船舶电机与电力拖动系统

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1、§1.1直流电机的结构、励磁方式与运行特性§1.2变压器§1.3交流异步电动机§1.4控制电机及其在船舶上的应用§1.5船舶常用控制电器§1.6异步电动机常用控制电路§1.7锚机、绞缆机电力拖动控制系统§1.8起货机电力拖动控制系统§1.9船舶舵机控制系统3.1三相异步电动机的基本结构一、定子部分1、定子铁心——导磁部分。定子铁心是电机磁路的一部分，并起固定定子绕组的作用。为了增强导磁能力和减小铁耗，定子铁心常选用0.5mm或0.35mm厚的硅钢片冲制叠压而成，片间涂上绝缘漆。定子铁心内圆均匀冲出许多形状相同的槽，用以嵌放定子绕组。2

2、、定子绕组：放在定子铁心内圆槽内——导电部分。定子绕组是异步电动机的电路部分，其材料主要采用紫铜。小型异步电动机常采用三相单层绕组，大中型异步电动机常采用三相双层短矩叠绕组形式，三相绕组的六个出线端子均接在机座侧面的接线板上，可根据需要将三相绕组接成Y形或△形。3、机座机座是电动机的外壳，支撑电机各部件，并通过机座的底脚将电机安装固定。全封闭式电机的定子铁心紧贴机座内壁，故机座外壳上的散热筋是电机的主要散热面。中小型电机采用铸铁机座。大型电机一般采用钢板焊接机座。定子绕组机座二、转子部分1、转子铁心转子铁心也是电机磁路的组成部分，并用

3、来固定转子绕组。铁心材料也用0.5mm或0.35mm厚的硅钢片冲制叠压而成，故通常用冲制定子铁芯冲片剩余下来的内圆部分制作。转子铁芯固定在转轴上，其外圆上开有槽，用来嵌放转子绕组。2、转子绕组——根据转子绕组的结构型式可分为1）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内插入一根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。2）绕线式转子：转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。异步电动机的气隙是均匀的。大小为机械条件所能允许达到的最小值。三、气隙转子转子铁心按转子结构分：绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图三相绕线型转子结构图3

4、.2三相异步电动机的基本工作原理U2U1W2V1W1V2n一、转动原理1、电生磁：三相对称绕组通往三相对称电流产生圆形旋转磁场。2、磁生电：旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流。3、电磁力：转子载流（有功分量电流）体在磁场作用下受电磁力作用，形成电磁转矩，驱动电动机旋转，将电能转化为机械能。异步电动机的三相绕组与三相电流（a）ωt=0（b）ωt=60º（c）ωt=90º一对极旋转磁场的形成四极异步电动机定子绕组设电流的频率为f1，电流每分钟变化的周数为60f1,故每分钟旋转磁场转过（60f1）/p转，故旋转磁场的转速为：旋转磁场的转速

5、n0又称异步电动机的同步转速，其单位为r/min。因为电源的频率和磁极对数通常是固定的，所以一台异步电动机的同步转速n0是一个不变的常数。下表列出了电源频率为50Hz和60Hz时异步电动机的同步转速与磁极对数的对应关系。电源频率为50Hz和60Hz时异步电动机的同步转速n0与磁极对数的对应关系p123456n0（f=50Hz）300015001000750600500n0（f=60Hz）360018001200900720600二、转差率转差率是异步电机的一个基本物理量，它反映电机的各种运行情况。转子未转动时，电机理想空载时，作为电动

6、机，转速在范围内变化，转差率在0~1范围内变。负载越大，转速越低，转差率越大；反之，转差率越小。转差率的大小能够反映电机的转速大小或负载大小。电机的转速为：额定运行时，转差率一般在0.01~0.06之间，即电机转速接近同步速。同步转速与转子转速之差与同步转速的比值称为转差率，用s表示，即：三、异步电机的三种运行状态根据转差率的大小和正负,异步电机有三种运行状态机械能转变为电能电能和机械能变成内能电能转变为机械能能量关系制动制动驱动电磁转矩转差率转速外力使电机快速旋转外力使电机沿磁场反方向旋转定子绕组接对称电源实现发电机电磁制动电动机状

7、态3.3名牌和额定值一、铭牌例:二、额定值额定功率--额定运行时输出的机械功率。额定电压--额定运行状态时加在定子绕组上的线电压。额定电流--在额定运行状态下流入定子绕组的线电流。额定频率--50HZ额定转速--额定运行时电动机的转速。三相异步电动机的定子部分在结构上和同步电动机的定子部分完全相同。对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三相绕组的六个出线头都引出，这样可根据需要灵活地接成“Y”形或“D”形。U1V1W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2D联结Y联结三、接线3.4三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电磁关系与变压器

8、类似。变压器：变化eU1E1=4.44fN1E2=4.44fN2E1、E2频率相同，都等于电源频率。异步电动机每相电路i1u1e1e1e2e2i2+－++++－－－－f1f2一、定子电路1.旋转磁场的磁通