10、起動(dòng) 這種起動(dòng)方式最簡(jiǎn)單，不具備電流閉環(huán)控制，僅調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角，使之與時(shí)間成一定函數(shù)關(guān)系增加。顧名思義是電壓由小到大斜坡線性上升，它是將傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)從有級(jí)變成了無(wú)級(jí)，主要用在重載起動(dòng)，它的缺點(diǎn)是初始轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)矩特性拋物線型上升對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)不利，且起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)有損于電機(jī)。
3、轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng) 用在重載起動(dòng)，它是將電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩由小到大線性上升，它的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)平滑，柔性好，對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)有更好的保護(hù)，它的目的是保護(hù)拖動(dòng)系統(tǒng)，延長(zhǎng)拖動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命。同時(shí)降低電機(jī)起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，是最優(yōu)的重載起動(dòng)方式，它的缺點(diǎn)是起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。
4、 轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)與轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng) 相仿也是用在重載起動(dòng)，不同的是在
11、起動(dòng)的瞬間用突跳轉(zhuǎn)矩克服電機(jī)靜轉(zhuǎn)矩，然后轉(zhuǎn)矩平滑上升，縮短起動(dòng)時(shí)間。但是，突跳會(huì)給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖，干擾其它負(fù)荷，應(yīng)用時(shí)要特別注意。
5、 電壓控制起動(dòng)是用在輕載起動(dòng)的場(chǎng)合，在保證起動(dòng)壓降下發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，盡可能的縮短了起動(dòng)時(shí)間，是最優(yōu)的輕載軟起動(dòng)方式。
2.33幾種起動(dòng)方式和電動(dòng)機(jī)電壓、電流和扭矩的基本關(guān)系
綜上所述不難看出，最適用最先進(jìn)的起動(dòng)方式應(yīng)是電壓控制起動(dòng)和轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)及轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)。目前的軟起動(dòng)器多是限電流起動(dòng)和斜波電壓起動(dòng)，它是最原始最低級(jí)最簡(jiǎn)單的起動(dòng)方式，還有的是限流起動(dòng)和轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)。唯有電壓控制和純轉(zhuǎn)矩控制及轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)較為先進(jìn)。
圖1
12、.2 直接在線啟動(dòng)（Dol）、星-三角 2、軟啟動(dòng)器等3種不同的啟動(dòng)方式在電動(dòng)機(jī)電壓、電流和扭矩方式的基本聯(lián)系
2.4變頻調(diào)速
變頻調(diào)速時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)及其效能產(chǎn)生的影響：
變頻調(diào)速不論采用什么樣的控制方法其輸出到電機(jī)端上的電壓脈沖是非正弦的。所以普通異步電動(dòng)機(jī)在非正弦波下的運(yùn)行特性分析就是變頻調(diào)速時(shí)對(duì)電機(jī)產(chǎn)生的影響。主要有以下幾個(gè)方面：
1）電動(dòng)機(jī)的損耗和效率
Ⅰ.電動(dòng)機(jī)損耗
非正弦電源下運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，除了基波產(chǎn)生的正常損耗外，還將出現(xiàn)許多附加損耗。主要表現(xiàn)在定子銅損、轉(zhuǎn)子銅損和鐵損的增加，從而影響電動(dòng)機(jī)的效率。
Ⅱ.電動(dòng)機(jī)效率
諧波損耗的大小明顯地決定于外加電壓的諧波含量。諧
13、波分量大，電動(dòng)機(jī)損耗增加，效率降低。但是大多數(shù)靜止逆變器不產(chǎn)生低于5次的諧波，而高次諧波的幅值較小。這種波形的電壓對(duì)電動(dòng)機(jī)效率降低并不嚴(yán)重。對(duì)中等容量的異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行計(jì)算和對(duì)比試驗(yàn)表明，其滿載有效電流比基波值約增加4％。如果忽略集膚效應(yīng)，則電動(dòng)機(jī)的銅損與總有效電流的平方成比例，諧波銅損為基波損耗的8％?？紤]到由于集膚效應(yīng)使轉(zhuǎn)子電阻平均可增大3倍，因而電動(dòng)機(jī)的諧波銅損應(yīng)為基波損耗的24％。如果銅損占電動(dòng)機(jī)總損耗的50％，則諧波銅損使整個(gè)電動(dòng)機(jī)的損耗增加12％。
