第十八十九讲多电动机拖动系统.ppt

第十八、十九讲 多电动机拖动系统,杜少武,第十八、十九讲 多电动机拖动系统,1、硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2、同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,1、硬轴联结的双电动机拖动系统,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,多电动机拖动系统一般用于多个工作机构的生产机械上，有时也仅在一个工作机构的生产机械上应用。机械上，各电动机之间可以是刚性的、差动的或摩擦的联系，也可以没有任何联系；电气上，通过电气控制线路实现各电动机之间的联锁，或者维持某些参数（如张力）在容许范围内，或保持工作机构的转速关系维持恒定；,1、硬轴联结的双电动机拖动系统,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,为保持各电动机保持转速关系恒定或同步旋转，通常可采取硬轴联接方式，也可以采用同步旋转系统。两台电动机的硬轴联结是指两台电动机同轴联结或通过传动机构联系起来，两者共同带动一台生产机械。双电动机拖动系统中的两台电动机可以是异步电动机，也可以是他励或串励直流电动机。一般是两台功率相等、型号相同的电动机，有时也可能是两台功率不等、转速不同的电动机。,1、硬轴联结的双电动机拖动系统,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,应用硬轴联接的双电动机拖动系统拖动一台生产机械，有时是为了减少拖动系统的飞轮矩，以加速过渡过程和减少过渡过程的能量损耗；有时是为了能承担功率较大的负载（负载较轻时，由一台电动机拖动以提高运行效率和提高异步电动机的功率因数）；有时是为了获得稳定的低速（此时一台电动机工作在电动状态，另一台工作在制动状态）。,1、硬轴联结的双电动机拖动系统,他励直流电动机的双机拖动,如下图所示，两台他励直流电动机机械特性相同（特性1），轴上合成特性（特性2）的转矩相当于同一转速下特性1转矩的2倍，也就是说，每台电动机承受1/2Tz，合成后的机械特性比每台电动机的机械特性更硬一些。,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,1、硬轴联结的双电动机拖动系统,他励直流电动机的双机拖动,如下图所示，两台他励直流电动机机械特性不同，1和2分别是M1和M2的机械特性，3为合成特性，此时，Tz11/2Tz。这样两台电机负载不均衡，一台过载，一台负载不足，不能充分利用。,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,1、硬轴联结的双电动机拖动系统,他励直流电动机的双机拖动,为了使负载在硬轴联结的两台电动机间平均分配，当两台电动机的电枢并联使用时，可通过在Ra较小的电枢回路或磁通F较大励磁回路串电阻。当电源电压允许较高时，采用两台电动机电枢串联，也可使负载在两台电动机间平均分配。当采用两台电动机电枢串联，如右图所示。流过两个电枢的电流相等，如果两台电动机励磁磁通相等，则两台电动机的转矩相等。,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,1、硬轴联结的双电动机拖动系统,他励直流电动机的双机拖动,两台电动机硬轴联接，转速相同，此时：,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,M2的电枢端电压为：,M1的电枢端电压为：,1、硬轴联结的双电动机拖动系统,他励直流电动机的双机拖动,若Ra1Ra2，则U1U2，由于U1+U2=U，则，U1U/2，U2U/2。n0a和n0b分别为M1和M2在U/2时的机械特性，n0d为双机拖动的合成机械特性。,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,1、硬轴联结的双电动机拖动系统,交流异步电动机的双机拖动,两台异步电动机硬轴联接，两台电机均处在电动状态，其定子并联时情况与两台他励直流电动机硬轴联接时的工作情况相似。在某些机床设备上，轻载时将两台异步电动机的定子串联以提高系统的效率和功率因数。重载时再换接成定子并联。为了扩大异步电动机的调速范围并获得较好的低速特性，通常是一台电动机工作于电动状态，而另一台电动机则在制动状态下运转。,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,1、硬轴联结的双电动机拖动系统,交流异步电动机的双机拖动,两台异步电动机硬轴联接，一台电动机工作于电动状态，另一台电动机则在制动状态下的示意图如下图所示。M1工作在电动状态，M2工作在制动状态。,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,M1电动状态，M2能耗制动状态,M1电动状态，M2反接制动状态,1、硬轴联结的双电动机拖动系统,交流异步电动机的双机拖动,两台异步电动机硬轴联接，一台电动机工作于电动状态，另一台电动机则在能耗制动状态下的机械特性如下图所示。