抑制閥門關(guān)閉的趨勢。3、閥門內(nèi)落入大量雜質(zhì)從而使閥瓣座和導(dǎo)套之間卡死后摩擦力過大。安全閥不回座或回座比過大的因素:4、彈簧之間夾入雜物從而使彈簧被正常壓縮后無法恢復(fù)。5、由于對閥門排放時(shí)的排放反力計(jì)算不足,從而在排放時(shí)閥體受力扭曲損壞內(nèi)部零件導(dǎo)致卡死。6、閥桿螺母(位于閥桿頂端)的定位銷脫落。在閥門排放時(shí)由于振動(dòng)使該螺母下滑使閥桿組件回落受阻。安全閥不回座或回座比過大的因素:7、由于彈簧壓緊螺栓的鎖緊螺母松脫,在閥門排放時(shí)由于振動(dòng)時(shí)彈簧壓緊螺栓松動(dòng)上滑導(dǎo)致閥門的設(shè)定起跳值不斷減小。

8、閥門安裝不當(dāng),使閥門垂直度超過極限范圍(正負(fù)兩度)從而使閥桿組件在回落過程中受阻。

9、閥門的密封面中有雜質(zhì),造成閥門無法正常關(guān)閉。

10、鎖緊螺母沒有鎖緊,由于管道震動(dòng)下環(huán)向上運(yùn)動(dòng),上平面高于密封面,閥門回座時(shí)無法密封安全閥不回座或回座比過大的因素:謝謝觀看癌基因與抑癌基因oncogene&tumorsuppressorgene24135基因突變概述.癌基因和抗癌基因的概念.癌基因的分類.癌基因產(chǎn)物的作用.癌基因激活的機(jī)理主要內(nèi)容疾?。?/p>

——是人體某一層面或各層面形態(tài)和功能(包括其物質(zhì)基礎(chǔ)——代謝)的異常,歸根結(jié)底是某些特定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或功能的變異,而這些蛋白質(zhì)又是細(xì)胞核中相應(yīng)基因借助細(xì)胞受體和細(xì)胞中信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子接收信號后作出應(yīng)答(表達(dá))的產(chǎn)物。TranscriptionTranslationReplicationDNARNAProtein中心法規(guī)Whatisgene?基因:

—是遺傳信息的載體

—是一段特定的DNA序列(片段)

—是編碼RNA或蛋白質(zhì)的一段DNA片段

—是由編碼序列和調(diào)控序列組成的一段DNA片段基因主宰生物體的命運(yùn):微效基因的變異——生物體對生存環(huán)境的敏感度變化關(guān)鍵關(guān)鍵基因的變異——生物體疾病——死亡所以才有:“人類所有疾病均可視為基因病”之說注:如果外傷如燒傷、骨折等也算疾病的話,外傷應(yīng)該無法歸入基因病的行列。Genopathy問:兩個(gè)不相干的人,如果他們患得同一疾病,致病基因是否相同?再問:同卵雙生的孿生兄弟,他們患病的機(jī)會(huì)是否一樣,命運(yùn)是否相同?┯┯┯┯

ATGC

TACG

┷┷┷┷┯┯┯┯┯

ATAGC

TATCG

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ATGC

TACG

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TCG

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TGCG

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ATGC

TACG

┷┷┷┷增添缺失替換DNA分子(復(fù)制)中發(fā)生堿基對的______、______

,而引起的

的改變。替換增添缺失基因結(jié)構(gòu)基因變異的概念:英語句子中的一個(gè)字母的改變,可能導(dǎo)致句子的意思發(fā)生怎樣的變化?可能導(dǎo)致句子的意思不變、變化不大或完全改變THECATSATONTHEMATTHECATSITONTHEMATTHEHATSATONTHEMATTHECATONTHEMAT同理:替換、增添、缺失堿基對,可能會(huì)使性狀不變、變化不大或完全改變?;虻慕Y(jié)構(gòu)改變,一定會(huì)引起性狀的改變??原句:1.基因多態(tài)性與致病突變基因變異與疾病的關(guān)系2.單基因病、多基因病3.疾病易感基因

基因多態(tài)性polymorphism是指DNA序列在群體中的變異性(差異性)在人群中的發(fā)生概率>1%(SNP&CNP)<1%的變異概率叫做突變基因多態(tài)性特定的基因多態(tài)性與疾病相關(guān)時(shí),可用致病突變加以描述SNP:散在單個(gè)堿基的不同,單個(gè)堿基的缺失、插入和置換。

