船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)3PPT課件

1、第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)一、定子部分1 1、定子鐵心定子鐵心導(dǎo)磁部分。導(dǎo)磁部分。 定子鐵心是電機(jī)磁路的一部分，并起固定定子繞組的作用。為了增強(qiáng)導(dǎo)磁能力定子鐵心是電機(jī)磁路的一部分，并起固定定子繞組的作用。為了增強(qiáng)導(dǎo)磁能力和減小鐵耗，定子鐵心常選用和減小鐵耗，定子鐵心常選用0.5mm0.5mm或或0.35mm0.35mm厚的硅鋼片沖制疊壓而成，片間涂上厚的硅鋼片沖制疊壓而成，片間涂上絕緣漆。定子鐵心內(nèi)圓均勻沖出許多形狀相同的槽，用以嵌放定子繞組。絕緣漆。定子鐵心內(nèi)圓均勻沖出許多形狀相同的槽，用以嵌放定子繞組。 2 2、定子繞組定子繞組：放在定子鐵心內(nèi)圓槽內(nèi)：放在定子鐵心內(nèi)圓槽內(nèi)導(dǎo)電部分。導(dǎo)電

2、部分。 定子繞組是異步電動(dòng)機(jī)的電路部分，其材料主要采用紫銅。小型異步電動(dòng)機(jī)定子繞組是異步電動(dòng)機(jī)的電路部分，其材料主要采用紫銅。小型異步電動(dòng)機(jī)常采用三相單層繞組，大中型異步電動(dòng)機(jī)常采用三相雙層短矩疊繞組形式，三相常采用三相單層繞組，大中型異步電動(dòng)機(jī)常采用三相雙層短矩疊繞組形式，三相繞組的六個(gè)出線(xiàn)端子均接在機(jī)座側(cè)面的接線(xiàn)板上，可根據(jù)需要將三相繞組接成繞組的六個(gè)出線(xiàn)端子均接在機(jī)座側(cè)面的接線(xiàn)板上，可根據(jù)需要將三相繞組接成Y Y形形或形?；蛐巍?3 3、機(jī)座機(jī)座 機(jī)座是電動(dòng)機(jī)的外殼，支撐電機(jī)各部件，并通過(guò)機(jī)座的底腳將電機(jī)安裝固定。全機(jī)座是電動(dòng)機(jī)的外殼，支撐電機(jī)各部件，并通過(guò)機(jī)座的底腳將電機(jī)安裝固定。全封

3、閉式電機(jī)的定子鐵心緊貼機(jī)座內(nèi)壁，故機(jī)座外殼上的散熱筋是電機(jī)的主要散熱面。封閉式電機(jī)的定子鐵心緊貼機(jī)座內(nèi)壁，故機(jī)座外殼上的散熱筋是電機(jī)的主要散熱面。中小型電機(jī)采用鑄鐵機(jī)座。大型電機(jī)一般采用鋼板焊接機(jī)座。中小型電機(jī)采用鑄鐵機(jī)座。大型電機(jī)一般采用鋼板焊接機(jī)座。 第第1頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)第第2頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)第第3頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)定子繞組第第4頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)機(jī) 座第第5頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)二、轉(zhuǎn)子部分1 1、轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心 轉(zhuǎn)子鐵心也是電機(jī)磁路的

4、組成部分，并用來(lái)固定轉(zhuǎn)子繞組。鐵心材料也用轉(zhuǎn)子鐵心也是電機(jī)磁路的組成部分，并用來(lái)固定轉(zhuǎn)子繞組。鐵心材料也用0.5mm0.5mm或或0.35mm0.35mm厚的硅鋼片沖制疊壓而成，故通常用沖制定子鐵芯沖片剩余下來(lái)厚的硅鋼片沖制疊壓而成，故通常用沖制定子鐵芯沖片剩余下來(lái)的內(nèi)圓部分制作。轉(zhuǎn)子鐵芯固定在轉(zhuǎn)軸上，其外圓上開(kāi)有槽，用來(lái)嵌放轉(zhuǎn)子繞組。的內(nèi)圓部分制作。轉(zhuǎn)子鐵芯固定在轉(zhuǎn)軸上，其外圓上開(kāi)有槽，用來(lái)嵌放轉(zhuǎn)子繞組。2 2、轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)型式可分為根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)型式可分為 1 1）鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子鐵心的每個(gè)槽內(nèi)插入一根裸導(dǎo)條，形成）鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子鐵心的每個(gè)槽內(nèi)插入一根裸導(dǎo)條，形

