導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇三相異步電動(dòng)機(jī)論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

相應(yīng)對(duì)策：①盡量消除工藝和機(jī)械設(shè)備的跑冒滴漏現(xiàn)象；②檢修時(shí)注意搞好電機(jī)的每個(gè)部位的密封，例如在各法蘭涂少量704密封膠，在螺栓上涂抹油脂，必要時(shí)在接線盒等處加裝防滴濺盒，如電機(jī)暴漏在易侵入液體和污物的地方應(yīng)作保護(hù)罩；③對(duì)在此環(huán)境中運(yùn)行的電機(jī)要縮短小修和中修周期，嚴(yán)重時(shí)要及時(shí)進(jìn)行中修。

2.由于軸承損壞，軸彎曲等原因致使定、轉(zhuǎn)子磨擦（俗稱掃膛）引起鐵心溫度急劇上升，燒毀槽絕緣、匝間絕緣，從面造成繞組匝間短路或?qū)Φ亍胺排凇?。?yán)重時(shí)會(huì)使定子鐵心倒槽、錯(cuò)位、轉(zhuǎn)軸磨損、端蓋報(bào)廢等。軸承損壞一般由下列原因造成：①軸承裝配不當(dāng)，如冷裝時(shí)不均勻敲擊軸承內(nèi)圈使軸受到磨損，導(dǎo)致軸承內(nèi)圈與軸承配合失去過盈量或過盈量變小，出現(xiàn)跑內(nèi)圈現(xiàn)象，裝電機(jī)端蓋時(shí)不均勻敲擊導(dǎo)致端蓋軸承室與軸承外圈配合過松出現(xiàn)跑外圈現(xiàn)象。無論跑內(nèi)圈還是跑外圈均會(huì)引起軸承運(yùn)行溫升急劇上升以致燒毀，特別是跑內(nèi)圈故障會(huì)造成轉(zhuǎn)軸嚴(yán)重磨損和彎曲。但間斷性跑外圈一般情況下不會(huì)造成軸承溫度急劇上升，只要軸承完好，允許間斷性跑外圈現(xiàn)象存在。②軸承腔內(nèi)未清洗干凈或所加油脂不干凈。例如軸承保持架內(nèi)的微小剛性物質(zhì)未徹底清理干凈，運(yùn)行時(shí)軸承滾道受損引起溫升過高燒毀軸承。③軸承重新更換加工，電機(jī)端蓋嵌套后過盈量大或橢圓度超標(biāo)引起軸承滾珠游隙過小或不均勻?qū)е螺S承運(yùn)行時(shí)磨擦力增加，溫度急劇上升直至燒毀。④由于定、轉(zhuǎn)子鐵心軸向錯(cuò)位或重新對(duì)轉(zhuǎn)軸機(jī)加工后精度不夠，致使軸承內(nèi)、外圈不在一個(gè)切面上而引起軸承運(yùn)行“吃別勁”后溫升高直至燒毀。⑤由于電機(jī)本體運(yùn)行溫升過高，且軸承補(bǔ)充加油脂不及時(shí)造成軸承缺油甚至燒毀。⑥由于不同型號(hào)油脂混用造成軸承損壞。⑦軸承本身存在制造質(zhì)量問題，例如滾道銹斑、轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活、游隙超標(biāo)、保持架變形等。⑧備機(jī)長期不運(yùn)行，油脂變質(zhì)，軸承生銹而又未進(jìn)行中修。

相應(yīng)對(duì)策：①卸裝軸承時(shí)，一般要對(duì)軸承加熱至80℃~100℃，如采用軸承加熱器，變壓器油煮等，只有這樣，才能保證軸承的裝配質(zhì)量。②安裝軸承前必須對(duì)其進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的清洗，軸承腔內(nèi)不能留有任何雜質(zhì)，填加油脂時(shí)必須保證潔凈。③盡量避免不必要的轉(zhuǎn)軸機(jī)加工及電機(jī)端蓋嵌套工作。④組裝電機(jī)時(shí)一定要保證定、轉(zhuǎn)子鐵心對(duì)中，不得錯(cuò)位。⑤電機(jī)外殼潔凈見本色，通風(fēng)必須有保證，冷卻裝置不能有積垢，風(fēng)葉要保持完好。⑥禁止多種油脂混用。⑦安裝軸承前先要對(duì)軸承進(jìn)行全面仔細(xì)的完好性檢查。⑧對(duì)于長期不用的電機(jī)，使用前必須進(jìn)行必要的解體檢查，更新軸承油脂。

