船舶电气设备及系统课件电拖系统.pptx

学习第七章应该注意的点学习第七章应该注意的点第七章学习应注意的几个问题第七章学习应注意的几个问题：1.如何判断电力拖动系统稳定运行如何判断电力拖动系统稳定运行？条件是什么？条件是什么？2.电力拖动系统的运动方程是什么？需要进行什么折算？电力拖动系统的运动方程是什么？需要进行什么折算？3.负载机械特性有哪些类型负载机械特性有哪些类型？4.交、直流调速有哪些类型交、直流调速有哪些类型？其方法和特点如何？其方法和特点如何？5.限制电动机输出的因素是什么？限制电动机输出的因素是什么？6.电气制动的方法和机械特性各有哪些？电气制动的方法和机械特性各有哪些？7.电动机有哪些工作制？选择电动机的依据是什么？电动机有哪些工作制？选择电动机的依据是什么？本章主要是原理性的概念不要求计算本章主要是原理性的概念不要求计算。相对比较难的点相对比较难的点：1.拖动系统稳定运行判断；拖动系统稳定运行判断；2.电气制动方法和机械特性。电气制动方法和机械特性。7-1.电力拖动的基本概念电力拖动的基本概念本节的主要内容有三大部分本节的主要内容有三大部分：l 运动方程：运动方程：是分析电力拖动系统的工具，为了简化分析应该是分析电力拖动系统的工具，为了简化分析应该折算。折算。l 负载机械特性：负载机械特性：负载与电动机机械特性都是拖动系统工作的依据，负载与电动机机械特性都是拖动系统工作的依据，应知道类型。应知道类型。l 稳定运行：稳定运行：稳定运行是系统追求的目的，应该掌握判断的依稳定运行是系统追求的目的，应该掌握判断的依据和方法。据和方法。单轴系统的运动方程单轴系统的运动方程：书书P.86.式（式（7-1-1）T-TL=Jd/dt=(GD2/375)dn/dt 从牛顿定律演化而来。从牛顿定律演化而来。其中：其中：375=120g/（g=9.81，重力加速度常数），重力加速度常数）分析多轴系统的问题分析多轴系统的问题：一轴一个方程，解微分方程组较难。一轴一个方程，解微分方程组较难。解决办法：折算，将其它轴折算到电动机轴上，解决办法：折算，将其它轴折算到电动机轴上，原则：能量守衡。原则：能量守衡。等效为一个等效为一个单轴系统单轴系统。需要折算的量需要折算的量：飞轮矩（转动惯量）飞轮矩（转动惯量）变速比的平方，变速比的平方，负载转矩负载转矩 变速比。变速比。运动方程说明的问题：运动方程说明的问题：（结论）结论）由运动方程可见，电动机所产生的电磁转矩由运动方程可见，电动机所产生的电磁转矩T 除用于克服稳态负除用于克服稳态负载转矩载转矩TL外，还要平衡系统加速或减速时所产生的动态惯性阻转矩外，还要平衡系统加速或减速时所产生的动态惯性阻转矩（T=TTL），所以系统的运动状态是由电动机的电磁转矩和负载），所以系统的运动状态是由电动机的电磁转矩和负载转矩共同所决定的。转矩共同所决定的。T=0T=0：恒速，：恒速，T0T0：变速。：变速。一、电力拖动系统的运动方程一、电力拖动系统的运动方程负载机械特性类型负载机械特性类型：1）恒转矩（反抗性和位能性）恒转矩（反抗性和位能性）；）；2）变转矩（通风机和恒功率）变转矩（通风机和恒功率）。通风机型又称泵类。）。通风机型又称泵类。负载机械特性总汇负载机械特性总汇：T=kn =0 0：恒转矩型；恒转矩型；0 0：通风机型；通风机型；0 0：恒恒功率型。功率型。反抗性恒转矩反抗性恒转矩位能性恒转矩位能性恒转矩通风机型通风机型恒功率恒功率二、负载的机械特性二、负载的机械特性三、系统运行的稳定性三、系统运行的稳定性 系统运行的稳定性是指：系统运行的稳定性是指：原来系统在机械特性上原来系统在机械特性上的某点运行，由于某种原因（如干扰等），使工作点的某点运行，由于某种原因（如干扰等），使工作点发生变化，若造成工作点变化的原因去除后，系统能发生变化，若造成工作点变化的原因去除后，系统能够回到原来的工作点运行，则系统是稳定的否则系统够回到原来的工作点运行，则系统是稳定的否则系统就是不稳定的。就是不稳定的。本书只讨论本书只讨论“静态稳定静态稳定”。必要条件：必要条件：电动机和负载机械特性有交点。电动机和负载机械特性有交点。充分条件：充分条件：干扰消失后能回到原来交点。干扰消失后能回到原来交点。判断：判断：dT/dn dTL/dn。或：或：T/n TL/n。注意：注意：系统是否稳定与电动机和负载两者的机械特性系统是否稳定与电动机和负载两者的机械特性有关。电动机带不同的负载，其稳定性可能不同。