[工学]第13章 电力拖动系统方案与电动机选择.ppt

内容简介 电力拖动系统的方案选择； 电动机的选择：电动机内部的发热与冷却规律、电动机的工作制以及各种工作方式下电动机额定功率的选取。 3. 考虑起、制动及停歇过程时发热校验公式的修正 对电力拖动系统，若选用他扇冷却式电动机，则其冷却风扇的转速不会受起、制动和停歇过程 的影响。但若选用自扇冷却式电动机，则冷却风扇的转速会受到起、制动和停歇过程的影响，最终可能导致散热条件恶化，稳态温升提高。为此，在采用平均损耗法、等效电流法、等效转矩法以及等效功率法进行计算时，应在对应于起动、制动时间上乘以一散热恶化系数 ，在停歇时间上乘以散热恶化系数 。具体方法如下： 对于直流电动机，一般取 ， ；对于异步电动机，一般取 ， 。 如对于图13.9所示的负载电流，其修正后的等效电流可按下式计算： 图13.9 包括起、制动和停歇时间的负载电流图 （13-34） b、短时工作制负载下电动机发热的校验 短时工作制的负载可以选用连续工作制的电动机，也可以选用短时工作制的电动机。现介绍如下： 1. 选择连续工作制电动机 短时工作制负载选择连续工作制电动机时，首先需将短时工作制下的负载功率折算到连续工作制，然后再预选电动机的额定功率。折算可按下式进行： （13-35） 式中， 为电动机的发热时间常数； 为短时工作时间； 为折算到连续工作制下的负载功率。 短时工作制时的功率变化曲线与温升曲线如图13.10所示。 图13.10 短时工作制时的功率变化曲线与温升曲线 将短时工作制的负载功率折算至连续工作制，然后预选电动机的额定功率，其后也不需要进行温升校核。但考虑到电动机的额定功率要比实际（折算前的）负载功率低，因此一定要对电动机的过载能力和起动能力进行校核。 2. 选择短时工作制电动机 短时工作制电动机有三种：30min、60min、90min。若短时工作方式负载的工作时间 与标准时间相同，则选择电动机额定功率时只需确保 即可，不必再校核发热。 若负载的实际工作时间与标准时间不同，则应先将负载的功率折算至最接近的标准时间 ，然后再选择电动机。其折算可按式（13-39）进行，发热也不必再校核。 （13-39） * 第13章 电力拖动系统的方案与电动机选择 13.1 电力拖动系统的方案选择 电力拖动系统是由电动机、供电电源、控制设备以及生产机械组成。因此，在电力拖动系统基本方案选择时，应该重点考虑如下几个方面的问题： 电力拖动系统供电电源的考虑； 电动机的选择； 电动机与生产机械负载配合的稳定性考虑； 调速方案的选择； 电力系统的起、制动方法、正、反转方案的选择； 经济指标的考虑，主要包括电网功率因数的考虑、调速方案的选择以及电网污染的考虑； 电力拖动系统控制策略的选择； 可靠性的考虑。 A、电力拖动系统供电电源的考虑 电力拖动系统的供电电源可分为三大类： 交流工频50Hz电源； 独立变流机组电源； 电力电子变流器电源。 其中，电力电子变流器电源指的是由各类电力电子器件组成的整流器（直流电源）、变频器、交流调压器（交流电源）以及各式各样的逆变器等。 B、电力拖动系统稳定性的考虑 电机与所拖动的负载只有合理配合，才能确保电力拖动系统稳定运行。借助于电动机所提供的机械特性和生产机械的负载转矩特性便可以对电力拖动系统的稳定运行情况进行判别。 图13.1给出了由各种电动机组成的电力拖动系统的机械特性与恒转矩负载特性，旨在对电力拖动系统的稳定性进行判别。 图13.1 电力拖动系统电动机机械特性与负载转矩特性的配合 C、调速方案的选择 电动机的机械特性决定了拖动系统的调速方式，而且每一种调速方式又具有不同的调速性质。电动机的调速特性应与负载的转矩特性相一致，才能使电动机的功率得到充分利用。 对于他励直流电动机，可以采用电枢回路串电阻调速、电枢调压调速以及弱磁调速。 从调速性质来看：电枢回路串电阻调速与电枢调压调速属于恒转矩调速性质，因而适应于恒转矩负载；而弱磁调速属于恒功率调速性质，因而适应于恒功率负载。 对于同步电动机，只有改变同步电动机的供电频率实现调速。为确保电动机内部磁通以及最大电磁转矩不变，一般要求在改变定子频率的同时改变定子电压。一旦供电频率超过基频以上，则保持供电电压为额定值不变。 从调速性质来看：基频以下属于恒转矩调速，适应于恒转矩负载