注册考试大纲 17. 电气传动 17.1 熟悉电气传动系统的组成及分类; 17.2 了解电动机的选择; 17,3 掌握交、直流电动机的起动方式及起动校验; 17.4 掌握交、直流电动机调速技术; 17.5 掌握交、直流电动机的电气制动方式及计算方法; 17.6 掌握电动机保护配置及计算方法; 17.7 熟悉低压电动机控制电器的选择;17.8 了解电动机调速系统性能指标;17.9 了解传动系统动态指标的运用;
注册考试大纲
17. 电气传动
17.1 熟悉电气传动系统的组成及分类;
17.2 了解电动机的选择;
17,3 掌握交、直流电动机的起动方式及起动校验;
17.4 掌握交、直流电动机调速技术;
17.5 掌握交、直流电动机的电气制动方式及计算方法;
17.6 掌握电动机保护配置及计算方法;
17.7 熟悉低压电动机控制电器的选择;
17.8 了解电动机调速系统性能指标;
17.9 了解传动系统动态指标的运用;
17.10 了解调节理论在电气传动工程中的运用;
17.11 熟悉PLC的组成及工作原理。
注册考试中心辅导教材之001
17 电气传动
电气传动(又称电力拖动),是合理的使用电动机实现生产过程机械设备电气化及自动控制的电气设备及系统的技术总称。许多机械设备诸如生产机械、牵引机械、日用电器、计算机及精密仪器等都是由电动机拖动完成运动控制,根据供电电源型式的不同,可分为直流传动和交流传动两类。电气传动是一个非常重要的工业应用领域。
17.1 电气传动系统的组成及分类[68]
17.1.1 电气传动系统的主要组成部分
电气传动系统由电动机、电源装置和控制装置三部分组成,它们各自有多种设备或线路组成可供选用。
17.1.2 电气传动系统电源装置的分类
电气传动系统电源装置分为母线供电装置、机组变流装置及电力电子变流装置三大类。
(1)母线供电装置(与电器控制系统配合使用),可分为:
1)交流母线;
2)直流母线。
(2)机组变流装置可分为:
1)直流发电机组,20世纪70年代以前广泛使用,随着电力电子变流装置的技术发展,直流发电机组在新设计中很少采用;
2)变频机组。
(3)电力电子变流装置。
1)按变流种类可分为:①整流装置;②交流调压装置;③变频装置,又分成交一直一交间接变频和交一交直接变频两类。
2)按使用的器件可分为:①汞弧整流器装置,在20世纪60~70年代以前盛行,现已淘汰;②普通晶闸管装置;③新型自关断器件装置,如可关断晶闸管(GTO)适用于几兆瓦功率等级;大功率晶体管(GTR)适用于几千瓦至几十千瓦功率等级;新型场控功率器件,例如功率场效应管(POWER MOSFET),绝缘门极晶体管(IGBT)、静电感应晶体管(SIT)和静电感应晶闸管(SITH)、场控晶闸管(MCT)等。
17.1.3 电气传动控制系统的分类
(1)电气传动控制系统按所用的器件分类。
1)电器控制:又称继电器一接触器控制,与母线供电装置配合使用。
2)电机放大机和磁放大器控制:与机组供电装置配合使用,在20世纪30~60年代盛行,随电子技术发展,已逐步淘汰。
3)电子控制装置又分为电子管控制装置(在20世纪40~60年代,少数传动设备用过,已淘汰)和半导体控制装置(又有分立元件,中小规模集成电路及微机和专用大规模集成电路等几代产品)。
(2)电气传动控制系统按工作原理分类。
1)逻辑控制:通过电气控制装置控制电机起动、停止、正反转或有级变速,控制信号来自主令电器或可编程序控制器。
2)连续速度调节:与机组或电力电子变流装置配合使用,连续改变电机转速。这类系统按控制原则分开环控制、闭环控制及复合控制三类。按控制信号的处理方法分模拟控制、数字控制及模拟/数字混合控制三类。
直流连续速度调节控制一般都采用双环线路。交流调速控制常用线路有:电压/频率比控制,转差频率控制及矢量控制。
(3)电气传动控制系统按调速种类分类。
1)电气传动控制系统可分为不调速和调速两大类型。不调速电动机直接由电网供电。调速电动机由各种变流器(主要是各种电力电子变流器)供电。
2)调速类又分为直流调速系统和交流调速系统两类。直流调速系统是传统的调速方式。近年来,由于新型电力电子器件的发展,通过改变电源频率实现调频调压(VVVF)及脉宽调制(PWM)的交流电动机调速已取得很大的进步。另外,由于矢量控制技术的发展,交流电动机调速性能已完全可与直流电动机相比美。因此,交流电动机变频调速取代直流电动机调速的趋势已不可阻挡。