有关。电动机带不同的负载，其稳定性可能不同。分析异步电动机的机械特性，根据稳定判断条件：分析异步电动机的机械特性，根据稳定判断条件：T/n TL/n，对其带恒转矩负载进行稳定性，对其带恒转矩负载进行稳定性判断可知：判断可知：a 点是稳定的；对于点是稳定的；对于 b 点则不稳定。点则不稳定。稳定性的判断稳定性的判断 结论：结论：对对恒转矩负载恒转矩负载而言，异步而言，异步电动机特性曲线临界转差率以下的部电动机特性曲线临界转差率以下的部分，为不稳定区。分，为不稳定区。注意：注意：应用应用T/n TL/n 时，时，T、TL和和n都应该连同其符都应该连同其符号一起代入。号一起代入。对于恒转矩负载，对于恒转矩负载，b 点不稳定点不稳定，但但对于通风机型负载对于通风机型负载 b 点则稳定。点则稳定。因为，因为，对于对于b 点附近相同的正转点附近相同的正转速偏差速偏差n，由图可见，电磁转矩，由图可见，电磁转矩 偏偏差差T负载转矩负载转矩 偏差偏差TL；对于；对于b 点附近相同负转速偏差点附近相同负转速偏差n，电磁转，电磁转矩偏差矩偏差T负载转矩偏差负载转矩偏差TL（负（负的偏差越大说明其值越小）。的偏差越大说明其值越小）。第一节要点第一节要点 ：运动方程（多轴折算）；负载机械特：运动方程（多轴折算）；负载机械特性类型；稳定条件及判别性类型；稳定条件及判别。稳定性与负载有关稳定性与负载有关通风机型负载通风机型负载7-2.交流电力拖动的调速交流电力拖动的调速n 本节主要内容是四种常见的电气调速方法：本节主要内容是四种常见的电气调速方法：拖动系统的调速方法：拖动系统的调速方法：1.机械调速；机械调速；2.电气调速。电气电气调速。电气调速就是改变电动机的转速，交流电动机可分为调速就是改变电动机的转速，交流电动机可分为 两种：两种：1.改变转差率调速（同步转速不变）；改变转差率调速（同步转速不变）；2.改变同步转速调速。改变同步转速调速。主要内容：主要内容：鼠笼式转子异步电动机定子降压调速；鼠笼式转子异步电动机定子降压调速；绕线式转子异步电动机转子串电阻调速；绕线式转子异步电动机转子串电阻调速；鼠笼式转子异步电动机变极调速；鼠笼式转子异步电动机变极调速；变频调速（通常是鼠笼式转子异步电动机）。变频调速（通常是鼠笼式转子异步电动机）。一、三相异步电动机的调速方法一、三相异步电动机的调速方法 定义：定义：所谓电气调速，就是人为改变电动机的机所谓电气调速，就是人为改变电动机的机械特性达到改变电动机的转速。械特性达到改变电动机的转速。调速分类：调速分类：根据异步电机转速公式：根据异步电机转速公式：n=nn=n0 0（1-s1-s）可知，三相异步电动机电气调速可分为两大类：可知，三相异步电动机电气调速可分为两大类：1.1.改改变同步转速调速；变同步转速调速；2.2.改变转差率调速。改变转差率调速。改变同步转速的方法：改变同步转速的方法：1.1.改变电动机绕组的极对改变电动机绕组的极对数（只适合鼠笼式）；数（只适合鼠笼式）；2.2.改变电源频率。改变电源频率。改变转差率调速的方法：改变转差率调速的方法：1.1.降压调速；降压调速；2.2.绕线式绕线式异步电动机转子回路串电阻调速。异步电动机转子回路串电阻调速。学习这部分内容时，主要注意：学习这部分内容时，主要注意：调速的方法（原调速的方法（原理）和调速时电动机的机械特性的变化。理）和调速时电动机的机械特性的变化。原理：原理：降压调速属于改变转差率调速。降压调速属于改变转差率调速。降低定子电压降低定子电压U U，n n0和临界转差率和临界转差率S Sm=R=R2/X/X20不变，但不变，但T TmaxUU2 2减小。对于减小。对于恒转矩型负载恒转矩型负载，T T减小，则减小，则n n减小，从而达到调速目的。减小，从而达到调速目的。特点：特点：这种方法对于这种方法对于恒转矩型负载恒转矩型负载调速范调速范围很小，而对于通风机围很小，而对于通风机型型负载，调速范围负载，调速范围则比较大则比较大，如右图所示。，如右图所示。实现方法实现方法：1.定子串联带抽头的饱和电抗器；定子串联带抽头的饱和电抗器；2.反并联晶闸管交流调压器；反并联晶闸管交流调压器；3.定子绕组定子绕组/Y换接换接；适用场合适用场合：带带通风机通风机型型负载的电动机。负载的电动机。降压调速降压调速 绕线式转子串电阻调速绕线式转子串电阻调速原理：原理：转子串电阻调速属于改变转差率调速。转子串电阻调速属于改变转差率调速。