鐵損的增加很難計(jì)算，因?yàn)樗茈妱?dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和所用磁性材料的影響。如果定子電壓波形中的高次諧波成分相對(duì)較低，像在6階梯波中那樣，諧波鐵損增加
14、不會(huì)超過(guò)10％。如果鐵損和雜散損耗占電動(dòng)機(jī)總損耗的40％，則諧波損耗僅占電動(dòng)機(jī)總損耗的4％。摩擦損耗和風(fēng)阻損耗是不受影響的，因而電動(dòng)機(jī)的全部損耗增加小于20％。如果電動(dòng)機(jī)在50Hz正弦電源時(shí)的效率為90％，則由于諧波存在使電動(dòng)機(jī)效率只降低1％一2％。
如果外加電壓波形的諧波成分明顯地大于6階梯波時(shí)的諧波成分，則電動(dòng)機(jī)的諧波損耗將大大增加，而且可能大于基波損耗。就是在6階梯波電源時(shí)，一個(gè)低漏抗的磁阻電動(dòng)機(jī)可能吸收一個(gè)很大的諧波電流，從而使電動(dòng)機(jī)的效率下降5％或更多。在這種情況下，為了滿意地運(yùn)行，就要使用12階梯波的逆變器，或采用六相的定子繞組。電動(dòng)機(jī)的諧波電流和諧波損耗實(shí)際上與負(fù)載無(wú)關(guān)，因此
15、時(shí)間諧波的損耗大小實(shí)際上可以在空載情況下用正弦電源和非正弦電源進(jìn)行比較確定。以此來(lái)確定某種型式或某種結(jié)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)效率下降的大致范圍。
Ⅲ.電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定和扭振問(wèn)題
當(dāng)交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于變頻電源時(shí)，在一定的頻率及負(fù)載情況下，系統(tǒng)可能發(fā)生不穩(wěn)定性。由于動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性與系統(tǒng)的狀態(tài)有關(guān)，因此在無(wú)限大的工頻電源系統(tǒng)中可以穩(wěn)定運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)采用逆變器供電時(shí)就可能變得不穩(wěn)定；當(dāng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)專用一個(gè)變頻電源時(shí)，運(yùn)行穩(wěn)定，而多臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用一個(gè)變頻電源組合傳動(dòng)時(shí)，就變得不穩(wěn)定了。通過(guò)對(duì)這些現(xiàn)象的分析，發(fā)現(xiàn)有以下兩個(gè)原因：即電動(dòng)機(jī)固有的低頻不穩(wěn)定性和電動(dòng)機(jī)與逆變器間相互影響造成的不穩(wěn)定性。在低頻時(shí)的這種不穩(wěn)定性表現(xiàn)為
16、持續(xù)地振蕩，也就是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在同步附近的擺動(dòng)。轉(zhuǎn)矩角的變化產(chǎn)生相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩和功率的脈動(dòng)。如果轉(zhuǎn)子振蕩過(guò)大并超過(guò)失步轉(zhuǎn)矩，則電動(dòng)機(jī)失步。另一方面，也可能超出逆變器的換向能力而使其保護(hù)動(dòng)作。
各軸的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速計(jì)算
0軸(電動(dòng)機(jī)軸)
P0=Pd=5.762kw,n0=nm=1440r/min
T0=9.55*106P/n=3.82*104Nmm
1軸(高速軸)
P1=P0η1=5.7kw,n1=1440r/min
T1=9.55*106P/n=3.78*104Nmm
2軸(中間軸)
P2=P1η2η3=5.47kw,n2=232.26r/min
T2=9.55*106P/n=22
17、.49*104Nmm
3軸(低速軸)
P3=P2η2η3=5.25kw,n3=52r/min
T3=9.55*106P/n=96.4*104Nmm
4軸
P4=P3η3η4=4.49kw,n3=52r/min
T4=9.55*106P/n=90.73*104Nmm
2.5電機(jī)運(yùn)行特性的數(shù)值計(jì)算方法
工程中常利用同步發(fā)電機(jī)的一些基本特性來(lái)分析三相對(duì)稱負(fù)載下發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的性能，其中的特性曲線主要有以下幾個(gè)：
（1）空載特性曲線：當(dāng)I＝0時(shí)，U＝f（If）；
（2）短路特性曲線：當(dāng)U＝0時(shí)，I＝f（If）；
（3）負(fù)載特性曲線：當(dāng)I＝const及cosθ＝const時(shí)，U＝
18、f（If）；
（4）外特性曲線：當(dāng)If＝const及cosθ＝const時(shí)，U＝f（I）；
（5）調(diào)整特性曲線：當(dāng)U＝const及cosθ＝const時(shí)，I＝f（If）。