2楼
17.2 电动机的选择
17.2.1 电动机的类型、工作制及其自然机械特性[66]
17.2.1.1 电动机的类型
按电机电流类型分类,电动机的类型如下:
17.2.1.2 电动机的工作制
(1)电动机工作制的定义。电机工作制是对电机承受负载情况的说明,包括起
动、电制动、空载、断能停转以及这些阶段的持续时间和先后顺序。
(2)电动机的工作制类型。对应于生产机械的各种工作制,通常将传动电动机的
工作类型分为8类,见表17−2−1。
表17−2−1中,工作制S1可以按照电动机铭牌给出的连续定额长期运行。对于工作
制S2,电动机应在一定状态下起动,并在规定的时限内运行。短时定额时限一般
规定为10、30、60min或90min,具体视电动机而定。
对于工作制S3和S6,每一个工作周期为10min。
对于S2、S4、S5、S6和S8等5种工作制,其负载持续率均为15%、25%、40%
和60%。
对于S4、S5、S7和S8等4种工作制,每小时的等效起动次数一般分为150、300
次或600次。
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3楼
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4楼
17.2电动机的选择
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17.2电动机的选择
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6楼
绝对珍惜 ,就是电脑报废了,也要把硬盘留下,以后在给装上
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7楼
好贴,顶个。
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8楼
后面还应该有呀
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9楼
先谢过。
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10楼
17.2.2 电动机的选择方法[10、64、66、69]
17.2.2.1 电动机的选择基本要求
按照技术经济合理的原则,正确选择电动机,应满足以下要求:
(1)电动机的全部电气和机械参数,包括工作制、额定功率、最大转矩、最小转矩、堵转转矩、飞轮矩、同步机的牵入转矩、转速(对直流电动机分基速和高速)、调速范围等,应满足工艺设备在起动、制动、运行等各种运行方式的要求。
(2)电动机的类型和额定电压,应满足电网的要求,如电动机起动时保持电网电压维持在一定水平,运行中保持功率因数在合理的范围内等。
(3)电动机的结构型式、冷却方式、绝缘等级、允许的海拔高度等,应符合工作环境要求。
(4)电机的额定容量应留有适当裕量,负荷率一般在0.8~0.9范围内。但为改善功率因数,同步电动机的容量不受此限。应当指出,选择过大的容量不仅造价增加且电机效率降低,同时对异步电动机会导致功率因数降低;此外,还可能因最大转矩过大需要增大机械设备的强度而提高设备造价。
17.2.2.2 电动机的选择步骤
一般情况下,电动机的选择步骤如图17−2−2所示。
17.2.2.3 电动机的类型、转速、电压及防护型式等的选择
(1)电动机的类型选择。电动机类型的选择,应符合下列规定:
1)机械对起动、调速及制动无特殊要求时,应采用笼型电动机,但功率较大且连续工作的机械,当在技术经济上合理时,宜采用同步电动机。
2)符合下列情况之一时,宜采用绕线转子电动机:
a)重载起动的机械,选用笼型电动机不能满足起动要求或加大功率不合理时;
b)调速范围不大的机械,且低速运行时间较短。
3)机械对起动、调速及制动有特殊要求时,电动机类型及其调速方式应根据技术经济比较确定。在交流电动机不能满足机械要求的特性时,宜采用直流电动机;交流电源消失后必须工作应急机组,亦可采用直流电动机。