转子电路转子电路外串联电阻外串联电阻R RS后，后，n n0和和T Tmax不变，而临界转差率不变，而临界转差率S Sm随随R RS而变而变化，化，R RSS Sm机械特性越软，转速越低。机械特性越软，转速越低。特点：特点：这这种调速方法简单，能够满足一般多级调速要求，有种调速方法简单，能够满足一般多级调速要求，有级调速（转速只能逐档变化），调速和起动电阻可共用。级调速（转速只能逐档变化），调速和起动电阻可共用。缺点：缺点：R RS功耗大，轻载调速范围窄，有功耗大，轻载调速范围窄，有级，低速级，低速特性软负载波动对转速影响特性软负载波动对转速影响大运行不平稳，电刷滑环易出故障，维大运行不平稳，电刷滑环易出故障，维护工作量大。护工作量大。适用场合适用场合：带带额定负载起动，如起重设额定负载起动，如起重设备等。备等。注意：注意：调速电阻是长期工作制。调速电阻是长期工作制。变极调速变极调速注意：注意：变极调速只能是变极调速只能是特殊鼠笼特殊鼠笼异步电机，每相有异步电机，每相有2 2个半相绕个半相绕组。属于改变同步转速。组。属于改变同步转速。半相绕组特点：半相绕组特点：两种不同连接可得两种不同极对数。两种不同连接可得两种不同极对数。YYYY连接时：连接时：极对数减少一半，且相序变反。极对数减少一半，且相序变反。-YY-YY：属于恒功率调速；：属于恒功率调速；Y-Y-YYYY：属于恒转矩调速。：属于恒转矩调速。“属于属于”理解为理解为“适用于适用于负载负载”。记法：记法：Y-YYY-YY时，绕组的时，绕组的U U、I I未变，不是恒功率，未变，不是恒功率，恒转矩。恒转矩。Y-YY Y-YY-YY-YY原理：原理：改变定子绕组连接可改变其产生改变定子绕组连接可改变其产生的磁极对数，从而改变同步转速。的磁极对数，从而改变同步转速。特点：特点：设备简单，特性较硬，运行平稳。设备简单，特性较硬，运行平稳。但属于有级调速。但属于有级调速。用途：用途：起货机、锚机等。起货机、锚机等。国产常为国产常为-YYYY（恒（恒P P）；国外常为）；国外常为 Y-YYY-YY（恒（恒T T）。）。变频调速原理变频调速原理原理：原理：变频调速属于改变同步转速。根据变频调速属于改变同步转速。根据n n0=60f=60f1/p/p可可知，频率变，同步转速变，机械特性也变。知，频率变，同步转速变，机械特性也变。要求：要求：1.f1.f1f fn，负载转矩应相应减小，否则过载；，负载转矩应相应减小，否则过载；2.f2.f1f fn时，应保持时，应保持U U1/f/f1=常数。常数。原因：原因：f f1 1f fn时时n nn nn，若保持额定转矩不变，会造，若保持额定转矩不变，会造成电机过载，成电机过载，若若f f1f fn，负载转矩应相应减小。，负载转矩应相应减小。f f1f fn时，若保持时，若保持U U1不变，则不变，则E E1=4.44kf=4.44kf1中，中，将增加，将增加，磁路会出现饱和，损耗会增加。磁路会出现饱和，损耗会增加。f f1f fn时，必须保时，必须保持持U U1/f/f1=常数。而在常数。而在f f1f fn时，保持时，保持U U1=U=Un，磁路磁通减，磁路磁通减小，电磁转矩相应减小。小，电磁转矩相应减小。方法：方法：采用变频器（种类较多）。采用变频器（种类较多）。特点：特点：1.无级调速（类似直流调速）；无级调速（类似直流调速）；2.特性硬度不变，转速平稳；特性硬度不变，转速平稳；3.变频器较贵，初次投资较大。变频器较贵，初次投资较大。第二节要点第二节要点 ：方法（变：方法（变s、n0，各自特点）；变极，各自特点）；变极（接线，相序，恒（接线，相序，恒P/T）；变频特点）；变频特点。变频调速方法与特点变频调速方法与特点7-3.直流电力拖动的调速直流电力拖动的调速本节主要内容有两大部分：本节主要内容有两大部分：n一、直流电动机的调速一、直流电动机的调速 主要掌握直流电动机的各种调速实现的方法、主要掌握直流电动机的各种调速实现的方法、特点和使用场合。特点和使用场合。n二、调速电动机的容许输出二、调速电动机的容许输出 知道限制电动机容许输出的因素和调速方式的知道限制电动机容许输出的因素和调速方式的种类。种类。一、直流电动机的调速方法一、直流电动机的调速方法直流电动机的机械特性表达式为：直流电动机的机械特性表达式为：由机械特性，可知直流电动机的调速方法有三由机械特性，可知直流电动机的调速方法有三种：种：可分别单独调节和同时配合调节。