第九章電力拖動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的功率選擇ppt課件

1、第九章第九章 電力拖動(dòng)系電力拖動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的功率選擇統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的功率選擇9-1概述概述一、功率選擇的重要性一、功率選擇的重要性1、功率選擇過大，設(shè)備投資大，、功率選擇過大，設(shè)備投資大， 低，不經(jīng)低，不經(jīng)濟(jì)大馬拉小車濟(jì)大馬拉小車2、功率選擇過小，過早損壞或只能在低載下運(yùn)轉(zhuǎn)、功率選擇過小，過早損壞或只能在低載下運(yùn)轉(zhuǎn)小馬拉大車小馬拉大車二、功率選擇的原那么：二、功率選擇的原那么：在電動(dòng)機(jī)可以勝任機(jī)械負(fù)載要求的前提下，最低經(jīng)在電動(dòng)機(jī)可以勝任機(jī)械負(fù)載要求的前提下，最低經(jīng)濟(jì)最合理地決議其功率濟(jì)最合理地決議其功率三、影響功率選擇的要素：發(fā)熱，允許過載才干，三、影響功率選擇的要素：發(fā)熱，允許過載才干，起動(dòng)才干起

2、動(dòng)才干cos、（1）發(fā)熱問題：運(yùn)行時(shí)損耗熱量溫度損壞絕緣電機(jī)壽命：正常任務(wù)電機(jī)壽命：正常任務(wù)20年電機(jī)溫度不超越最高允許溫度年電機(jī)溫度不超越最高允許溫度條件下條件下電機(jī)額定功率：環(huán)境為電機(jī)額定功率：環(huán)境為40 ,電機(jī)長(zhǎng)期延續(xù)任務(wù)不超越最高電機(jī)長(zhǎng)期延續(xù)任務(wù)不超越最高允許溫度所發(fā)揚(yáng)功率允許溫度所發(fā)揚(yáng)功率例例E級(jí)：級(jí)： 最高允許溫度：最高允許溫度：120 40 = 80 環(huán)境溫度低，允許溫升高一些環(huán)境溫度低，允許溫升高一些 環(huán)境溫度高，允許溫升低一些環(huán)境溫度高，允許溫升低一些2過載才干過載才干CCCC當(dāng)過載才干檢驗(yàn)不能經(jīng)過時(shí)那么另選電機(jī)當(dāng)過載才干檢驗(yàn)不能經(jīng)過時(shí)那么另選電機(jī)3起動(dòng)才干起動(dòng)才干 假設(shè)帶負(fù)

3、載起動(dòng)，那么要求假設(shè)帶負(fù)載起動(dòng)，那么要求MqMz, ，原那么為另選電機(jī)，原那么為另選電機(jī)對(duì)繞線式異步電機(jī)不用效驗(yàn)對(duì)繞線式異步電機(jī)不用效驗(yàn)Mq，由于，由于 Mq是可調(diào)的。是可調(diào)的。max(1.6 2)(1.5 3)(2.5 3)memmmMM異步電機(jī)（考慮電網(wǎng)電壓下降）直流電機(jī)（考慮整流條件）同步電機(jī)9-2 電機(jī)的發(fā)熱和冷卻電機(jī)的發(fā)熱和冷卻假設(shè)：假設(shè)：1、電機(jī)為均質(zhì)固體，任何時(shí)候各部分溫度均一樣、電機(jī)為均質(zhì)固體，任何時(shí)候各部分溫度均一樣2、各部份熱容量、各部份熱容量( 卡卡/度度)和散熱系數(shù)一樣卡和散熱系數(shù)一樣卡/度度3、散熱量與溫度成正比、散熱量與溫度成正比Q為熱流量焦耳為熱流量焦耳/秒秒=瓦