,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,M1电动状态时的机械特性,M2能耗制动时的机械特性,合成机械特性,1、硬轴联结的双电动机拖动系统,交流异步电动机的双机拖动,两台异步电动机硬轴联接，一台电动机工作于电动状态，另一台电动机则在反接制动状态下的机械特性如下图所示。,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,M1电动状态时的机械特性,M2反接制动时的机械特性,合成机械特性,2、同步旋转系统（电轴系统）,电气同步旋转系统通常又称为电轴，在这种系统中，机械上没有联系的几个工作机构，可以有相同的转速或恒定的转速比例关系。电轴系统可用于龙门吊车、船坞闸门、水坝闸门等生产机械。电轴系统主要可分为三种：,具有辅助电动机的电轴系统。具有公共可变电阻器的电轴系统。具有变频装置的电轴系统。,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,具有辅助异步电动机的电轴系统原理图如下图所示。,图中，M1和M2为主拖动电动机，BM1和BM2为辅助电动机。一般情况下，M1与M2为同型号，BM1与BM2为同型号。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,辅助异步电动机顺着定子磁场旋转,当两个主电机和两个辅助电动机的参数完全相等，两个辅助电动机转子顺着它们定子磁场的转向旋转。假设两台主电机（或辅助电动机）的转速相等，且两根轴上的负载Tz1和Tz2亦相等，两辅助异步的转子绕组轴线重合，两台电动机转子电动势E2和E2完全相等，如左图所示。转子回路合成电动势为零，转子回路电流亦为零，因此辅助电动机输出转矩亦为零。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,如果主机M1轴上的负载Tz1增加，使Tz1大于Tz2，则主机M1的转速n1开始下降，这样辅机BM1的转子开始落后于BM2的转子，使两绕组轴线间有一位差角，如左图（左）所示。由于BM1的转子开始落后于BM2的转子的角差为，则两台电动机转子电动势E2和E2 的角差亦为，转子回路合成电动势DE2不等于零，如左图（右）所示。,辅助异步电动机顺着定子磁场旋转,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,在合成电动势DE2的作用下，辅机转子回路将产生平衡电流I2，它滞后DE2一定角度。平衡电流I2为,辅机BM1中电流的有功分量,辅助异步电动机顺着定子磁场旋转,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,辅机BM1的转矩,辅机BM2的转矩,式中,辅助异步电动机顺着定子磁场旋转,由此可见，在某一位差角及转差率s下，两辅机的转矩是不相等的。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,辅助异步电动机顺着定子磁场旋转,下图为辅机转矩的相对值与位差角之间的关系曲线。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,辅助异步电动机顺着定子磁场旋转,当辅机转子顺磁场旋转时，T1总是正值。BM1从电网吸收的功率为P1，忽略损耗，其中一部分功率P2=P1(1-s)送到M1的轴上，另一部分功率sP1则以转差功率的形式送到BM2的转子。BM1工作在电动状态，它产生与其定子旋转磁场同向的正值转矩，减轻了M1的负载。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,辅助异步电动机顺着定子磁场旋转,当辅机转子顺磁场旋转时，T2可以是正值，也可以是负值。当T2为负时，BM2工作在制动（发电）状态，它加重了M2的负载。BM2向电网馈送的功率为P1，忽略损耗，其中一部分功率P2=P1(1-s)从M2的轴上吸收，另一部分功率sP1则是从BM1的转子送来的转差功率。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,功率在电轴系统中的流动方向如下图所示。,辅助异步电动机顺着定子磁场旋转,BM1输出转矩为正，使M1负载减轻，M1的转速n1将有所回升；BM2输出转矩为负，使M2负载加重，M2的转速n2有所下降；最终使n1=n2，在一个新的平衡点下运行。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,辅助异步电动机逆着定子磁场旋转,在一定的位差角下，转差率愈高，则辅机发出的转矩愈大。因此，为了保证可靠的同步运行，实际上常使辅机转子逆着定子磁场旋转，此时 s1，T1 及T2可得到加大。