可分别单独调节和同时配合调节。1.1.电枢回路串电阻调速；电枢回路串电阻调速；2.2.弱磁调速；弱磁调速；3.3.降压调速降压调速 电枢串电阻调速电枢串电阻调速 特点：特点：简单、有级，简单、有级，但特性变软、电阻耗能但特性变软、电阻耗能大。空载调速不明显。大。空载调速不明显。属于属于恒转矩调速恒转矩调速。恒转矩调速：恒转矩调速：带恒带恒额定转矩调速时，电流额定转矩调速时，电流不会超过额定值。不会超过额定值。所谓所谓“恒转矩恒转矩”/“恒功率恒功率”调速，主要指适合调速，主要指适合于所带负载的类型，即后面所讲的于所带负载的类型，即后面所讲的“容许输出容许输出”。n n0 0不变，斜率变不变，斜率变 改变主磁通的调速改变主磁通的调速 由于电动机磁路已经确定，且由于电动机磁路已经确定，且设计时一般电机磁路都处于设计时一般电机磁路都处于“半饱半饱和和”状态。因此，改变状态。因此，改变主磁通只能主磁通只能减少，不能增加减少，不能增加（增加则饱和，且（增加则饱和，且励磁损耗大），固常称为励磁损耗大），固常称为“弱磁调弱磁调速速”。弱磁则弱磁则n n、I I增加，只有当增加，只有当T TL L减小，即减小，即I=T/I=T/（K KT T）不变，使）不变，使I I不超过额定值，不超过额定值，I=T/(KI=T/(KT T)，EUEU不变，而不变，而P=EI=KP=EI=Ke enT/(KnT/(KT T)nT)nT。调速时应调速时应保持保持P P恒定，即属于恒定，即属于“恒功率调速恒功率调速”。特点：特点：特性变软，可无级特性变软，可无级(平滑平滑)调速。调速。n n0 0和斜率都变和斜率都变 改变电枢电压的调速改变电枢电压的调速 降压调速：降压调速：理想空载转速减理想空载转速减小，电动机的转速也相应减小。小，电动机的转速也相应减小。属于恒转矩调速。属于恒转矩调速。方法：方法：1.1.G-MG-M系统系统(可通过改可通过改变直流发电机的励磁变直流发电机的励磁)，2.2.晶闸管晶闸管整流装置整流装置(改变导通角改变导通角)，从而改，从而改变电动机的电压。变电动机的电压。(书书P.93P.93图图)特点特点：特性硬度不变特性硬度不变,无级调速无级调速,属于恒转矩调速。属于恒转矩调速。降压和弱磁结合的调速：降压和弱磁结合的调速：一般的调速规律：一般的调速规律：n nN N以下恒转矩，保证足够的驱动以下恒转矩，保证足够的驱动转矩；转矩；n nN N以上则为恒功率，保证电动机不过载。以上则为恒功率，保证电动机不过载。n n0 0变，斜率不变变，斜率不变二、调速电动机的容许输出二、调速电动机的容许输出 说明：说明：一台造好的电动机，绕组的电阻及电机的一台造好的电动机，绕组的电阻及电机的散热能力已经确定，因此允许通过的电流及输出功率散热能力已经确定，因此允许通过的电流及输出功率也就已经确定，即电动机的电流受限制也就已经确定，即电动机的电流受限制，不能超过，不能超过额额定电流定电流，（否则否则铜损铜损增大，增大，发热发热增加增加）。）。调速类型：调速类型：电动机调速时，转速发生的变化是由电动机调速时，转速发生的变化是由于机械特性变化引起的，于机械特性变化引起的，而对于不同负载，电机机械而对于不同负载，电机机械特性的变化将使电动机的电流发生变化。特性的变化将使电动机的电流发生变化。为了保证电为了保证电动机在调速时，电流不超过额定电流的限制，就必须动机在调速时，电流不超过额定电流的限制，就必须在调速时限制负载的类型。也就是说，在调速时限制负载的类型。也就是说，电动机的调速电动机的调速方案应该适应特地的负载类型方案应该适应特地的负载类型。因此，按照调速时，。因此，按照调速时，允许的输出，可分为：允许的输出，可分为：恒功率和恒转矩调速恒功率和恒转矩调速两类。两类。当转速小于额定转速时：当转速小于额定转速时：电动机的输出功率减小，如果电动机的输出功率减小，如果要保持输出功率不变，则电动机的电流或磁通就得增加。由要保持输出功率不变，则电动机的电流或磁通就得增加。由于磁路已经接近饱和，主磁通增加不上去，电流又受限制。于磁路已经接近饱和，主磁通增加不上去，电流又受限制。因此，额定转速以下只能是恒转矩调速。因此，额定转速以下只能是恒转矩调速。T=KT=KT TI I，K KT T是常数；是常数；磁路饱和，磁路饱和，不能增加；不能增加；I I受电受电动机容许输出的限制，动机容许输出的限制，和和I I的最大值是恒定不变的，即的最大值是恒定不变的，即可带的最大负载转矩恒定。