CNP:DNA片段拷貝數(shù)變異,包括缺失、插入和重復(fù)等。同義突變、錯(cuò)義突變、無義突變、移碼突變

致病突變生殖細(xì)胞基因突變將突變的遺傳信息傳給下一代(代代相傳),即遺傳性疾病。體細(xì)胞基因突變局部形成突變細(xì)胞群(腫瘤)。受精卵分裂基因突變的原因物理因素化學(xué)因素生物因素基因突變的原因(誘發(fā)因素)紫外線、輻射等堿基類似物5BU/疊氮胸苷等病毒和某些細(xì)菌等自發(fā)突變DNA復(fù)制過程中堿基配對出現(xiàn)誤差。UV使相鄰的胸腺嘧啶產(chǎn)生胸腺嘧啶二聚體,DNA復(fù)制時(shí)二聚體對應(yīng)鏈空缺,堿基隨機(jī)添補(bǔ)發(fā)生突變。胸腺嘧啶二聚體胸腺嘧啶胸腺嘧啶紫外線誘變物理誘變(physicalinduction)

5溴尿嘧啶(5BU)與T類似,多為酮式構(gòu)型。間期細(xì)胞用酮式5BU處理,5BU能插入DNA取代T與A配對;插入DNA后異構(gòu)成烯醇式5BU與G配對。兩次DNA復(fù)制后,使A/T轉(zhuǎn)換成G/C,發(fā)生堿基轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生基因突變。化學(xué)誘變(chemicalinduction)堿基類似物(baseanalogues)誘變AT5-BUA5-BUAAT5-BU5-BU(烯醇式)

(酮式)GGC1.生物變異的根本來源,為生物進(jìn)化提供了最初的原始材料,能使生物的性狀出現(xiàn)差別,以適應(yīng)不同的外界環(huán)境,是生物進(jìn)化的重要因素之一。2.致病突變是導(dǎo)致人類遺傳病的病變基礎(chǔ)?;蛲蛔兊囊饬x概述:腫瘤細(xì)胞惡性增殖特性(一)腫瘤細(xì)胞失去了生長調(diào)節(jié)的反饋抑制正常細(xì)胞受損,一旦恢復(fù)原狀,細(xì)胞就會(huì)停止增殖,但是腫瘤細(xì)胞不受這一反饋機(jī)制抑制。(二)腫瘤細(xì)胞失去了細(xì)胞分裂的接觸抑制。正常細(xì)胞體外培養(yǎng),相鄰細(xì)胞相接觸,長在一起,細(xì)胞就會(huì)停止增殖,而腫瘤細(xì)胞生長滿培養(yǎng)皿后,細(xì)胞可以重疊起生長。(三)腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出比正常細(xì)胞更低的營養(yǎng)要求。(四)腫瘤細(xì)胞生長有一種自分泌作用,自己分泌生長需要的生長因子和調(diào)控信號,促進(jìn)自身的惡性增殖。Whatisoncogene?癌基因——是基因組內(nèi)正常存在的基因,其編碼產(chǎn)物通常作為正調(diào)控信號,促進(jìn)細(xì)胞的增殖和生長。癌基因的突變或表達(dá)異常是細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化(癌變)的重要原因?!彩悄芫幋a生長因子、生長因子受體、細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子以及與生長有關(guān)的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子等的基因。如何發(fā)現(xiàn)癌基因的呢?11910年,洛克菲勒研究院一個(gè)年輕的研究員Rous發(fā)現(xiàn),雞肉瘤細(xì)胞裂解物在通過除菌濾器以后,注射到正常雞體內(nèi),可以引起肉瘤,首次提出雞肉瘤可能是由病毒引起的。0.2m孔徑細(xì)菌過不去但病毒可以通過從病毒癌基因到細(xì)胞原癌基因的研究歷程:Roussarcomavirus,RSVthefirstcancer-causingretrovirus1958年,Stewart和Eddy分離出一種病毒,注射到小鼠體內(nèi)可以引起肝臟、腎臟、乳腺、胸腺、腎上腺等多種組織器官的腫瘤,因而把這種病毒稱為多瘤病毒。50年代末、60年代初,癌病毒研究成了一個(gè)極具想像力的研究領(lǐng)域,主流科學(xué)家開始進(jìn)入癌病毒研究領(lǐng)域polyomavirus這期間,Temin發(fā)現(xiàn)RSV有不同亞型,且引起細(xì)胞惡變程度不同,推測RNA病毒將其遺傳信息傳遞給了正常細(xì)胞的DNA。這與Crick提出的中心法則是相違背的讓事實(shí)屈從于理論還是堅(jiān)持基于實(shí)驗(yàn)的結(jié)果?VSTemin發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶,1975年獲諾貝爾獎(jiǎng)TeminCrickTemin的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡單而巧妙:將合成DNA所需的“原料”,即A、T、C、G四種脫氧核苷酸,與破壞了外殼的RSV一起在體外40℃的條件下溫育一段時(shí)間結(jié)果在試管里獲得了一種新合成的大分子,它不能被RNA酶破壞,但卻可以被DNA酶所分解,證明這種新合成的大分子是DNA用RNA酶預(yù)先破壞RSV的RNA,再重復(fù)上述的試驗(yàn),則不能獲得這種大分子,說明這個(gè)DNA大分子是以RSV的RNA為模板合成的1969年,一個(gè)日本學(xué)者里子水谷來到Temin的實(shí)驗(yàn)室,這是一個(gè)非常擅長實(shí)驗(yàn)的年輕科學(xué)家。按Temin的設(shè)想,他們開始尋找RSV中存在“逆轉(zhuǎn)錄酶”的證據(jù)DNA