上述曲線表示發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中端電壓U、電樞電流I、勵(lì)磁電流If和功率因數(shù)cosθ四個(gè)變量之間的變化關(guān)系。用解析法計(jì)算上述特性曲線時(shí)，由于無(wú)法考慮鐵芯的飽和因素，存在著特性曲線失真、電抗參數(shù)偏差較大的情況。在運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量時(shí)，因受實(shí)際條件的限制，有些運(yùn)行工況無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行模擬或檢測(cè)，如在測(cè)量零功率負(fù)載曲線時(shí)，很難使cosθ＝0絕對(duì)成立，一般認(rèn)為cosθ＜0．2即符合實(shí)驗(yàn)要求。運(yùn)用數(shù)值方法計(jì)算，則完全克服了上述缺
19、陷，可以通過(guò)計(jì)算得到任意條件下發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況的各項(xiàng)性能，所得到的計(jì)算結(jié)果精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于解析值。
3.電動(dòng)機(jī)的選擇
三相交流異步電動(dòng)機(jī)的選用，主要從選用的電動(dòng)機(jī)的功率、工作電壓、種類(lèi)、型式及其保護(hù)電器考慮。
3.1.功率的選擇
選用電動(dòng)機(jī)的功率大小是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的需要所確定的。
(1)連續(xù)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)功率的選擇
對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，先算出生產(chǎn)機(jī)械的功率，所選用的電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或大于生產(chǎn)機(jī)械的功率即可。
例如，帶動(dòng)車(chē)床切削的電動(dòng)機(jī)功率為:P==（kW）
式中P1為車(chē)床的切削功率；F為切削力（N）；v為切削速度（m/min）;η1為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
20、的效率。
(2)短時(shí)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)功率的選擇
短時(shí)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的功率可以允許適當(dāng)過(guò)載．設(shè)過(guò)載系數(shù)為λ，則電動(dòng)機(jī)的額定功率可以是生產(chǎn)機(jī)械所要求的功率的。
如上例是短時(shí)切削加工車(chē)床，其電動(dòng)機(jī)的功率為；
P=（kW）
3.2.種類(lèi)和型式的選擇
(1）種類(lèi)的選擇
選擇電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)是從交流或直流、機(jī)械特性、調(diào)速與起動(dòng)特性、維護(hù)及價(jià)格等方面考慮。
因?yàn)樯a(chǎn)上常用的是三相交流點(diǎn)，如沒(méi)有特殊要求，多采用交流電動(dòng)機(jī)。由于三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便；其缺點(diǎn)是調(diào)速困難，功率因數(shù)較低，起動(dòng)性能較差。因此，在要求機(jī)械特性較硬而無(wú)特殊要求的一般生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)，如水泵、
21、通風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、傳送帶和機(jī)床都采用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。
繞線式電動(dòng)機(jī)的基本性能與鼠籠式相同。其特點(diǎn)是起動(dòng)性能較好，并可在不大的范圍內(nèi)平滑調(diào)速。但是它的價(jià)格較鼠籠式電動(dòng)機(jī)為貴，維護(hù)亦較不便。因此，只有在某些必須采用繞線式電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合，如起重機(jī)、鍛壓機(jī)等，大多采用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。
(2)結(jié)構(gòu)形式的選擇
在不同的工作環(huán)境，應(yīng)采用不同結(jié)構(gòu)形式的電動(dòng)機(jī)，以保證安全可靠地運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)常用的結(jié)構(gòu)形式有：開(kāi)啟式、防護(hù)式、封閉式和防爆式，如圖2.1所示。
圖2.1 電動(dòng)機(jī)的三種基本安裝結(jié)構(gòu)形式
3.3.電壓和轉(zhuǎn)速的選擇
電動(dòng)機(jī)電壓等級(jí)的選擇，要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型，功率以及使用地點(diǎn)的電壓來(lái)決定。
22、電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而決定，一般采用盡量高轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)。
3.4. 由已知參數(shù)選取電動(dòng)機(jī)
已知參數(shù)：轉(zhuǎn)速n=1500r/min , 圓筒直徑D=0.5M ,系統(tǒng)總效率η=0.6 , 水泥的重力G=440N。
負(fù)載轉(zhuǎn)矩
電動(dòng)機(jī)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩
電動(dòng)機(jī)軸上的輸出功率
從手冊(cè)上查到Y(jié)ZR200L型電動(dòng)機(jī)在FC%時(shí)的參數(shù)為：