可带的最大负载转矩恒定。注意：这里的注意：这里的“恒转矩恒转矩”是指，所允许带的最大负载转是指，所允许带的最大负载转矩是恒定的，只要负载转矩在最大转矩的限制范围内，电动矩是恒定的，只要负载转矩在最大转矩的限制范围内，电动机都可正常运行。当然在机都可正常运行。当然在“最大转矩的限制范围内最大转矩的限制范围内”是允许是允许负载的转矩发生变化的。只是，若负载转矩长期小于最大转负载的转矩发生变化的。只是，若负载转矩长期小于最大转矩运行，则电动机及系统的效率都较低。矩运行，则电动机及系统的效率都较低。额定转速下的调速分析额定转速下的调速分析 当转速大于额定转速：当转速大于额定转速：若保持额定转矩不变，电动机输若保持额定转矩不变，电动机输出功率必将超过额定功率出功率必将超过额定功率(P=P(P=P=EI)EI)，电压或电流就需超过，电压或电流就需超过额定值。因此，为了不使电动机过载，额定转速以上只能是额定值。因此，为了不使电动机过载，额定转速以上只能是恒功率调速。即，必须限制负载的转矩。恒功率调速。即，必须限制负载的转矩。为了达到减小转矩的目的，通常只有通过减小主磁通，为了达到减小转矩的目的，通常只有通过减小主磁通，从而降低电动机电磁转矩，满足与负载转矩的配合，从而保从而降低电动机电磁转矩，满足与负载转矩的配合，从而保证证U U、I I不超过额定值不超过额定值(即，即，P=P=EI=P=P=EI=常数，常数，T=KT=KT TI)I)。结论结论：额定额定转速以上为恒功率调速转速以上为恒功率调速；额定额定转速转速以下为恒转矩调速以下为恒转矩调速。第三节要点第三节要点：直流调速（方法、特性、特点）；容：直流调速（方法、特性、特点）；容许输出（限制因素、调速形式）许输出（限制因素、调速形式）。额定转速之上的调速分析额定转速之上的调速分析7-4.电力拖动系统的制动电力拖动系统的制动n本节主要内容有两大部分：一、一、三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动二、二、它励直流电动机的制动它励直流电动机的制动制动目的：制动目的：产生与转向相反的转矩叫制动。产生与转向相反的转矩叫制动。1.1.迅速停车；迅速停车；2.2.减速；减速；3.3.匀速（不再加速）。匀速（不再加速）。本节讨论的制动属于本节讨论的制动属于电气制动：制动转矩为电磁电气制动：制动转矩为电磁转矩转矩(电气制动电气制动包括：包括：反接、能耗、回馈等三种制动反接、能耗、回馈等三种制动)。机械制动机械制动(电磁铁制动电磁铁制动)：本节不讨论。：本节不讨论。学习本节应注意：学习本节应注意：制动方法，机械特性，能量关系。制动方法，机械特性，能量关系。特点：特点：电动状态：电动状态：T T、n n同向；同向；制动状态：制动状态：T T、n n反向。反向。说明说明一、三相异步电动机的制动一、三相异步电动机的制动 反接制动：反接制动：方法方法:改变电动机电源相序改变电动机电源相序(对调任意两根线对调任意两根线)。用途用途:小型、不经常正反转的电动机快速停车。小型、不经常正反转的电动机快速停车。特征：特征：转差率转差率s s1 1，有电源反接和，有电源反接和倒拉反接两种。倒拉反接两种。能量关系能量关系:转子机械能与电源电能转子机械能与电源电能转换为电动机绕组中的热能转换为电动机绕组中的热能(绕线式：绕线式：倒拉反接倒拉反接)。机械特性：机械特性：转速不能突变，转速不能突变，瞬瞬时切换到反向机械特性上。时切换到反向机械特性上。回馈（再生）制动回馈（再生）制动方法：方法：1.1.变极调速从高速变为低速变极调速从高速变为低速时，自动进入回馈制动；时，自动进入回馈制动；2.2.带恒转矩位能性负载工作带恒转矩位能性负载工作在反向（落货）时，自动进入回在反向（落货）时，自动进入回馈制动。馈制动。用途：用途：1.1.迅速减速；迅速减速；2.2.匀速落货。匀速落货。能量关系：能量关系：转子机械能转换成电能回送转子机械能转换成电能回送给电网。给电网。最经济的制动。最经济的制动。能耗制动能耗制动方法：方法：1.1.切断运行电动机定子三相交流电源；切断运行电动机定子三相交流电源；2.2.同同时立即接通直流电源，使定子绕组通入直流电流在时立即接通直流电源，使定子绕组通入直流电流在气隙产生恒定（不动）的磁场，即进入能耗制动。气隙产生恒定（不动）的磁场，即进入能耗制动。用途：用途：1.1.