RNA

ProteinTranscriptionTranslationReplicationReplicationRe-Transcription修正中心法規(guī)據(jù)說,1975年Temin因發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶而獲諾貝爾獎(jiǎng)時(shí),Bishop懊惱不已,因?yàn)樵缭?969年他就認(rèn)為Temin的RNADNA的“前病毒理論”有可能是正確的,并且也進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn),但不久由于資深同事的規(guī)勸而放棄了這方面的努力。但Bishop馬上意識(shí)到:逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)為逆轉(zhuǎn)錄病毒致癌的研究提供了一條新途徑。一個(gè)RSV,三個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)?。?!1989年,UCSF的Bishop和Varmus根據(jù)逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制機(jī)制發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞癌基因,并獲諾貝爾獎(jiǎng)。Cellularoncogene啟示:Perutz說:“科學(xué)創(chuàng)造如同藝術(shù)創(chuàng)造一樣,都不可能通過精心組織而產(chǎn)生”Bishop說:“許多人引以為豪的是一天工作16小時(shí),工作安排要以分秒計(jì)……可是工作狂是思考的大敵,而思考則是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵”Perutzsharedthe1962NobelPrizeforChemistrywithJohnKendrew,fortheirstudiesofthestructuresofhemoglobinandglobularproteins科學(xué)的本質(zhì)和藝術(shù)一樣,都需要直覺和想像力請給自己一些思考的時(shí)間吧!癌基因的分類目前對癌基因尚無統(tǒng)一分類的方法,一般有下面3種分類方法:一、按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分(6)類(一)src癌基因家族(二)ras癌基因家族(三)sis癌基因家族(四)myc癌基因家族(五)myb癌基因家族(六)其它:如fos,erb-A等。三、按細(xì)胞增殖調(diào)控蛋白特性分成(4)類(一)生長因子(二)受體類(三)細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)換器(四)細(xì)胞核因子二、按產(chǎn)物功能分(8)類(一)生長因子類(二)酪氨酸蛋白激酶(三)膜相關(guān)G蛋白(四)受體,無蛋白激酶活性(五)胞質(zhì)絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶(六)胞質(zhì)調(diào)控因子(七)核反式調(diào)控因子(八)其它:db1、bcl-2癌基因產(chǎn)物參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

胞外信號作用于膜表面受體→胞內(nèi)信使物質(zhì)的生成便意味著胞外信號跨膜傳遞的完成。胞內(nèi)信使至少有:cAMP(環(huán)磷酸腺苷)IP3(三磷酸肌醇)PG(前列腺素)cGMP(環(huán)磷酸鳥苷)DG(二?;视停〤a2+(鈣離子)CAM(鈣調(diào)素)主要機(jī)制是通過蛋白激酶活化引起底物蛋白一連串磷酸化的生物信號反應(yīng)過程,跨膜機(jī)制涉及到:(一)質(zhì)膜上cAMP信使系統(tǒng)(二)質(zhì)膜上肌醇脂質(zhì)系統(tǒng)這兩個(gè)系統(tǒng)都是由受體鳥苷酸調(diào)節(jié)蛋白(GTP-regulatoryprotein,G蛋白)和效應(yīng)酶(腺苷酸環(huán)化酶磷脂酶等)組成,有相似的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程:即受體活化后引起GTP與不同G蛋白結(jié)合活化和抑制效應(yīng)酶從而影響胞內(nèi)信使產(chǎn)生而發(fā)生不同的調(diào)控效應(yīng)。(三)受體操縱的離子通道系統(tǒng)(四)受體酪氨酸蛋白激酶的轉(zhuǎn)導(dǎo)

