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1、第!篇船舶机械电力拖动第!章"船舶机械电力拖动的一般问题#$!$!"概"述本章论述电力拖动的一般问题，即电力拖动的基本原理和共性问题。包括电力拖动动力学基础、电力拖动动态分析基础、电动机分类及容量选择、直流和交流电力拖动基本原理、自动控制系统的基本原理和电力拖动节能问题等。这些一般理论与基本性能分析对于无论何种机械的电力拖动设计均是有用的，可以起到参考和指导作用。对于承担电力拖动和控制设计的人员来说，必须十分熟悉这些基本理论，在面临各种具体的新的机械时，就能灵活分析应用，参考这些基本的理论来解决新的问题。对船舶机械电力拖动的一般要求：
2、!$技术性能船舶机械电力拖动的技术性能指标主要有：适应性、可靠性、操纵性等。船舶机械种类繁多，即使同样机械按照各类船舶的特点也可能选用各种不同型式的拖动系统，其技术性能也舍随之而变；不同的机械其拖动系统更会有所不同。不论何种系统，其技术性能指标均应满足要求，并进行综合平衡。在此基础上，针对具体情况，确定合理的技术参数，以便做出实用的设计。%$经济性船舶机械电力拖动的经济性指标主要有：重量轻、体积小、效率高、价格低等。对于常规机械而言，虽然电力拖动型式及设备大多已定型配套，不存在经济性分析的问题；然而在某些船舶，尤其是小船上可能会有突出
3、的矛盾需解决，就会对选型作出新的分析。在特种机械电力拖动设计中一般都需重点研究，在满足技术性能的不同方案中做经济性指标的比较，以深化经济性的分析。#$运行管理和维护修理船舶机械电力拖动的管理和维修指标主要有：管理监视的目标少而集中、排除故障迅速、维护方便、减轻劳动强度、增强自修能力等。船舶环境条件较差，管理和维修的难易，对船员的生理和心理状态影响较大，因而对船舶运行安全和技术性能的发挥亦是一个重要的因素。一般来说，上述三方面的因素应尽量做到有机结合。当然，不排斥在某些特种机械电力拖动设计中可能有某种方面的侧重。电力拖动型式的方案选择就
4、是这些因素综合的结果，因此必须抓好这一设计环节的工作。本章所论述的内容提供了进行这项工作所必需的理论基础。#$!$%"电力拖动动力学基础!$运动基本方程式电力拖动运动状态的基本研究内容，就是运动机构的速度变化及其能量的变化，因此必须对运动机构的动力学关系充分了解，其运动基本方程式为：%(!&’((!"&!#’$’（#$!$%$!）(%#)*(%式中"!"———电动机转矩（+，,）；!#———已折算至电动机轴上的负载转矩（+·,）；%%&’%$’)"’———转动惯量（./·,）；-*—!**—!———物体质量（!"）；!———物体对转动
5、轴的回转半径（#），$$"#———物体的飞轮力矩（%，#）；"———物体的重量（%）；#&$!———回转直径（#）；($$———重力加速度（#·’）；(,"———电动机角速度（)*+·’）；($+"-+%———电动机角加速度（)*+·’）；(,&———电动机转速（)·#./）；($+&-+%———电动机加速度（)·#./）。($式（01,1$1,）中的系数023在本篇中具有加速度量纲，即为023#·’。式（01,1$1,）适用于转动惯量恒定的机械，式中各参数均为已折算到电动机轴上的数值。当电动机产生的转矩’(的方向与转速方向一致时称为
6、电动状态，’(为正值称电动转矩；反之，称为制动状态，’(为负值称制动转矩。负载转矩有多种类型，详见01,141,所述。根据式（01,1$1,）分析，可以确定拖动装置有三种运动状态：,）’((’)56———加速运动；$）’((’)76———减速运动；0）’((’)&6———等速运动。$1负载转矩的折算,）转动机构负载转矩折算到电动机轴时为：’)*’)’&（01,1$1$）+#式中8’)*———转动机构负载转矩（%·#）；&(+&———电动机与负载机构之间的转速传动比；&)#———电动机与负载机构之间的传动效率。$）移动机构负载阻力折算到
7、电动机轴时为：96,-’)(&（01,1$10）$$&(#式中8,———移动机构负载阻力（%）；(,-———移动机构负载运动速度（#·’）；(,&(———电动机转速（)·#./）。0）当拖动装置中同时包括转动及移动机构时为：’)&%’)’:%’)(（01,1$14）式中8%’)’———拖动装置中各个转动机构负载转矩折算值之和；%’)(———拖动装置中各个移动机构负载转矩折算值之和。01转动惯量和飞轮力矩的折算,）转动机构转动惯量和飞轮力矩折算到电动机轴时为；.*.’&$（01,1$13）+$$（"#）;"#’&$（01,1$19）+式
8、中8.*———转动机构的转动惯量；$（"#）;———转动机构的飞轮力矩。—,39—!）移动机构负载质量折算到电动机轴时为：!$!""#!（#$%$!$&）!"!!%$%&""#’(!（#$%$!$)）’"式中*#———移