3.由于繞組端部較長或局部受到損傷與端蓋或其它附件相磨擦，導(dǎo)致繞組局部燒壞。

相應(yīng)對(duì)策：電機(jī)在更新繞組時(shí)，必須按原數(shù)據(jù)嵌線。檢修電機(jī)時(shí)任何剛性物體不準(zhǔn)碰及繞組，電機(jī)轉(zhuǎn)子抽芯時(shí)必須將轉(zhuǎn)子抬起，杜絕定、轉(zhuǎn)子鐵芯相互磨擦。動(dòng)用明火時(shí)必須將繞組與明火隔離并保證有一定距離。電機(jī)回裝前要對(duì)繞組的完好性進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的檢查確診。

4.由于長時(shí)間過載或過熱運(yùn)行，繞組絕緣老化加速，絕緣最薄弱點(diǎn)碳化引起匝間短路、相間短路或?qū)Φ囟搪返痊F(xiàn)象使繞組局部燒毀。

相應(yīng)對(duì)策：①盡量避免電動(dòng)機(jī)過載運(yùn)行。②保證電動(dòng)機(jī)潔凈并通風(fēng)散熱良好。③避免電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)，必要時(shí)需對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡試驗(yàn)。

5.電機(jī)繞組絕緣受機(jī)械振動(dòng)（如啟動(dòng)時(shí)大電流沖擊，所拖動(dòng)設(shè)備振動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡等）作用，使繞組出現(xiàn)匝間松馳、絕緣裂紋等不良現(xiàn)象，破壞效應(yīng)不斷積累，熱脹冷縮使繞組受到磨擦，從而加速了絕緣老化，最終導(dǎo)致最先碳化的絕緣破壞直至燒毀繞組。

相應(yīng)對(duì)策：①盡可能避免頻繁啟動(dòng)，特別是高壓電機(jī)。②保證被拖動(dòng)設(shè)備和電機(jī)的振動(dòng)值在規(guī)定范圍內(nèi)。

二、三相異步電動(dòng)機(jī)一相或兩相繞組燒毀（或過熱）的原因及對(duì)策

如果出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)一相或兩相繞組燒壞（或過熱），一般都是因?yàn)槿毕噙\(yùn)行所致。在這里不作深刻的理論分析，僅作簡要說明。

當(dāng)電機(jī)不論何種原因缺相后，電動(dòng)機(jī)雖然尚能繼續(xù)運(yùn)行，但轉(zhuǎn)速下降，滑差變大，其中B、C兩相變?yōu)榇?lián)關(guān)系后與A相并聯(lián)，在負(fù)荷不變的情況下，A相電流過大，長時(shí)間運(yùn)行，該相繞組必然過熱而燒毀。

三相異步電動(dòng)機(jī)繞組為Y接法的情況：電源缺相后，電動(dòng)機(jī)尚可繼續(xù)運(yùn)行，但同樣轉(zhuǎn)速明顯下降，轉(zhuǎn)差變大，磁場(chǎng)切割導(dǎo)體的速率加大，這時(shí)B相繞組被開路，A、C兩相繞組變?yōu)榇?lián)關(guān)系且通過電流過大，長時(shí)間運(yùn)行，將導(dǎo)致兩相繞組同時(shí)燒壞。

這里需要特別指出，如果停止的電動(dòng)機(jī)缺一相電源合閘時(shí)，一般只會(huì)發(fā)生嗡嗡聲而不能啟動(dòng)，這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)通入對(duì)稱的三相交流電會(huì)在定子鐵心中產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，但當(dāng)缺一相電源后，定子鐵心中產(chǎn)生的是單相脈動(dòng)磁場(chǎng)，它不能使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此，電源缺相時(shí)電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。但在運(yùn)行中，電動(dòng)機(jī)氣隙中產(chǎn)生的是三相諧波成分較高的橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，所以，正在運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)缺相后仍能運(yùn)轉(zhuǎn)，只是磁場(chǎng)發(fā)生畸變，有害電流成分急劇增大，最終導(dǎo)致繞組燒壞。

篇2

中圖分類號(hào)：TM343 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）14-0089-01