(一)獲得性基因病

(acquiredgeneticdisease)例如:病毒感染激活原癌基因癌基因活化的機(jī)制

(二)染色體易位和重排使無活性的原癌基因轉(zhuǎn)位至強(qiáng)啟動(dòng)子或增強(qiáng)子附近而被活化。與基因脆性位點(diǎn)相關(guān)。(三)基因擴(kuò)增(四)點(diǎn)突變?nèi)?、癌基因的產(chǎn)物與功能(一)癌基因產(chǎn)物作用的一般特點(diǎn)1.目前發(fā)現(xiàn)c-onc均為結(jié)構(gòu)基因.2.癌基因產(chǎn)物可分布在膜質(zhì)核也可分泌至胞外.(二)癌基因產(chǎn)物分類1.細(xì)胞外生長因子:TGF-b2.跨膜生長因子受體:MAPK3.細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子:Gprotein/Ras4.核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子

(三)癌基因產(chǎn)物的協(xié)同作用實(shí)驗(yàn)證明,用ras或myc分別轉(zhuǎn)染細(xì)胞,可使細(xì)胞長期增殖,但不能轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞,在裸鼠體內(nèi)也不能形成腫瘤。但用ras+myc同時(shí)轉(zhuǎn)染細(xì)胞,則使細(xì)胞轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞。說明:致癌至少需要2種或以上的onc協(xié)同作用,2種onc在2條通路上發(fā)揮作用,由于細(xì)胞增殖調(diào)控是多因子,多階段影響的結(jié)果。而影響增殖分化的onc達(dá)幾十種之多,所以大多數(shù)人認(rèn)為:癌發(fā)生是多階段多步驟的。Whatistumorsuppressorgene?腫瘤抑制基因(抗癌基因、抑癌基因)——是調(diào)節(jié)細(xì)胞正常生長和增殖的基因。當(dāng)這些基因不能表達(dá),或其產(chǎn)物失去活性時(shí),細(xì)胞就會(huì)異常生長和增殖,最終導(dǎo)致細(xì)胞癌變。反之,若導(dǎo)入或激活它則可抑制細(xì)胞的惡性表型?!┗蚺c抑癌基因相互制約,維持細(xì)胞增殖正負(fù)調(diào)節(jié)信號的相對穩(wěn)定。影響1歲的兒童“二次打擊”學(xué)說兩個(gè)等位基因同時(shí)突變視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤(Retinoblastoma)RB基因變異(13號染色體)

(1)脫磷酸化Rb蛋白(活性)與轉(zhuǎn)錄因子E2F結(jié)合,抑制基因的轉(zhuǎn)錄活性(2)磷酸化Rb蛋白(失活)與E2F解離,釋放E2F(3)E2F啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄(4)細(xì)胞進(jìn)入增生階段(G1S)因此,Rb蛋白在控制細(xì)胞生長方面發(fā)揮重要作用一旦Rb基因突變可使細(xì)胞進(jìn)入過度增生狀態(tài)RB基因的功能等位基因(allele)例如:花顏色基因位于一對同源染色體的同一位置上、控制相對性狀的兩個(gè)的基因叫等位基因(allele)一對相同的等位基因稱純合等位基因

一對不同的等位基因稱雜合等位基因

顯性基因隱性基因完全顯性不完全顯性共顯性問:女性的兩條X染色體基因應(yīng)如何表達(dá)?拓展知識(shí):X染色體基因中,有65%完全處于“休眠”狀態(tài),20%僅在部分女性身上“休眠”,15%則完全逃離“休眠”狀態(tài)一旦其中一條X染色體被損壞,還可以由另一條X染色體來糾正男性卻只有一條X染色體,一旦它遭到破壞,男性就會(huì)患上血友病、色盲以及肌肉萎縮癥等各種遺傳病以前人們一直認(rèn)為,在女性的兩條X染色體中,有一條染色體是完全不起作用或是處于“休眠”狀態(tài)的在Y染色體中,目前仍在“工作”的基因只剩下不到100個(gè)X染色體中“工作”的基因>1000個(gè)有一個(gè)這樣的故事:20年前一次意外事故,三個(gè)工人遭受鈷60(Co60)放射性核素的照射結(jié)果:一名工人不久死亡一名工人幾年后死于白血病最后一名工人20年后患糖尿病就診你知道醫(yī)生在為病人檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)了什么嗎?鎖骨骨折肋骨串珠樣X光片發(fā)現(xiàn)廣泛性骨質(zhì)缺損骨髓檢查——漿細(xì)胞比例為30%左右(正常為0.6-1.3%)(多發(fā)性骨髓瘤)因此,多基因病涉及遺傳因素和環(huán)境因素物理因素化學(xué)因素生物因素自發(fā)因素2.多基因病(polygenicdisease):性狀或疾病的遺傳方式取決于兩個(gè)以上微效基因的累加作用,同時(shí)還受環(huán)境因素的影響,因此這類性狀也稱為復(fù)雜性狀或復(fù)雜疾?。╟omplexdisease)也叫:“復(fù)雜性狀疾病”近視(myopia)高血壓(hypertension)糖尿病(diabetes)精神分裂癥(schizophrenia)哮喘(asthma)腫瘤或癌

