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《船舶電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、§1.1直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)、勵(lì)磁方式與運(yùn)行特性§1.2變壓器§1.3交流異步電動(dòng)機(jī)§1.4控制電機(jī)及其在船舶上的應(yīng)用§1.5船舶常用控制電器§1.6異步電動(dòng)機(jī)常用控制電路§1.7錨機(jī)、絞纜機(jī)電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)§1.8起貨機(jī)電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)§1.9船舶舵機(jī)控制系統(tǒng)3.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一、定子部分1、定子鐵心——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)磁能力和減小鐵耗,定子鐵心常選用0.5mm或0.35mm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。2
2、、定子繞組:放在定子鐵心內(nèi)圓槽內(nèi)——導(dǎo)電部分。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)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)出線端子均接在機(jī)座側(cè)面的接線板上,可根據(jù)需要將三相繞組接成Y形或△形。3、機(jī)座機(jī)座是電動(dòng)機(jī)的外殼,支撐電機(jī)各部件,并通過機(jī)座的底腳將電機(jī)安裝固定。全封閉式電機(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。定子繞組機(jī)座二、轉(zhuǎn)子部分1、轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心也是電機(jī)磁路的組成部分,并用
3、來固定轉(zhuǎn)子繞組。鐵心材料也用0.5mm或0.35mm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,其外圓上開有槽,用來嵌放轉(zhuǎn)子繞組。2、轉(zhuǎn)子繞組——根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)型式可分為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,形成一個(gè)多相對稱短路繞組。2)繞線式轉(zhuǎn)子:轉(zhuǎn)子繞組為三相對稱繞組,嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(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)到的最小值。三、氣隙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分:繞線型異步電動(dòng)機(jī)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)鼠籠型轉(zhuǎn)子鐵心和繞組結(jié)構(gòu)示意圖三相繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖3
4、.2三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理U2U1W2V1W1V2n一、轉(zhuǎn)動(dòng)原理1、電生磁:三相對稱繞組通往三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。2、磁生電:旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢和電流。3、電磁力:轉(zhuǎn)子載流(有功分量電流)體在磁場作用下受電磁力作用,形成電磁轉(zhuǎn)矩,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn),將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。異步電動(dòng)機(jī)的三相繞組與三相電流(a)ωt=0(b)ωt=60o(c)ωt=90o一對極旋轉(zhuǎn)磁場的形成四極異步電動(dòng)機(jī)定子繞組設(shè)電流的頻率為f1,電流每分鐘變化的周數(shù)為60f1,故每分鐘旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)過(60f1)/p轉(zhuǎn),故旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為:旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速
5、n0又稱異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速,其單位為r/min。因?yàn)殡娫吹念l率和磁極對數(shù)通常是固定的,所以一臺異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n0是一個(gè)不變的常數(shù)。下表列出了電源頻率為50Hz和60Hz時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與磁極對數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。電源頻率為50Hz和60Hz時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n0與磁極對數(shù)的對應(yīng)關(guān)系p123456n0(f=50Hz)300015001000750600500n0(f=60Hz)360018001200900720600二、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)的各種運(yùn)行情況。轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電機(jī)理想空載時(shí),作為電動(dòng)
6、機(jī),轉(zhuǎn)速在范圍內(nèi)變化,轉(zhuǎn)差率在0~1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。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:額定運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)差率一般在0.01~0.06之間,即電機(jī)轉(zhuǎn)速接近同步速。同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值稱為轉(zhuǎn)差率,用s表示,即: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),異步電機(jī)有三種運(yùn)行狀態(tài)機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔芎蜋C(jī)械能變成內(nèi)能電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能能量關(guān)系制動(dòng)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)速外力使電機(jī)快速旋轉(zhuǎn)外力使電機(jī)沿磁場反方向旋轉(zhuǎn)定子繞組接對稱電源實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)電磁制動(dòng)電動(dòng)機(jī)狀
7、態(tài)3.3名牌和額定值一、銘牌例:二、額定值額定功率--額定運(yùn)行時(shí)輸出的機(jī)械功率。額定電壓--額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)加在定子繞組上的線電壓。額定電流--在額定運(yùn)行狀態(tài)下流入定子繞組的線電流。額定頻率--50HZ額定轉(zhuǎn)速--額定運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。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。對中、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)出線頭都引出,這樣可根據(jù)需要靈活地接成“Y”形或“D”形。U1V1W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2D聯(lián)結(jié)Y聯(lián)結(jié)三、接線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)的電磁關(guān)系與變壓器
8、類似。變壓器:?變化?eU1?E1=4.44fN1?E2=4.44fN2?E1、E2頻率相同,都等于電源頻率。異步電動(dòng)機(jī)每相電路i1u1e1e?1e2e?2i2+-++++----f1f2一、定子電路1.旋轉(zhuǎn)磁場的磁通?