若Tz1Tz2，BM1的转子也将落后于BM2的转子，但由于转子的转向与旋转磁场的方向相反，BM1的转子电动势将滞后于BM2的转子电动势。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,辅助异步电动机逆着定子磁场旋转,采用与前面（辅助异步电动机顺着定子磁场旋转的工作情况）同样的方法得到,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,辅助异步电动机逆着定子磁场旋转,当辅机转子逆磁场旋转时，T2总是正值，T1可以是正值，也可以是负值（Tz1Tz2时）。T2为正值，即与辅机旋转磁场方向相同，但与实际旋转方向相反，因此为制动转矩，它加重了所联接电机的负载。T1为负值，即与辅机旋转磁场方向相反，但与实际旋转方向相同，因此为电动转矩，它减轻了所联接电机的负载。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,辅助异步电动机逆着定子磁场旋转,对于BM2，T2为制动转矩，其轴2上的输出功率，即BM2从轴2上吸收功率P2为负；其定子功率P1=P2(1-s)为正（s1），即BM2从电网吸收功率P1；转子回路的转差功率sP1为正。可见BM2是在反接制动状态下运行。对于BM1，T1为电动转矩，BM1在轴1上输出机械功率P2（正）；其定子向电网输出功率为P1=P2(1-s)（负），其转子从电轴系统的转子回路吸收转差功率为sP1（负）。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,功率在电轴系统中的流动方向如下图所示。,辅助异步电动机逆着定子磁场旋转,BM1输出电动转矩，使M1负载减轻，M1的转速n1将有所回升；BM2输出制动转矩，使M2负载加重，M2的转速n2有所下降；最终使n1=n2，在一个新的平衡点下运行。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,辅助异步电动机的平衡转矩,电轴系统中的平衡作用决定于两辅机转矩之差，通常把这个转矩差称为平衡转矩。辅机顺磁场旋转时,当位差角=90时，平衡转矩DT最大，当90时，系统失步，一般在稳定状态下位差角不超过30。实际生产机械一般都采用辅机逆磁场旋转的电轴系统。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,电轴系统的起动（以辅助异步电动机逆着定子磁场旋转为例）,电轴系统起动时，必须先使两辅机整步。这是因为系统在上一次停车时，由于两轴的惯性可能不一致，以及两轴制动的时间和转短不一致等原因，造成两轴的位置不一致，两辅机转子间在起动时将存在一位差角。如不作整步，当较大时，在转子电路中将流过太大的起动电流，还可能导致系统失步。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,电轴系统的起动,当辅机定子三相接入电网时，如0不大，经过一连串的振荡之后，将减小到基本为零，即使两轴的位置基本一致。如0较大（00.8p），且两轴负载很不均衡（Tz1很小，Tz2很大）辅机BM1可能单独转起来，造成系统失步。以左图所示的当s/sm=4（s1，接近于起动）时，辅机转矩的相对值与位差角之间的关系曲线来说明上述问题。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,电轴系统的起动,在0不大时，T1为正，T2为负。若T1、T2均大于负载转矩，则BM1、BM2彼此相对旋转，使减小，当减小到零。由于惯性作用，两辅机继续旋转，变负，T1、T2反向，两辅机开始制动，当辅机速度下降到零后，两辅机又开始反向相对旋转，如此反复，直至两辅机均停止运转，两轴位置基本一致。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,电轴系统的起动,当0较大，Tz1很小，Tz2很大时，BM2被堵转，BM1独自旋转，使减小，当=0时。T1=0，由于惯性作用，BM1继续旋转，变负，T1亦变负，BM1开始制动减速。如果在负方向增加时，BM1转子制动时未能将在为正时储存的动能释放掉，则BM1可能旋转超过360，转子又回到初始位置，T1在次为正，BM1又开始正向加速，从而使第一根轴已旋转起来，而第二根轴仍静止的局面，导致系统失步。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,电轴系统的起动,导致系统失步的主要原因是辅机的相对转矩对位角差的特性曲线不对称，相当于有一个恒定分量，使辅机BM1起动。因此对电轴系统的起动，可先将辅机结成单相，此时T1、T2对位差角的曲线为对称的，因此不会出现由于相对转矩对位角差的特性曲线不对称造成的系统失步现象，电轴系统在起动时由于摩擦阻力的作用很快就能整步了。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,例题：有一个带辅机的电轴系统，接线如下图所示，分别相当于辅机转子顺磁场及逆磁场旋转两种情况。