三相異步電動(dòng)機(jī)由于其具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、檢修維護(hù)方便、以及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到各工程領(lǐng)域，作為電能轉(zhuǎn)換為其它能量的主要?jiǎng)恿d體。眾所周知，電動(dòng)機(jī)處于直接啟動(dòng)運(yùn)行工況時(shí)，其啟動(dòng)電流一般可以達(dá)到額定電流的8倍以上，有的甚至可以達(dá)到15倍，強(qiáng)大的啟動(dòng)沖擊電機(jī)會(huì)對(duì)電機(jī)供配電網(wǎng)、負(fù)載機(jī)械、以及電動(dòng)機(jī)自身等造成巨大沖擊破壞，不僅會(huì)影響到電機(jī)系統(tǒng)以及其拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備的綜合使用壽命，同時(shí)還會(huì)造成電機(jī)供電配電網(wǎng)電壓發(fā)生突降，直接影響到同一配電網(wǎng)中其它用電設(shè)備的高效穩(wěn)定運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載率附近工況范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，其效率較高，通常在80%左右；然而，當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載出現(xiàn)下降現(xiàn)象時(shí)，電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行效率也會(huì)隨之發(fā)生顯著下降。在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)時(shí)，通常都是按照系統(tǒng)最大負(fù)載和最壞運(yùn)行條件情況來選定電機(jī)功率。在實(shí)際運(yùn)行過程中，電機(jī)系統(tǒng)由于負(fù)載波動(dòng)等原因，通常處于輕載（空載）或不均勻時(shí)變負(fù)載運(yùn)行工況，導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行在低效工況區(qū)，勢(shì)必會(huì)造成大量的電能損失和浪費(fèi)，因此，提高電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行工況，保障整個(gè)電機(jī)系統(tǒng)具有較高的運(yùn)行效率就顯得很有必要[1]。

1 電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)及節(jié)能方法簡介

傳統(tǒng)的串聯(lián)電阻（電抗器）、并聯(lián)自藕變壓器、以及星型一三角形（Y-）等減壓啟動(dòng)方式，不僅造價(jià)較高，而且電機(jī)在啟動(dòng)過程中均會(huì)經(jīng)歷一個(gè)由輔助供電系統(tǒng)到工頻供電系統(tǒng)的跳躍過程，使得電機(jī)系統(tǒng)中的某些特征電參量發(fā)生特變，不能穩(wěn)定連續(xù)平滑調(diào)節(jié)啟動(dòng)運(yùn)行，容易導(dǎo)致電機(jī)系統(tǒng)發(fā)生機(jī)械或電氣故障，加上電機(jī)控制系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，這類控制方式經(jīng)濟(jì)性能普遍較低，因此，其逐步被軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)所取代。

由于供電距離、電機(jī)功率等造成電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)方式，不能滿足電機(jī)系統(tǒng)配電網(wǎng)電壓降要求時(shí)，為了確保電機(jī)高效穩(wěn)定的啟動(dòng)運(yùn)行，應(yīng)采取相應(yīng)技術(shù)手段，通過降低電機(jī)定子電壓的啟動(dòng)模式，達(dá)到限制啟動(dòng)電流保障電機(jī)高效可靠啟動(dòng)運(yùn)行目的[2]。

基于電機(jī)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的主要特性和節(jié)能基本理論方法的基礎(chǔ)上，本文將對(duì)電機(jī)節(jié)能軟啟動(dòng)器的邏輯結(jié)構(gòu)和運(yùn)行效果進(jìn)行詳細(xì)探討。

2 節(jié)能軟啟動(dòng)控制器在電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)功能單元組成

節(jié)能軟啟動(dòng)器控制系統(tǒng)是綜合三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行保護(hù)為一體的節(jié)能保護(hù)啟動(dòng)控制裝置，主要包括電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)自動(dòng)控制、系統(tǒng)輸出輸入能量平衡、以及電機(jī)故障保護(hù)等三大功能模塊，其具體邏輯工作原理框圖如圖1所示：

從圖1可知，當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)處于起動(dòng)過程時(shí)，控制系統(tǒng)各功能單元就會(huì)將電機(jī)機(jī)端的電壓、電流、以及轉(zhuǎn)速等信號(hào)經(jīng)相應(yīng)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)后送至控制系統(tǒng)中，與系統(tǒng)原始設(shè)定值進(jìn)行動(dòng)態(tài)比較分析后，計(jì)算獲得對(duì)應(yīng)的電參量偏差和偏差化率值，然后形成對(duì)應(yīng)的控制決策，通過控制系統(tǒng)觸發(fā)脈沖的寬度來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)晶閘管的觸發(fā)角大小，完成對(duì)電機(jī)啟動(dòng)的實(shí)時(shí)控制。通過控制晶閘管觸發(fā)角的大小，達(dá)到改變晶閘管輸出電壓實(shí)現(xiàn)電機(jī)降壓軟啟動(dòng)控制目的。從電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)特性來看，電機(jī)起動(dòng)過程中，晶閘管的觸發(fā)角會(huì)隨電機(jī)啟動(dòng)過程的進(jìn)行而不斷開打，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)從零轉(zhuǎn)速開始逐步加速無級(jí)平滑啟動(dòng)控制運(yùn)行。當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)檢測(cè)到已成的工作電壓和電流值，控制系統(tǒng)就會(huì)通過保護(hù)電路完成電機(jī)保護(hù)跳閘操作，防止電機(jī)故障進(jìn)一步擴(kuò)大給電機(jī)系統(tǒng)帶來更加嚴(yán)重的危害，并能通過對(duì)應(yīng)的可視化顯示界面，提醒運(yùn)行人員對(duì)相關(guān)異常單元進(jìn)行檢查，大大提高電機(jī)控制系統(tǒng)的人性化服務(wù)水平[3]。