迅速减速；迅速减速；2.2.匀速落货。匀速落货。能量关系：能量关系：转子机械能变成电能消耗在电动机绕组。转子机械能变成电能消耗在电动机绕组。电电动动机机的的接接线线制制动动原原理理机机械械特特性性 制动时的机械特性总是在第二制动时的机械特性总是在第二（正转（正转停车或反转）和第四象限停车或反转）和第四象限（反转（反转停车或正转）。停车或正转）。1 1和和7 7：正、反向回馈制动；：正、反向回馈制动；2 2和和6 6：正、反向电源反接制动；：正、反向电源反接制动；3 3和和5 5：正、反向能耗制动；：正、反向能耗制动；4 4:绕线式异步电动机倒拉反接制动。绕线式异步电动机倒拉反接制动。交流异步电动机制动特性汇总交流异步电动机制动特性汇总绕线式异步电动机才有倒拉反接制动，且只有绕线式异步电动机才有倒拉反接制动，且只有1 1条。条。二、他励直流电动机的制动二、他励直流电动机的制动 他励直流电动机的制动也包括：反接、能耗、回他励直流电动机的制动也包括：反接、能耗、回馈等三种。但是馈等三种。但是应该注意应该注意：电枢电阻很小，电枢电阻很小，反接反接制动和能耗制动一般都需串入电阻限制电流制动和能耗制动一般都需串入电阻限制电流。反接制动：反接制动：特征：特征：电枢电压与电动势方向相同。也有电源反电枢电压与电动势方向相同。也有电源反接和倒拉反接两种。接和倒拉反接两种。电源反接：电源反接：电枢回路串入大的电阻，同时将电源电枢回路串入大的电阻，同时将电源极性反向。极性反向。倒拉反接：倒拉反接：带位能性恒转矩负载时，在电枢回路带位能性恒转矩负载时，在电枢回路串入很大的电阻，电动机产生的电磁转矩小于负载转串入很大的电阻，电动机产生的电磁转矩小于负载转矩，被负载拖动而进入反转。矩，被负载拖动而进入反转。回馈制动和能耗制动回馈制动和能耗制动 回馈制动：回馈制动：位能性负载下落或降压调速时电压降低较多时，位能性负载下落或降压调速时电压降低较多时，都会出现回馈制动。都会出现回馈制动。特征：电枢电势大于电枢电压，即特征：电枢电势大于电枢电压，即E EU U。能耗制动：能耗制动：断开电动机电源，将电枢通断开电动机电源，将电枢通过电阻短接。过电阻短接。特征：特征：U=0U=0，n n0 0=0=0。原来原来E E很大，很大，U=0U=0时，时，必须串入大的电阻限流。必须串入大的电阻限流。第四节要点第四节要点：方法、特点、应用和能量关系；特性。：方法、特点、应用和能量关系；特性。制动时的机械特性总是在第二制动时的机械特性总是在第二（正转（正转停车或反转）和第四象限停车或反转）和第四象限（反转（反转停车或正转）。停车或正转）。1 1和和7 7:正、反向回馈制动；正、反向回馈制动；2 2和和6 6:正、反向电源反接制动；正、反向电源反接制动；3 3和和5 5:正、反向能耗制动；正、反向能耗制动；4 4:倒拉反接制动倒拉反接制动(只有只有1 1条条)。直流电动机制动特性汇总直流电动机制动特性汇总7-5.电动机的温升与维护管理电动机的温升与维护管理n本节主要内容有两大部分：本节主要内容有两大部分：一、一、电机的电机的温升与维护管理温升与维护管理 了解电动机温升产生的原因和变化规律；知了解电动机温升产生的原因和变化规律；知道我国规定的标准环境温度；掌握电机的维护管道我国规定的标准环境温度；掌握电机的维护管理的注意事项理的注意事项。二、二、电动机的工作制与额定容量电动机的工作制与额定容量 了解电动机的容量选择、短时标准、负载持了解电动机的容量选择、短时标准、负载持续率和电机相互替代的依据。续率和电机相互替代的依据。一、电动机的温升与维护管理一、电动机的温升与维护管理电机电机的的损耗损耗有：有：1.1.正常损耗（可变、固定）；正常损耗（可变、固定）；2.2.非正常损耗。非正常损耗。都变为热量。都变为热量。发热与散热发热与散热：1.1.参数：温升参数：温升、标准环境温度、标准环境温度n n、热惯性时、热惯性时间常数间常数T T(错错)P.98)P.98，应增加：，应增加：“可用来衡量可用来衡量”几个字几个字。2.2.温升变化规律：是温升变化规律：是“发热发热”与与“散热散热”共同作共同作用的结果。用的结果。稳定运行的电机最终温升可达到一个稳定稳定运行的电机最终温升可达到一个稳定值值.运行管理注意事项运行管理注意事项 ：1.1.经常监视温升；经常监视温升；2.2.注意环境温度的变化；注意环境温度的变化；3.3.定定期检测绝缘期检测绝缘。