4、特瓦特 單位時(shí)間發(fā)出的熱量單位時(shí)間發(fā)出的熱量電機(jī)產(chǎn)生熱量電機(jī)產(chǎn)生熱量=電機(jī)吸收而升溫電機(jī)吸收而升溫+分發(fā)的熱量分發(fā)的熱量求電機(jī)的溫升曲線求電機(jī)的溫升曲線1221(1)owowPPPPPPPP不變損耗，可變損耗1QdtCdA dtQdtdtCdAC在 時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量散熱熱量散熱熱量散熱系數(shù)，與周圍環(huán)境差時(shí)點(diǎn)擊散發(fā)熱量電機(jī)溫升電機(jī)溫度環(huán)境溫度1221(1)owowPPPPPPPP不變損耗，可變損耗wttTTwA dtAdtC dAA dtCTAQ Aee 在內(nèi)散發(fā)熱量將上式兩邊除以式中電機(jī)發(fā)熱時(shí)間常數(shù)，表示電機(jī)溫度變化快慢程度熱慣性溫度的穩(wěn)定值解上述一階微分方程得：= （1-）+式中起始溫升（初

5、始條件）溫升曲線兩部分組成：溫升曲線兩部分組成：1212:00:00tTtTtTwwtTttTTweeettettee （1-）（1-）（1-）對(duì)電機(jī)要求：穩(wěn)定溫升對(duì)電機(jī)要求：穩(wěn)定溫升 不能超越電機(jī)允許的最高允許溫不能超越電機(jī)允許的最高允許溫升升 由資料決議由資料決議wm21(1)()111(1)()()emwemeeeeeemmeeeeeeeemAPAPPPPPAAPPA 提高電機(jī)得措施：（1）提高效率采用好材料，降低損耗（2）提高散熱系數(shù)增大散熱面積，加強(qiáng)通風(fēng)，采用敞開式（3）提高最高允許溫升 （選用好絕緣材料）二、電機(jī)的冷卻過程二、電機(jī)的冷卻過程 1、負(fù)載降低、負(fù)載降低: 2、電機(jī)從電網(wǎng)

6、斷開、電機(jī)從電網(wǎng)斷開:原來：原來：如今如今 ：3、假設(shè)負(fù)載變化時(shí)，溫升溫降交替進(jìn)展、假設(shè)負(fù)載變化時(shí)，溫升溫降交替進(jìn)展 ttTTwee = （1-）+P000wPA0tTwe則注：冷卻開始得溫度9-3 電機(jī)的功率選擇電機(jī)的功率選擇根據(jù)負(fù)載任務(wù)制的不同來選擇電機(jī)根據(jù)負(fù)載任務(wù)制的不同來選擇電機(jī)一、延續(xù)任務(wù)制一、延續(xù)任務(wù)制比如煤礦通風(fēng)電機(jī)，天天比如煤礦通風(fēng)電機(jī)，天天24小時(shí)都連著開，因此電機(jī)的溫小時(shí)都連著開，因此電機(jī)的溫升可達(dá)升可達(dá) 曲線表示：曲線表示： T發(fā)熱時(shí)間常數(shù)發(fā)熱時(shí)間常數(shù)w這時(shí)電機(jī)按恒定負(fù)載延續(xù)任務(wù)制選擇這時(shí)電機(jī)按恒定負(fù)載延續(xù)任務(wù)制選擇w(34) (34)ggttT工作時(shí)間，一般開機(jī)小時(shí)后電