5、成一個(gè)多相對(duì)稱(chēng)短路繞組。一個(gè)多相對(duì)稱(chēng)短路繞組。 2 2）繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組為三相對(duì)稱(chēng)繞組，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心）繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組為三相對(duì)稱(chēng)繞組，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)。槽內(nèi)。 異步電動(dòng)機(jī)的氣隙是均勻的。大小為機(jī)械條件所能允許達(dá)異步電動(dòng)機(jī)的氣隙是均勻的。大小為機(jī)械條件所能允許達(dá)到的最小值。到的最小值。三、氣隙第第6頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn) 子第第7頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)子鐵心第第8頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分：按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分：繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)第第9頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二

6、章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)鼠籠型轉(zhuǎn)子鼠籠型轉(zhuǎn)子鐵心和繞組鐵心和繞組結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖三相繞線(xiàn)型三相繞線(xiàn)型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖第第10頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)3.2 3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理U2U1W2V1W1V21nn一、轉(zhuǎn)動(dòng)原理1 1、電生磁、電生磁：三相對(duì)稱(chēng)繞組通三相對(duì)稱(chēng)繞組通往三相對(duì)稱(chēng)電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)往三相對(duì)稱(chēng)電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。磁場(chǎng)。2 2、磁生電、磁生電：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流。3 3、電磁力、電磁力：轉(zhuǎn)子載流（有功轉(zhuǎn)子載流（有功分量電流）體在磁場(chǎng)作用下受分量電流）

7、體在磁場(chǎng)作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。為機(jī)械能。第第11頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)異步電動(dòng)機(jī)的三相繞組與三相電流異步電動(dòng)機(jī)的三相繞組與三相電流第第12頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)（a）t = 0 （b）t = 60 （c）t = 90一對(duì)極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成一對(duì)極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成第第13頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)四極異步電動(dòng)機(jī)定子繞組四極異步電動(dòng)機(jī)定子繞組第第14頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng) 設(shè)電流的頻率為設(shè)電流的頻率為 f

8、f1 1 ，電流每分鐘變化的周數(shù)為，電流每分鐘變化的周數(shù)為 60 f60 f1 1, ,故故每分鐘旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)（每分鐘旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)（60 f60 f1 1 ）/ /p p轉(zhuǎn)，故旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)，故旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為：轉(zhuǎn)速為： 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n n0 0又稱(chēng)異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，其又稱(chēng)異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，其單位為單位為r/minr/min。因?yàn)殡娫吹念l率和磁極對(duì)數(shù)通常是固定。因?yàn)殡娫吹念l率和磁極對(duì)數(shù)通常是固定的，所以一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速的，所以一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n n0 0 是一個(gè)不變的是一個(gè)不變的常數(shù)。下表列出了電源頻率為常數(shù)。下表列出了電源頻率為 50Hz 50Hz 和和

9、60 Hz60 Hz時(shí)異步時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 與磁極對(duì)數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。與磁極對(duì)數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。1060 fnp第第15頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)電源頻率為電源頻率為50Hz和和60Hz時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n0與磁極對(duì)數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系與磁極對(duì)數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系p123456n0 （f =50Hz）300015001000750600500n0 （f =60Hz）360018001200900720600第第16頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)二、轉(zhuǎn)差率11nnsn 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率是異步電機(jī)的一個(gè)基本物理量，它反映電機(jī)的各種是異步電

10、機(jī)的一個(gè)基本物理量，它反映電機(jī)的各種運(yùn)行情況。運(yùn)行情況。轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，;s,n10 電機(jī)理想空載時(shí)電機(jī)理想空載時(shí)，.s,nn01 作為電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速在作為電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速在10n范圍內(nèi)變化，轉(zhuǎn)差率在范圍內(nèi)變化，轉(zhuǎn)差率在0 0 1 1范圍內(nèi)變。范圍內(nèi)變。 負(fù)載越大，轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)差率越大；反之，轉(zhuǎn)差率越小。負(fù)載越大，轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)差率越大；反之，轉(zhuǎn)差率越小。轉(zhuǎn)差率的大小能夠反映電機(jī)的轉(zhuǎn)速大小或負(fù)載大小。電機(jī)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)差率的大小能夠反映電機(jī)的轉(zhuǎn)速大小或負(fù)載大小。電機(jī)的轉(zhuǎn)速為：速為：11n = (- s)n 額定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率一般在額定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率一般在0.010.060.010.06之間，即電機(jī)轉(zhuǎn)