二、电动机的工作制与额定容量二、电动机的工作制与额定容量 电动机的工作制：电动机的工作制：工作制工作制：连续、短时和重复短时连续、短时和重复短时(断续、间断断续、间断)三种。三种。连续连续工作制：工作制：需要长时间工作，温升可达稳定温升。需要长时间工作，温升可达稳定温升。短时短时工作制：工作制：工作工作时时达不到稳定温升；达不到稳定温升；停止停止时时降到环境温升。降到环境温升。断续断续工作制：工作制：工作工作时时达不到稳定温升；达不到稳定温升；停止停止时时降不到环境温升。降不到环境温升。负载持续率负载持续率FCFC定义定义：注意：注意周期周期小于等于小于等于1010分钟。分钟。连续：连续：恒定负载：恒定负载：P Pn nPPL L，即可，即可；变化负载变化负载：求出求出等效等效额定电流额定电流（功率或转矩）。（功率或转矩）。短时短时：按按标准工作时间标准工作时间。我国有四种：我国有四种：1515、3030、6060和和9090分钟。分钟。断续：断续：按按负载持续率负载持续率。我国有四种：我国有四种：1515、2525、4040和和60%60%。结结论论：1.1.容容量量确确定定及及电电机机替替代代(选选择择)稳稳定定温温度度不不超超过过容许温度。容许温度。2.2.相相互互替替代代应应注注意意：额额定定的的U U、f f、P P、n n、绝绝缘缘等级、防护等级外等级、防护等级外及及“工作制工作制”和起动、过载能力。和起动、过载能力。第五节要点第五节要点：温升；工作制：温升；工作制(短时标准、负载持续率短时标准、负载持续率)。电动机容量选择电动机容量选择第七章第七章 各节要点各节要点n n各节要点各节要点：第一节第一节：运动方程（多轴折算）；负载机械特性类型；稳定条运动方程（多轴折算）；负载机械特性类型；稳定条件及判别件及判别。第二节第二节：方法（变方法（变s、n0，各自特点）；变极（接线，相序，各自特点）；变极（接线，相序，恒恒P/T）；变频特点）；变频特点。第三节第三节：直流调速（方法、特性、特点）；容许输出（限制因直流调速（方法、特性、特点）；容许输出（限制因素、调速形式）素、调速形式）。第四节第四节：方法、特点、应用和能量关系；特性。方法、特点、应用和能量关系；特性。第五节第五节：温升；工作制（短时标准、负载持续率）。温升；工作制（短时标准、负载持续率）。第七章的主要内容第七章的主要内容n掌掌握握电电力力拖拖动动系系统统稳稳定定运运行行的的条条件件与与判判断断，知知道道运运动动方方程程及及折折算算，懂懂得得负负载载机机械械特特性性的的类型；类型；n掌掌握握交交、直直流流调调速速的的方方法法特特点点和和类类型型，知知道道限制电动机输出的因素；限制电动机输出的因素；n了了解解电电力力拖拖动动的的电电气气制制动动方方法法，掌掌握握其其能能量量关系和制动的机械特性；关系和制动的机械特性；n知知道道电电动动机机温温升升变变化化规规律律和和电电动动机机的的工工作作制制，了解电动机的选择方法及选择内容。了解电动机的选择方法及选择内容。第八章第八章 继电继电-接触器控制接触器控制 8-1.常用控制电器常用控制电器 8-2.控制线路图示法控制线路图示法 8-3.电动机的全压起动控制电动机的全压起动控制 8-4.电动机的降压起动控制电动机的降压起动控制 8-5.电动机的制动停车控制电动机的制动停车控制 8-6.直流电动机的起动控制直流电动机的起动控制 8-7.机舱电动辅机的自动控制机舱电动辅机的自动控制 第八章小结学习第八章应该注意的点学习第八章应该注意的点第八章学习应注意的几个问题：1.常用电器有哪些？各自如何工作？2.什么是控制线路图示法？国家标准进行了什么规定？3.如何分析起动、自动及常用控制线路？这些线路设置了那些保护环节？它们的工作过程如何？本章主要是原理性的概念不要求计算。相对比较难的点：1.常用电器工作原理(尤其是时间继电器符号)；2.部分直流电动机起动控制线路中继电器工作(触点竞争问题)。8-1.常用控制电器常用控制电器本节介绍的控制电器主要有四种 组合开关 接触器 继电器 熔断器 总体要求：各种电器主要应该掌握其工作原理，结构则可一般了解。接触器：应注意参数及交流接触器短路环的作用原理。继电器和熔断器：应注意选择方法和规定。一、组合开关常用有HZ10系列：H-开关类电器，Z-转换开关。注意：1.这是通断较大电流的转换开关，与通过小电流的万能转换开关不同。2.若解体应注意弹簧的安装。弹簧的作用：快速通断，避免损坏触头。