7、機(jī)可達(dá)00040(1)40,0.4ezmemcuewePPCPPkkCkpppk若環(huán)境溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度相差較大時(shí)可由下列公式得實(shí)際輸出功率式中：絕緣材料允許最高溫度不變損耗（從經(jīng)濟(jì)角度k=1時(shí)額定時(shí)得可變損耗效率高，但為了少用銅）二、短時(shí)任務(wù)制水壩閘門開放二、短時(shí)任務(wù)制水壩閘門開放1.定義：電機(jī)任務(wù)時(shí)間定義：電機(jī)任務(wù)時(shí)間 tg較短，達(dá)不到穩(wěn)定溫升，稱為短較短，達(dá)不到穩(wěn)定溫升，稱為短時(shí)任務(wù)制時(shí)任務(wù)制,停車時(shí)間停車時(shí)間 t0較長(zhǎng)，較長(zhǎng)，可使溫升降為可使溫升降為0與環(huán)境溫度一致與環(huán)境溫度一致2.電機(jī)的選擇電機(jī)的選擇(1)短時(shí)任務(wù)制負(fù)載選用延續(xù)任務(wù)制電機(jī)，采用提高輸出功短時(shí)任務(wù)制負(fù)載選用延續(xù)任務(wù)制電機(jī)，

8、采用提高輸出功率的方法，發(fā)揚(yáng)更大作用。率的方法，發(fā)揚(yáng)更大作用。即選用即選用 的電機(jī)使的電機(jī)使 (短負(fù)載功率，即使電機(jī)處于過載短負(fù)載功率，即使電機(jī)處于過載運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)發(fā)熱加大，曲線改動(dòng)但不能超越運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)發(fā)熱加大，曲線改動(dòng)但不能超越 ) 為何選發(fā)電機(jī)的為何選發(fā)電機(jī)的根據(jù)：根據(jù)： egPPw:ePgwmgwmeePP短連短時(shí)穩(wěn)定溫升電機(jī)穩(wěn)定溫升最高溫度選，用的是110.32.5(0.80.85)ggggegetTtTgemMemPPPPkeetTPP短連短連短時(shí)穩(wěn)定溫升負(fù)載決定過載功率倍數(shù)一般當(dāng)2短時(shí)任務(wù)制負(fù)載選用短時(shí)任務(wù)制電機(jī)短時(shí)任務(wù)制負(fù)載選用短時(shí)任務(wù)制電機(jī) 國(guó)家規(guī)定規(guī)范任務(wù)時(shí)間國(guó)家規(guī)定規(guī)范任務(wù)時(shí)

9、間15分分30、60、90、根據(jù)負(fù)載任務(wù)時(shí)間和功率，直接查產(chǎn)品、根據(jù)負(fù)載任務(wù)時(shí)間和功率，直接查產(chǎn)品目錄選用，假設(shè)時(shí)間不規(guī)范，可采用功率計(jì)算公式目錄選用，假設(shè)時(shí)間不規(guī)范，可采用功率計(jì)算公式xxxx(1)ggxgegegggxgxgxggxgegggxttPPPPttktttPttPPttt標(biāo)準(zhǔn)工作時(shí)間實(shí)際工作時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)工作時(shí)得額定功率實(shí)際工作時(shí)間所需功率當(dāng)相差不大時(shí)：四、斷續(xù)周期性任務(wù)制四、斷續(xù)周期性任務(wù)制 1.定義：該負(fù)載任務(wù)停歇，輪番交替，任務(wù)時(shí)間內(nèi)定義：該負(fù)載任務(wù)停歇，輪番交替，任務(wù)時(shí)間內(nèi)達(dá)不到達(dá)不到 ，停歇時(shí)間冷卻不到，停歇時(shí)間冷卻不到0的任務(wù)性質(zhì)。的任務(wù)性質(zhì)。 可見：該電機(jī)最后溫升只能在