11、速接之間，即電機(jī)轉(zhuǎn)速接近同步速。近同步速。 同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值稱(chēng)為轉(zhuǎn)差率，用同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值稱(chēng)為轉(zhuǎn)差率，用s s表示，表示，即：即：第第17頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)三、異步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)根據(jù)轉(zhuǎn)差率的大小和正負(fù)根據(jù)轉(zhuǎn)差率的大小和正負(fù), ,異步電機(jī)有三種運(yùn)行狀態(tài)異步電機(jī)有三種運(yùn)行狀態(tài)機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡姍C(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苣茈娔芎蜋C(jī)械能變電能和機(jī)械能變成內(nèi)能成內(nèi)能電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能械能能量關(guān)系制動(dòng)制動(dòng)制動(dòng)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)速外力使電機(jī)快速外力使電機(jī)快速旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)外力使電機(jī)沿磁外力使電機(jī)沿磁場(chǎng)反方向旋轉(zhuǎn)場(chǎng)反方向旋轉(zhuǎn)定子繞組

12、接對(duì)定子繞組接對(duì)稱(chēng)電源稱(chēng)電源實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)電磁制動(dòng)電磁制動(dòng)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)狀態(tài)10 n n0n n10 s1s0s第第18頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)3.3 3.3 名牌和額定值名牌和額定值一、銘牌例例: :第第19頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)第第20頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng) 二、額定值二、額定值 額定功率額定功率 - -額定運(yùn)行時(shí)輸出的機(jī)械功率。額定運(yùn)行時(shí)輸出的機(jī)械功率。 額定電壓額定電壓- -額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)加在定子繞組上的線(xiàn)電壓。額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)加在定子繞組上的線(xiàn)電壓。 額定電流額定電流- -在額定運(yùn)行狀態(tài)下流入定子繞組的線(xiàn)電

13、流。在額定運(yùn)行狀態(tài)下流入定子繞組的線(xiàn)電流。 額定頻率額定頻率-50HZ-50HZ 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速- -額定運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。額定運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。第第21頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng) 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子部分在結(jié)構(gòu)上和同步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子部分在結(jié)構(gòu)上和同步電動(dòng)機(jī)的定子部分完全相同。的定子部分完全相同。 對(duì)中、小容量的低壓異步電動(dòng)機(jī)，通常定子三相繞對(duì)中、小容量的低壓異步電動(dòng)機(jī)，通常定子三相繞組的六個(gè)出線(xiàn)頭都引出，這樣可根據(jù)需要靈活組的六個(gè)出線(xiàn)頭都引出，這樣可根據(jù)需要靈活地接成地接成“Y Y”形或形或“D D”形。形。U1 V1 W1U1 V1 W1W2 U 2

14、 V2W2 U2 V2D聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)Y聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)三、接線(xiàn)三、接線(xiàn)第第22頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)3.4 3.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的電路分析三相異步電動(dòng)機(jī)的電路分析變壓器：變壓器： 變化變化 eU1 E1= 4.44 f N1 E2= 4.44 f N2 11 444Nf.U i1u1e1e 1e2e 2i2+f1f2第第23頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)異步電動(dòng)機(jī)：異步電動(dòng)機(jī)：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割導(dǎo)體旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割導(dǎo)體 e， U1 E1= 4.44 f 1N1 每極磁通每極磁通111444Nf.U 1U 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子導(dǎo)體間的相對(duì)速度為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子導(dǎo)體間的相對(duì)速度為