组装后的样子结构图见书 P.101.图8-1-1接触器(Contactor)：结构：触头（Contact）系统（含灭弧装置），电磁机构，释放弹簧。原理：通电：电磁力吸合；断电：弹簧力释放。技术参数：.线圈额定电压；.(触头)额定电流；.动作值。书P.101 102。主触头(main contact)：主电路、大电流；辅助触头(auxiliary contact)：控制电路、小电流。二、接触器原理图实物与符号种类：电磁式、感应式、机械式、双金属片式、电子式、电动式等。常用的以电磁式为主。电磁式继电器：继电器(relay)：没有主触头。原理与接触器同。电压继电器：线圈匝多、线细，有过压和欠压继电器之分。电流继电器：线圈匝少、线粗，有过流和欠流继电器之分。中间继电器：实质就是电压继电器，作用：1.放大；2.增加触头。时间继电器：作用：产生延时，有通电延时和断电延时之分。通电延时线圈1.通电延时闭合，断电瞬时断开的常开触头。2.通电瞬时闭合，断电延时断开的常开触头。3.通电延时断开，断电瞬时闭合的常闭触头。4.通电瞬时断开，断电延时闭合的常闭触头。断电延时线圈三、继电器 时间继电器结构 空气阻尼(气囊)式时间继电器：有通电延时和断电延时之分。参见：书P.103，图8-1-3。电动式时间继电器：组成：一台小型同步电动机和机械减速机构。电子式时间继电器：原理图见书P.104，图8-1-4。晶闸管V4延时导通，V4导通后，KA线圈才通过较大的电流，才使其触头动作改变状态。速度继电器：感应式原理图见书P.104，图8-1-5。原理：将速度转化成圆环上导条的受力（与异步电动机原理相似），当圆环所受的力大于弹簧力（可人为整定）时，触头动作。热继电器：原理：利用电流的热效应，使双金属片弯曲，从而使触头动作。注意：1.热继电器只用作过载保护或缺相保护，不能用作短路保护。2.热继电器动作后须经过冷却后，按动复位按钮才能复位。其它继电器 主令控制器主令控制器：已经不是继电器的内容，属于“主令电器”。用途：用来频繁切换(通断)控制线路(小电流线路)的手动电器。船上：起货机、锚机都由它操作控制。表示：1.图形符号：触点用小圆圈表示，虚线表示档位，在虚线上涂上黑点表示触点在对应的档位接通，没有黑点则表示断开。2.触头表表示：将触点与档位分别画在表格中的行和列，对应的格子内用“”表示触点在该档位接通，空白表示断开。主令控制器的触点 通常，操作位置可能影响安全的设备都必须采用主令控制器来操作。如起货机、锚机等。主令控制器的外观第一节要点：各种电器（作用原理）；接触器（参数、交流短路环）；继电器（U、I、timer、n、热）；熔断器（作用、选择）。用途：作为短路保护的电器。熔丝具有“反时限特性”。四、熔断器 选择：熔断器主要掌握熔丝的选择，见书P.105至106。岸上为1.5或2.5In。1.平稳负载：略大于负载额定电流；2.单台电动机(频繁/不频繁)：起动电流除2.5或者1.62。3.多台电动机：1.52.5Inmax+In。熔断器特性反时限特性8-2.控制线路图示法控制线路图示法本节主要内容：注意：篇幅虽然小，但内容重要，对看图及分析意义重大。尤其是：有关规定，一定要记住，且会用。内容：1.控制线路中电器和元件的图形符号和文字符号；2.电气线路图；3.绘制电路图规定。虽然是绘制规定，但若不懂这些规定，将无从读图，更不用说分析。一、控制线路中电器和元件的图形符号和文字符号控制系统的组成：电器由元件组成，电器用导线连接成电气线路，从而组成继电接触器控制系统。常用控制电器：各种继电器、接触器、按钮、开关及其它电器，电动机也是控制系统的一部分。图形符号和文字符号：符合GB4728-84、85和GB7159-87的标准。见书P.121.至 P.123 附录一。（前面各种电器已对部分符号进行说明，这里略讲）电气线路图：有多种，书上介绍两种：电路图和接线图。电路图：用符号按其工作顺序排列，详细表示电路设备或全套装置的全部组成和电气连接。不考虑实际位置；分析原理用。接线图：用规定的符号既表明各电气元件在电路上的联系，又表明各元件相互间位置的图形，施工、检修用。属于安装图之一。二、电气线路图主要规定：1.控制系统内全部电机、电器或其它带电部分，都应按标准绘制和标注图形和文字符号；2.电路图分为主电路和控制电路两部分，主电路用粗实线绘制在左边或上部；3.各电器按“常开”（未通电或不受外力作用）绘制；4.同一电器的不同部件按作用画在不同位置，但标