10、某一范圍內(nèi)動(dòng)搖，但可見：該電機(jī)最后溫升只能在某一范圍內(nèi)動(dòng)搖，但必需小于必需小于 。W連W連2.關(guān)于負(fù)載繼續(xù)率關(guān)于負(fù)載繼續(xù)率ZC% = 一個(gè)周期內(nèi)負(fù)載任務(wù)時(shí)間的比值一個(gè)周期內(nèi)負(fù)載任務(wù)時(shí)間的比值國(guó)家規(guī)定：一個(gè)周期內(nèi)總時(shí)間國(guó)家規(guī)定：一個(gè)周期內(nèi)總時(shí)間 10分鐘，假設(shè)分鐘，假設(shè)10分鐘那么分鐘那么進(jìn)入短時(shí)任務(wù)制進(jìn)入短時(shí)任務(wù)制15分鐘。分鐘。ZC%有有4種：種：15% 25% 40% 60%例：起重機(jī)用繞線式異步電機(jī)處于斷續(xù)周期性任務(wù)例：起重機(jī)用繞線式異步電機(jī)處于斷續(xù)周期性任務(wù) JZR 11 6 注：注： J異異 Z起起 R繞繞 其其ZC% 為為60% 11鐵芯鐵芯 66級(jí)級(jí)0ggttt附一：同步電機(jī)簡(jiǎn)介

11、附一：同步電機(jī)簡(jiǎn)介一、同步電機(jī)的根本構(gòu)造及任務(wù)原理一、同步電機(jī)的根本構(gòu)造及任務(wù)原理1.根本構(gòu)造根本構(gòu)造定子：鐵芯定子：鐵芯+三相對(duì)稱繞組三相對(duì)稱繞組 作用：通入三相對(duì)稱電流作用：通入三相對(duì)稱電流產(chǎn)生三相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生三相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)基波轉(zhuǎn)速基波轉(zhuǎn)速= 同步轉(zhuǎn)速?；蚋袘?yīng)三相對(duì)稱電勢(shì)對(duì)外同步轉(zhuǎn)速?；蚋袘?yīng)三相對(duì)稱電勢(shì)對(duì)外供電供電轉(zhuǎn)子：凸極鐵芯轉(zhuǎn)子：凸極鐵芯+直流繞組經(jīng)過滑環(huán)，電刷引出，外加直直流繞組經(jīng)過滑環(huán)，電刷引出，外加直流電壓流電壓作用：產(chǎn)生直流磁場(chǎng)作用：產(chǎn)生直流磁場(chǎng)1160 fnp2.根本任務(wù)原理根本任務(wù)原理1、同步發(fā)電機(jī)：原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)、同步發(fā)電機(jī)：原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn) 依次切依次切割定

12、子上的三相對(duì)稱繞組，從而感應(yīng)電勢(shì)割定子上的三相對(duì)稱繞組，從而感應(yīng)電勢(shì)2、同步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)三相對(duì)稱電流三相對(duì)稱電流 三相對(duì)稱繞組三相對(duì)稱繞組 在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 轉(zhuǎn)子通入直流電轉(zhuǎn)子通入直流電 產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定磁場(chǎng) 該恒定磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子該恒定磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互作用相互吸引，使轉(zhuǎn)子受力矩旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一磁場(chǎng)相互作用相互吸引，使轉(zhuǎn)子受力矩旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一同旋轉(zhuǎn)，且同旋轉(zhuǎn)，且n=n1 。00001111110101202404.4460ABCrmmEEEEEEEf whpnfnfEn原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速3.特點(diǎn)：磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速一定與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速同步，即特點(diǎn)：磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速一定與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速同步，即4.用途：用作大型發(fā)電機(jī)用途：用作大型發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī) 工礦企業(yè)用作大功率消費(fèi)機(jī)械的動(dòng)力工礦企業(yè)用作大功率消費(fèi)機(jī)械的動(dòng)力同步電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)。 制動(dòng)中：制動(dòng)中：1、電源反接的反接制動(dòng)、電源反接的反接制動(dòng)1160 fnnp222221.039.89.551.03zeseseeeszszeeeezseEMEMEMMRUEUEUUIrRrRIIIURrICCCCCCC得選?。?、關(guān)于與得關(guān)系（1）用千克米表示時(shí)：（2）用牛頓米表示時(shí)：3、2-8題，三軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)，求題，三軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)，求a=1米米/秒秒2加速度提升