15、n0 ，所以，所以16001pnf 感應(yīng)電勢(shì)的頻率與磁場(chǎng)和導(dǎo)體間的相對(duì)速度有關(guān)感應(yīng)電勢(shì)的頻率與磁場(chǎng)和導(dǎo)體間的相對(duì)速度有關(guān)f 1= 電源頻率電源頻率 f第第24頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)定子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)速度固定，而轉(zhuǎn)子定子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)速度固定，而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)速度隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不同而導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)速度隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不同而變化變化 定子感應(yīng)電勢(shì)頻率定子感應(yīng)電勢(shì)頻率 f 1 轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)頻率轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)頻率 f 2 1000026060fspnnnnpnnf 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割定子導(dǎo)體和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度不同旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割定子導(dǎo)體和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度不同第第

16、25頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng) E20= 4.44 f 1N2 即即E2= s E20 2122222LfsLfX X20= 2 f1L 2即即X2= sX20 第第26頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)222222XREI 2202220)(sXRsE )(0002nnIs 2202220max21XREIs 220222222222)( cossXRRXRR 202SXRs 很很小小時(shí)時(shí)1cos2 202XRss 較較大大時(shí)時(shí)s1cos2 第第27頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)2202220222222)( XREXREIss 2202

17、222)(cosXRRs 變化曲線(xiàn)變化曲線(xiàn)隨隨、SI cos22 )(2 Isn)cos(2 sn 結(jié)論：結(jié)論：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn) 子電路中的各量均與轉(zhuǎn)子電路中的各量均與轉(zhuǎn) 差率差率 s有關(guān)，即與轉(zhuǎn)速有關(guān)，即與轉(zhuǎn)速 n有關(guān)。有關(guān)。I2cos 2s1I2,2cos O第第28頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)3.5 3.5 三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性22Tcos IKT 常數(shù)，與電常數(shù)，與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每極磁通每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)功率因數(shù)ilBF 22cos, , IT 第第29頁(yè)頁(yè)/共

18、共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)21220222)(UsXRsRKT 22 cos IKTT 22022202)( XREIss 2202222)(cosXRRs mNfU11144.4 由前面分析知：由前面分析知：第第30頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)21220222)(UsXRsRKT 21U第第31頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)maxTmSNSOTS曲線(xiàn)曲線(xiàn))(sfT 曲線(xiàn)曲線(xiàn))(Tfn 根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式22022212)(sXRUsRKT 得特性曲線(xiàn)：得特性曲線(xiàn)：NnmaxTstTOnTNT0nstT1NT第第32頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第

19、二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)NnNT)/()(9550NNN分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)千瓦千瓦nPT OnT0n(N m) 如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)(Y132M-4型型) 的額定功的額定功率為率為7.5kw, 額定轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速為1440r/min, 則額定轉(zhuǎn)矩為則額定轉(zhuǎn)矩為nPnPT9550602 m.N7 .4914405 . 795509550NNN nPT第第33頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)21220222UsXRsRKT)(2021max2XUKT 0dd ST令：令：求得求得202mXRss 臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率On0nTmax將將sm代入轉(zhuǎn)矩公式，可得代入轉(zhuǎn)

20、矩公式，可得第第34頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng) max121max, )1(TUUT2021max2XUKT NmaxTT 一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù)為一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù)為2.28.1 12 II(2) sm與與 R2 有關(guān)，有關(guān)， R2 sm n 。繞線(xiàn)式電。繞線(xiàn)式電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻R 2 可實(shí)現(xiàn)調(diào)速?？蓪?shí)現(xiàn)調(diào)速。 第第35頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)22022212)(sXRUsRKT 22022212stXRURKT 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)時(shí)起動(dòng)時(shí)n= 0 時(shí)時(shí)，s =1 st121st, )

21、 1 (TUUT(2) Tst與與 R2 有關(guān)，有關(guān)， 適當(dāng)使適當(dāng)使 R2 Tst 。對(duì)繞線(xiàn)式。對(duì)繞線(xiàn)式 電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻 R 2 , 可使可使Tst =Tmax 。體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。載起動(dòng)的能力。 0nOnTNststTTK 起動(dòng)能力起動(dòng)能力第第36頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)T2 sT2 TT =T2n T T 2達(dá)到新的平衡達(dá)到新的平衡T20nnTOn第第37頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)U Tm U UTst 22022212stXRURKT 2021m2XUKT 202mXRs 0nNUT2nTO第

