港口电气设备教学课件（完整版）.ppt

全 册 课 件 延迟符 港口电气设备全套课件 港口电气设备 二 直流电动机电力拖动 三 三相异步电机电力拖动 一 电力拖动基础知识 绪 论 一、课题引入 电力拖动的相关知识是本课程学习的前提和基础，港口机械系统大多数为电力拖动系统，其电气设备的控制需要掌握生产机械的负载特性、电机的机械特性和交、直流电动机起动、制动、调速的原理及分析方法等知识。例如门坐式起重机则是控制电机进行相关行走机构、旋转机构、变幅机构和起升机构的操作，来完成相应的任务，要对四大机构进行准确控制，需要对电机起动、制动、调速等知识具有比较深入的认识，能够运用相关知识进行基本电气控制线路的设计。 二、课题分析 本课题主要分电力拖动基本知识、直流电动机电力拖动、交流电动机电力拖动三部分内容，该三部分内容为电机及拖动课程的核心内容。本课题再次有针对性的学习，为了使学生对港口电气设备本课程能够更好的理解与学习，是必须掌握好的知识点。 本课题需要掌握的要点： （1）生产机械的负载特性、电动机的机械特性及工作状态； （2）直流电动机的工作原理，直流电动机起动、制动、调速的原理以及与负载配合的分析方法； （3）交流电动机的工作原理，交流电动机起动、制动、调速的原理以及与负载配合的分析方法。 三、相关知识 （一）电力拖动基础 凡是由电动机拖动生产机械，并完成一定工艺要求的系统，都称为电力拖动系统。生产机械称为电动机的负载。电力拖动系统一般构成如图所示。 1 生产机械的负载转矩特性 不同生产机械的负载转矩TL随转速n变化规律不同，用负载转矩特性来表征，即n=f(TL)。各种生产机械的特性大致可分为以下三种类型 恒转矩负载特性 恒功率负载特性 通风机型负载特性 恒转矩负载特性 TL=常数，与转速n无关 反抗性恒转矩负载特性 位能性恒转矩负载特性 负载转矩的方向始终与生产机械运动的方向相反，总是阻碍电动机的运转，如轧钢机、机床的平移机构、电力机车等。 当下放重物时负载转矩变为驱动转矩，其作用方向与电动机旋转方向相同，促使电动机旋转。 起重设备提升重物时，负载转矩TL为阻力矩，与电动机旋转方向相反 位能性负载转矩由重力作用产生，其大小和方向始终不变 恒功率负载特性 风机水泵负载特性 PL=常数 ,TL=9.55P/n TL=Kn2 例：车床切削粗加工时,切削量大(TL大)，用低速档；精加工时，切削量小(TL小)，用高速档 电扇、水泵、油泵等 注意：以上三类是典型的负载特性，实际生产机械的负载特性常为几种类型负载的综合。 2 电动机的机械特性及工作状态 （1）电动机的机械特性 不同的电动机有不同的固有特性，电动机的固有特性主要分为以下三类。 1 绝对硬的机械特性 该种机械特性如图的特性曲线1所示， 当电动机转矩改变时，其转速不变， 例如，同步电动机的机械特性。 2 硬特性 该机械特性如图的特性曲线2和4所示，电动机的转速虽然随着力矩增大而下降， 但下降陡度不大，例如，直流并励电动机和交流异步电动机在临界转差率以上 的机械特性。 3 软特性 该机械特性如图中特性曲线3所示，电动机的转速随转矩的增加而下降， 下降的陡度很大，例如直流串励电动机的机械特性。 （2）电动机的工作状态 （二）直流电机电力拖动 （1）直流电机的基本工作原理 直流发电机的基本工作原理 基于电磁感应原理：右手定则 产生磁场：（N、S极） 运动导线ab、cd切割磁场 线圈感应电动势——交变 换向整流——电刷间输出直流电动势 直流发电机的工作原理模型 直流电动机的基本工作原理 基于电磁力定律：左手定则 载流导体ab、cd 在磁场中产生电磁力f 形成电磁转矩带动转子旋转 换向器作用： 在发电机中起整流作用，使线圈中的交变电动势——电刷间的直流电动势。 在电动机中起逆变作用，使电刷间的直流电——线圈内的交变电，保证电动机的转向恒定。 直流电动机工作原理模型 （2）直流电机的基本结构 1-电枢铁心 2-主磁极 3-励磁绕组 4-电枢齿 5-换向极绕组 6-换向极铁心 7-电枢槽 8-底座 9-电枢绕组 10-极掌(极靴） 11-磁轭（机座） 直流电机的结构图 直流电机的径向剖面示意图 电磁方面：产生磁场和构成磁路。 机械方面：整个电机的支撑。 作用 主要部件：磁极、机座、换向极、电刷、轴承、端盖等 作用 感应电动势和产生电磁转矩， 从而实现能量的转换 主要部件：电枢铁心、电枢绕组、换向器、轴承和风扇等 主磁极 1、定子部分 产生磁场，N、S 相隔，用p表示极对数 导磁和机械支撑 机座 由磁极铁心和励磁绕组构成,磁极铁心由极身和极靴组成. 作用:改善直流电机的换向，一般电机容