(tumororcancer)多基因病的遺傳要點(diǎn)數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ)是兩對以上基因。這些基因之間沒有顯,隱性的區(qū)別,而是共顯性。每個(gè)基因?qū)Ρ硇偷挠绊懞苄?稱為微效基因。微效基因具有累加效應(yīng),即一個(gè)基因?qū)Ρ硇妥饔煤苄?但若干個(gè)基因共同作用,可對表型產(chǎn)生明顯影響。不僅遺傳因素起作用,環(huán)境因素具有明顯作用。例如:結(jié)腸癌(Coloncancer)相關(guān)基因:NGX6,SOX7,ITGB1,HSPA9B,MAPK8,PAG,

RANGAP1,SRC和CDC2等。相關(guān)信號通路:ras/MEK/ERK,JNK,Rb/E2F,PI3K/AKT及受體相互作用相關(guān)通路,免疫反應(yīng)相關(guān)通路以及細(xì)胞黏附相關(guān)通路等。①早期原發(fā)癌生長②腫瘤血管形成③腫瘤細(xì)胞脫落并侵入基質(zhì)④進(jìn)入脈管系統(tǒng)⑤癌栓形成⑥繼發(fā)組織器官定位生長⑦轉(zhuǎn)移癌繼續(xù)擴(kuò)散例如:糖尿病(diabetes)依賴胰島素型糖尿病在位于第6號染色體上可能包含至少一個(gè)對I型糖尿病敏感的基因在人類基因組中,大約10個(gè)位點(diǎn)現(xiàn)在被發(fā)現(xiàn)似乎對I型糖尿病敏感其中:1)11號染色體位點(diǎn)IDDM2上的基因

2)葡萄糖激酶基因高血壓(hypertension)目前最受關(guān)注的是ATP2B1基因編碼一種膜蛋白,具有鈣泵特性能將高濃度細(xì)胞內(nèi)鈣泵出細(xì)胞外。精神神經(jīng)性疾病精神分裂癥基因表達(dá)改變/誘導(dǎo)增強(qiáng)家族史家暴基因本質(zhì):基因組變異驚嚇—?—基因突變——精神病多基因病的遺傳:易患性(liability)易感性(susceptibility)發(fā)病閾值(threshold)易患性(liability)——在多基因病發(fā)生中,遺傳因素和環(huán)境因素共同作用決定一個(gè)個(gè)體患某種遺傳病的可能性。possibility遺傳因素(hereditaryfactors)環(huán)境因素(environmentalfactor)易感性(susceptibility)——特指由遺傳因素決定的患病風(fēng)險(xiǎn),僅代表個(gè)體所含有的遺傳因素,易感性完全由基因決定?!谝欢ǖ沫h(huán)境條件下,易感性高低可代表易患性高低。riskwithdisease發(fā)病閾值(threshold)——當(dāng)一個(gè)個(gè)體易患性高到一定限度就可能發(fā)病——這種由易患性所導(dǎo)致的多基因病發(fā)病最低限度稱為發(fā)病閾值minimum例如:三核苷酸拷貝數(shù)變異CGG(精氨酸)重復(fù):——重復(fù)5-54次,正?!貜?fù)6-230次,攜帶者(敏感體質(zhì))——重復(fù)230-4000次,發(fā)病

如:脆性X染色體綜合征智力低下患者細(xì)胞在缺乏胸腺嘧啶或葉酸的環(huán)境中培養(yǎng)時(shí)往往出現(xiàn)X-染色體發(fā)生斷裂男性發(fā)病1/1200-2500,女性發(fā)病1/1650-5000FragileXsyndrome閾值效

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