变负载运行的风机和泵类机械,当技术经济合理时,应采用调速装置,并应选用相应类型的电动机。
(2)电动机转速的选择。合理地选择电动机的转速,应从技术经济多方面考虑:
1)对于不需要调速的高转速或中转速机械,如水泵、压缩机、鼓风机一般应选用相应转速异步或同步电动机直接与机械相连接。
2)不需要调速的低转速机械,如球磨机、轧钢机,一般选用适当转速的电动机通过减速机来传动,对于大功率设备的传动,应注意电动机的转速不宜过高,因为制造速比大的减速机比较困难。
3)对于需要调速的机械,如轧钢机,电动机的转速与生产机械要求的最高速度相适应,并留有10%−15%向上调速的裕量,连接方法可直接连或者通过减速机传动(如选用直流电动机),应从充分利用电动机功率出发,合理选择电动机的基速。对于恒功率调速的某些机械,应适当选择减速机传动比及电动机的基速,使电动机在基速附近或以上运行。在机械允许条件下,减速机速比宜适当大些,这样便可选择较高基速的直流电动机,以减少电机造价。
4)反复短时工作的机械,电动机的转速除去能满足最高速度要求外,还需从保证生产机械达到最大的加、减速度而选择最合适的传动比,使生产机械获得最高生产率。
5)工业企业某些低速反复短时工作机械,如轧机主传动,在电机制造可能条件下,宜采用无减速机直接传动,以提高传动系统的效率,减少能耗,并提高传动系统的动态性能(减少机械传动系统的飞轮矩,缩短正、反转过渡历程)。
6)自扇冷式电动机,散热级能随电动机转速而变,不宜长期在低速下运行,如果确因要长期低速运行时,应增设外部通风设备,以免损坏电动机。
(3)电动机电压的选择。电动机的额定电压应根据其额定功率和所在系统的配电电压选定,必要时,应根据下列条件经技术经济比较后确定:
1)工业企业供电电压一般为10kV、6kV、380V。
2)电动机额定电压和容量范围见表17−2−3及表17−2−4。
当企业供电电压为10kV时,大容量电动机采用10kV直接供电;中等容量电动机,如果有10kV电压者,应优先采用;当总降具有6kV电压的三绕组主变压器时,应采用6kV电机,并设6kV母线。当只有10kV电源时,电动机的额定电压采用6kV还是3kV,在经过技术经济比较后,采用10/3kV比10/6kV中间变压器供电在技术经济上如果更加合理时,才可以采用3kV电动机。
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11楼
17.2.2.4 电动机的额定功率选择
电动机额功率的选择,应符合下列规定:
(1)连续工作负载平稳的机械应采用最大连续定额的电动机,其额定功率应按机械的轴功率选择。当机械为重载起动时,笼型电动机和同步电动机的额定功率应按起动条件校验;对同步电动机,尚应校验牵入转矩。
(2)短时工作的机械应采用短时定额的电动机,其额定功率应按机械的轴功率选择;当无合适规格的短时定额电动机时,可按允许过载转矩选用周期工作定额的电动机。
(3)断续周期工作的机械应采用相应的周期工作定额的电动机,其额定功率宜根据制造厂提供的不同负载持续率和不同起动次数下的允许输出功率选择,亦可按典型周期的等值负载换算为额定负载持续率选择,并应按允许过载转矩校验。
断续工作制机械选用断续定额电动机,所选用的电机负载持续率额定值 ,应尽量接近实际工作条件下的 值,当实际工作的 值与标准负载持续率额定值 不同时,应把实际工作的 值时的功率换算到 值最接近的标准负载持续率额定值 时的功率,当实际工作的 值大于60%时,可采用强迫通风或选用连续定额电动机。
电机负载持续率 -电动机在按一系列相同周期工作运行中,通电时间的总和与周期时间的比值,用百分率表示。 值一般分为15%、25%、40%、60%四种。
(4)连续工作负载周期变化的机械应采用相应的周期工作定额的电动机,其额定功率宜根据制造厂提供的数据选择,亦可按等值电流法或等值转矩法选择,并应按允许过载转矩校验。
(5)选择电动机额定功率时,根据机械的类型和重要性,应计入适当的储备系数。
(6)当电动机使用地点的海拔和冷却介质温度与规定的工作条件不同时,其额定功率应按制造厂的资料予以校正。
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