两轴负载Tz1=80%，Tz2=60%。如果忽略系统损耗，试分别就顺磁场和逆磁场旋转的两种情况，在每种情况下，当（a）n=0.5n0及（b）n=1.25n0时，电轴系统中功率传送的方向及分配情况。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,解：在稳定状态下，两台主机的转矩彼此相等，即,例题：有一个带辅机的电轴系统，接线如下图所示，分别相当于辅机转子顺磁场及逆磁场旋转两种情况。两轴负载Tz1=80%，Tz2=60%。如果忽略系统损耗，试分别就顺磁场和逆磁场旋转的两种情况，在每种情况下，当（a）n=0.5n0及（b）n=1.25n0时，电轴系统中功率传送的方向及分配情况。,当Tz1Tz2时，两轴的转矩平衡方程式为：,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,解：,例题：有一个带辅机的电轴系统，接线如下图所示，分别相当于辅机转子顺磁场及逆磁场旋转两种情况。两轴负载Tz1=80%，Tz2=60%。如果忽略系统损耗，试分别就顺磁场和逆磁场旋转的两种情况，在每种情况下，当（a）n=0.5n0及（b）n=1.25n0时，电轴系统中功率传送的方向及分配情况。,实际上一般较小，cosq 1，可忽略1-cos项，则,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,解：,例题：有一个带辅机的电轴系统，接线如下图所示，分别相当于辅机转子顺磁场及逆磁场旋转两种情况。两轴负载Tz1=80%，Tz2=60%。如果忽略系统损耗，试分别就顺磁场和逆磁场旋转的两种情况，在每种情况下，当（a）n=0.5n0及（b）n=1.25n0时，电轴系统中功率传送的方向及分配情况。,即辅机BM1在轴上输出功率10%，而辅机BM2则由轴上输入功率10%。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,解：,例题：有一个带辅机的电轴系统，接线如下图所示，分别相当于辅机转子顺磁场及逆磁场旋转两种情况。两轴负载Tz1=80%，Tz2=60%。如果忽略系统损耗，试分别就顺磁场和逆磁场旋转的两种情况，在每种情况下，当（a）n=0.5n0及（b）n=1.25n0时，电轴系统中功率传送的方向及分配情况。,（一）辅机顺磁场旋转时,1、,（2）辅机BM1的定子功率,（1）辅机BM1的轴上机械功率,（3）辅机BM1的转差功率,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,解：,例题：有一个带辅机的电轴系统，接线如下图所示，分别相当于辅机转子顺磁场及逆磁场旋转两种情况。两轴负载Tz1=80%，Tz2=60%。如果忽略系统损耗，试分别就顺磁场和逆磁场旋转的两种情况，在每种情况下，当（a）n=0.5n0及（b）n=1.25n0时，电轴系统中功率传送的方向及分配情况。,（一）辅机顺磁场旋转时,1、,（5）辅机BM2的定子功率,（4）辅机BM2的轴上机械功率,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,解：,例题：有一个带辅机的电轴系统，接线如下图所示，分别相当于辅机转子顺磁场及逆磁场旋转两种情况。两轴负载Tz1=80%，Tz2=60%。如果忽略系统损耗，试分别就顺磁场和逆磁场旋转的两种情况，在每种情况下，当（a）n=0.5n0及（b）n=1.25n0时，电轴系统中功率传送的方向及分配情况。,（一）辅机顺磁场旋转时,2、,（2）辅机BM1的定子功率,（1）辅机BM1的轴上机械功率,（3）辅机BM1的转差功率,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,解：,例题：有一个带辅机的电轴系统，接线如下图所示，分别相当于辅机转子顺磁场及逆磁场旋转两种情况。两轴负载Tz1=80%，Tz2=60%。如果忽略系统损耗，试分别就顺磁场和逆磁场旋转的两种情况，在每种情况下，当（a）n=0.5n0及（b）n=1.25n0时，电轴系统中功率传送的方向及分配情况。,（一）辅机顺磁场旋转时,（5）辅机BM2的定子功率,（4）辅机BM2的轴上机械功率,2、,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,解：,例题：有一个带辅机的电轴系统，接线如下图所示，分别相当于辅机转子顺磁场及逆磁场旋转两种情况。两轴负载Tz1=80%，Tz2=60%。如果忽略系统损耗，试分别就顺磁场和逆磁场旋转的两种情况，在每种情况下，当（a）n=0.5n0及（b）n=1.25n0时，电轴系统中功率传送的方向及分配情况。,（一）辅机顺磁场旋转时,功率分配与传递方向如下图所示,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,解：,例题：有一个带辅机的电轴系统，接线如下图所示，分别相当于辅机转子顺磁场及逆磁场旋转两种情况。