Pn=15Kw, = 712 r/min，λT =2.94,則
Tm=λTTn=λT9550 Pn/=591.5Nm
在F
23、C%=25%時(shí)，Pn=18.5Kw, = 700 r/min，則
λT= Tm/ Tn=2.35
考慮到電網(wǎng)電壓下降10%，則過(guò)載倍數(shù)下降為
λT1=0.81λT=0.812.35=1.9，
而實(shí)際電動(dòng)機(jī)的過(guò)載倍數(shù)為λx=Pmax/Pn=25/18.5=1.35<λT1,
所以過(guò)載能力通過(guò),故選YZR200L型電動(dòng)機(jī)為合適的。
4.螺旋輸送機(jī)的規(guī)格和技術(shù)參數(shù)表
4.1 LS型螺旋輸送機(jī)規(guī)格及技術(shù)參數(shù)表如表4.1所示
型號(hào)規(guī)格
螺旋
直徑（mm）
螺距
（mm）
轉(zhuǎn)速（r/min）
輸送量（m3/h ）
24、
轉(zhuǎn)速（r/min）
輸送量（m3/h ）
轉(zhuǎn)速（r/min）
輸送量（m3/h ）
D
S
n
ψ=0.33
n
ψ=0.33
n
ψ=0.33
小型
LS100
100
100
140
2.2
112
1.7
90
1.4
LS125
125
125
125
3.8
100
3.0
80
2.4
LS160
160
160
112
7.1
90
5.7
71
4.5
LS200
200
200
100
12.4
80
9.9
63
7.8
中型
LS250
250
25、250
90
21.8
71
17.2
56
13.6
LS315
315
315
80
38.8
63
30.5
50
24.2
LS400
400
355
71
62.5
56
49.3
45
38.6
大型
LS500
500
400
63
97.7
50
77.6
40
62.0
LS630
630
450
50
138.5
40
110.8
32
88.6
LS800
800
500
40
198.5
32
158.8
25
124.1
特大型
LS1000
1000
26、560
32
277.9
25
217.1
20
173.1
LS1250
1250
630
25
381.7
20
305.4
16
244.3
表4.1 LS型螺旋輸送機(jī)規(guī)格及技術(shù)參數(shù)表
4.2GX型螺旋輸送機(jī)規(guī)格及技術(shù)參數(shù)表如表4.2所示
GX15
GX20
GX25
GX30
GX40
轉(zhuǎn)速(r/min)
輸送量(t/h)
轉(zhuǎn)速(r/min)
輸送量(t/h)
轉(zhuǎn)速(r/min)
輸送量(t/h)
轉(zhuǎn)速(r/min)
輸送量(t/h)
轉(zhuǎn)速(r/min)
輸送量(t/h)
20
0
27、.9
20
2.1
20
4.1
20
7.1
20
16.8
30
13
30
3.2
30
6.2
30
10.9
30
25.3
35
1.5
35
3.7
35
7.2
35
12.4
35
29.5
45
2
45
4.7
45
9.3
45
16
45
37.9
60
2.6
60
6.3
60
12.3
60
21.3
60
50.5
75
3.3
75
7.9
75
15.4
75
26.6
75
63.2
90
4
90
9.5
90
18.5
9
28、0
32
90
75.8
120
5.3
120
12.6
120
24.7
120
42.6
120
101
150
6.6
150
15.8
190
8.4
表4.2 GX型螺旋輸送機(jī)規(guī)格及技術(shù)參數(shù)表
總結(jié)
本學(xué)期我們開(kāi)設(shè)了《電力拖動(dòng)基礎(chǔ)》這門(mén)課程,這門(mén)課程主要是屬于電機(jī)范疇,也是我們的專業(yè)課.正所謂“紙上談兵終覺(jué)淺,覺(jué)知此事要躬行”。學(xué)習(xí)任何知識(shí)，僅從理論上去求知，而不去實(shí)踐、探索是不夠的
29、，所以在本學(xué)期電力拖動(dòng)學(xué)完之際，緊接著開(kāi)始電力拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)是很及時(shí)、很必要的。這樣能讓我們對(duì)以學(xué)知識(shí)的掌握有很大的幫助。
這兩周的課程設(shè)計(jì)，我遇到了很多問(wèn)題。比如電機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)行和調(diào)速。
但在指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助下都一一化解。從中我也認(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)合作的重要 性。
通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)電力拖動(dòng)基礎(chǔ)這門(mén)課程有了更深的了解。
參考文獻(xiàn)
【1】魏炳貴 《電力拖動(dòng)基礎(chǔ)》 機(jī)械工業(yè)出版社； 2000.3
【2】邱阿瑞 《電機(jī)與電力拖動(dòng)》 電子工業(yè)出版社，2002.7
致謝
在這次課程設(shè)計(jì)的撰寫(xiě)過(guò)程中，我得到了許多人的幫助。
首先我要感謝我的老師在課程設(shè)計(jì)上給予我的指導(dǎo)、提供給我的支持和幫助在此期間，我不僅學(xué)到了許多新的知識(shí)，而且也開(kāi)闊了視野，提高了自己的設(shè)計(jì)能力。
其次，我要感謝幫助過(guò)我的同學(xué)，他們也為我解決了不少我不太明白的設(shè)計(jì)商的難題。同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。
最后再一次感謝所有在設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué)。
17
- -
螺旋式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)