22、第38頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)stTTOn0nR2 Tst n maxT2T22022212stXRURKT 2021m2XUKT 202mXRs 第第39頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng) 不同場(chǎng)合應(yīng)選用不不同場(chǎng)合應(yīng)選用不同的電機(jī)。如金屬切同的電機(jī)。如金屬切削，選硬特性電機(jī)；削，選硬特性電機(jī)；重載起動(dòng)則選軟特性重載起動(dòng)則選軟特性電機(jī)。電機(jī)。stTTOn0nR2 Tst n maxT2T第第40頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)3.6 3.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)問(wèn)題：?jiǎn)栴}：。 一般中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的一般

23、中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5 7 倍倍; 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 第第41頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng) 二、三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般都采用二、三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般都采用直接起動(dòng)。直接起動(dòng)。星形星形-三角形三角形(Y ) 換接起動(dòng)換接起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)(3) 轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)以下介紹降壓起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。以下介紹降壓起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。第第42頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)ZUIll3:Y 星形聯(lián)結(jié)時(shí)星形聯(lián)結(jié)時(shí)ZUIll3 三三角角形形聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)時(shí)時(shí)：Z31Y llII31YlIZlU+U1U2V1V1W1W

24、2 lIlU+ZU1U2V1V2W1W2第第43頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)觸點(diǎn)Y動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)第第44頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1UPU1+Ul+U2V1V2W1W2第第45頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng) 工作工作L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2Ul+U1V1V2W1W2第第46頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖

25、動(dòng)系統(tǒng)lUU31P (a) 僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。 )(2StUT (b) Y 起動(dòng)起動(dòng) ststTIY 換接起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合換接起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合SYtst31TT UlU1W2V2W1+U2V1UP+Ul+U1W2V2W1U2V1第第47頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)L1L3L2FUQQ2第第48頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)R 12220220)(st2IIRXREIRR滑環(huán)滑環(huán)電刷電刷定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子起動(dòng)電阻起動(dòng)電阻 第第49頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)R

26、2 Tst 22022212stXRURKT 22RR stTTOn0nmaxT2R2R stT 第第50頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)M3M3第第51頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng) pfsnsn106011 f=50HzM3 +變頻調(diào)速方法變頻調(diào)速方法恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（f1f1N）3.7 3.7 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第第52頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)變頻調(diào)速方法可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速變頻調(diào)速方法可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速,調(diào)速性調(diào)速性能優(yōu)異，因而正獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。能優(yōu)異，因而正獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。A1X1A2X2

27、iiP=2A1A2X1X2NNSS第第53頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)A1X1A2X2iiP=1 采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱(chēng)作雙速電機(jī)，采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱(chēng)作雙速電機(jī)，由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對(duì)由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對(duì)調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合，如銑床、鏜床、磨床調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合，如銑床、鏜床、磨床等機(jī)床上。等機(jī)床上。A1A2X1X2SN第第54頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)Tn0no22RR 2R2R( 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)特有的一種調(diào)變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)特有的一種調(diào)速方法。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速平滑、設(shè)備簡(jiǎn)單

28、投資少，速方法。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速平滑、設(shè)備簡(jiǎn)單投資少，缺點(diǎn)是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種缺點(diǎn)是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備中。提升、起重設(shè)備中。nnTLTLs sTs2R2Ro第第55頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)3.8 3.8 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)制動(dòng)方法制動(dòng)方法機(jī)械制動(dòng)機(jī)械制動(dòng)電氣制動(dòng)電氣制動(dòng)能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)反接制動(dòng)反接制動(dòng)發(fā)電反饋制動(dòng)發(fā)電反饋制動(dòng) 在斷開(kāi)三相電源的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)其中兩相在斷開(kāi)三相電源的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場(chǎng)與繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生

29、了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（制動(dòng)轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)距（制動(dòng)轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。第第56頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)nF轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子T n0=0 +-運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)制動(dòng)制動(dòng)RP第第57頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)nFT n0 當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方向發(fā)生變時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方向發(fā)生變化，由驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)距。電動(dòng)機(jī)進(jìn)入制化，由驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)距。電動(dòng)機(jī)進(jìn)入制第第58頁(yè)頁(yè)/共共71頁(yè)頁(yè)第二章 船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成電能回送給電網(wǎng)。電能回送給電網(wǎng)。