两轴负载Tz1=80%，Tz2=60%。如果忽略系统损耗，试分别就顺磁场和逆磁场旋转的两种情况，在每种情况下，当（a）n=0.5n0及（b）n=1.25n0时，电轴系统中功率传送的方向及分配情况。,（二）辅机逆磁场旋转时,1、,（2）辅机BM1的定子功率,（1）辅机BM1的轴上机械功率,（3）辅机BM1的转差功率,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,解：,例题：有一个带辅机的电轴系统，接线如下图所示，分别相当于辅机转子顺磁场及逆磁场旋转两种情况。两轴负载Tz1=80%，Tz2=60%。如果忽略系统损耗，试分别就顺磁场和逆磁场旋转的两种情况，在每种情况下，当（a）n=0.5n0及（b）n=1.25n0时，电轴系统中功率传送的方向及分配情况。,（二）辅机逆磁场旋转时,（4）辅机BM2的轴上机械功率,1、,（5）辅机BM2的定子功率,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,解：,例题：有一个带辅机的电轴系统，接线如下图所示，分别相当于辅机转子顺磁场及逆磁场旋转两种情况。两轴负载Tz1=80%，Tz2=60%。如果忽略系统损耗，试分别就顺磁场和逆磁场旋转的两种情况，在每种情况下，当（a）n=0.5n0及（b）n=1.25n0时，电轴系统中功率传送的方向及分配情况。,（二）辅机逆磁场旋转时,（1）辅机BM1的轴上机械功率,2、,（2）辅机BM1的定子功率,（3）辅机BM1的转差功率,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,解：,例题：有一个带辅机的电轴系统，接线如下图所示，分别相当于辅机转子顺磁场及逆磁场旋转两种情况。两轴负载Tz1=80%，Tz2=60%。如果忽略系统损耗，试分别就顺磁场和逆磁场旋转的两种情况，在每种情况下，当（a）n=0.5n0及（b）n=1.25n0时，电轴系统中功率传送的方向及分配情况。,（二）辅机逆磁场旋转时,（4）辅机BM2的轴上机械功率,（5）辅机BM2的定子功率,2、,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有辅助电动机的电轴系统,解：,例题：有一个带辅机的电轴系统，接线如下图所示，分别相当于辅机转子顺磁场及逆磁场旋转两种情况。两轴负载Tz1=80%，Tz2=60%。如果忽略系统损耗，试分别就顺磁场和逆磁场旋转的两种情况，在每种情况下，当（a）n=0.5n0及（b）n=1.25n0时，电轴系统中功率传送的方向及分配情况。,（二）辅机逆磁场旋转时,功率分配与传递方向如下图所示,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有公共可变电阻器的电轴系统,当两轴的负载不平衡程度不大时，可用具有公共可变电阻器的电轴系统。在这种系统中，主机为绕线转子异步电动机，它们的定子接于电网，转子电路并联于一个公共可变电阻器R上。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有公共可变电阻器的电轴系统,当两轴的负载相同时，由于两主机的型号、功率及机械特性相同，他们将同步旋转，两转子之间没有位角差，因此转子电路中除各自流过公共可变电阻器的工作电流外，没有平衡电流。在公共变阻器内的等于各工作电流之和。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有公共可变电阻器的电轴系统,当两轴的负载不相等时，转子电路中除了从转子流向公共可变电阻器的工作电流之外，还要产生平衡电流，平衡电流不流过平衡变阻器，只在两转子电路内流动。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有公共可变电阻器的电轴系统,如果Tz1Tz2，则平衡电流使M1产生附加的电动转矩，M1的转矩增加以承担Tz1，同时平衡电流使M2产生附加的制动转矩，M2的输出转矩减小以平衡Tz2。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有公共可变电阻器的电轴系统,在具有公共可变电阻器的电轴系统中，一台电动机同时起到主机和辅机的作用。一般情况下，当Tz1=Tz2时，功率从每个电动机的转子流向公共可变电阻器。当两轴的负载不相等时（如Tz1Tz2），除了仍有功率从每个电动机的转子流向公共可变电阻器外，有部分功率则从负载较重的电动机（如M1）的转子流向负载较轻的电动机（如M2）的转子。,2、同步旋转系统（电轴系统）,1.硬轴联结的双电动机拖动系统1.1 他励直流电动机的双机拖动1.2 交流异步电动机的双机拖动2.同步旋转系统（电轴系统）2.1 具有辅助电动机的电轴系统 2.2 具有公共可变电阻器的电轴系统 2.3 具有变频装置的电轴系统,具有公共可变电阻器的电轴系统,起动具有公共可变电阻器的电轴系统时也必须进行整步。两电动机应在断开公共可变电阻器的情况下接入电