2.2 軟啟動(dòng)器PID控制

由于異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)是一個(gè)多參量、動(dòng)態(tài)時(shí)變、非線性、強(qiáng)耦合的多階復(fù)雜大系統(tǒng)，很難利用一種簡潔的控制模型進(jìn)行描述表達(dá)。PID控制系統(tǒng)可以通過內(nèi)部電路自動(dòng)分析獲得對(duì)應(yīng)準(zhǔn)確的控制信號(hào)，是現(xiàn)代控制系統(tǒng)中常采用的控制方式，其典型控制原理如圖2所示[4-5]：

2.3 應(yīng)用效果分析

為了分析節(jié)能軟啟動(dòng)控制器在三相交流異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中節(jié)能降耗作用，在結(jié)合前面的理論分析的基礎(chǔ)上，通過相應(yīng)的功能單元組合，形成對(duì)應(yīng)的軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)基本參數(shù)為：三相異步電動(dòng)機(jī)額定功率為22KW，額定電流為44A，額定電壓380V，采用市電直接供電方式。按照?qǐng)D1所示的結(jié)構(gòu)將異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行有效連接，通過電機(jī)控制系統(tǒng)中有無裝該節(jié)能軟啟動(dòng)控制器進(jìn)行比較試驗(yàn)，獲得對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示：

從表1可以看出，在加上節(jié)能軟啟動(dòng)控制器后，電機(jī)啟動(dòng)工況特性得到有效改變，不僅降低電機(jī)的啟動(dòng)電流（使其比額定電壓條件下的38.5A還低，僅為34.7A），有效避免了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)強(qiáng)大啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)和電機(jī)的影響，同時(shí)還提高了電機(jī)系統(tǒng)的功率（從0.608提高到0.852），保障電機(jī)具有較高的工作效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3 結(jié)束語

將以晶閘管為核心的節(jié)能軟啟動(dòng)控制器應(yīng)用到三相異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，可以有效解決了傳統(tǒng)異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行性能水平較低的問題，達(dá)到了降低電機(jī)啟動(dòng)電流、提高運(yùn)行效率的節(jié)能降耗穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)啟動(dòng)運(yùn)行目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐甫榮，崔立.交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)及優(yōu)化節(jié)能控制技術(shù)研究[J].電氣傳動(dòng)自動(dòng)化.2003.25（l）：1-7.

[2] 高淑萍.智能型交流異步電機(jī)軟起動(dòng)器的研究[碩士學(xué)位論文][D]，西安：西安理工大學(xué)，2004.

篇3

一般性能的節(jié)能調(diào)速在過去大量的所謂不變速交流傳動(dòng)中，風(fēng)機(jī)、水泵等機(jī)械總?cè)萘繋缀跽脊I(yè)電氣傳動(dòng)總?cè)萘康囊话耄渲胁簧賵?chǎng)合并不是不需要調(diào)速，只是因?yàn)檫^去交流電機(jī)本身不調(diào)速，不得不依賴擋板和閥門來調(diào)節(jié)送風(fēng)和供水的流量，許多電能因而白白的被浪費(fèi)掉了。如果換成交流調(diào)速系統(tǒng)，把消耗再擋板和閥門上的能量節(jié)省下來，每臺(tái)風(fēng)機(jī)、水泵平均約可節(jié)能20%，效果是很可觀的。

高性能交流調(diào)速系統(tǒng)許多在工藝上就需要調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，過去多用直流傳動(dòng)，鑒于交流電機(jī)比直流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、工作可靠、維護(hù)方便、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、效率高，如果改成交流調(diào)速，顯然能夠帶來不少的效益。但是，由于交流電機(jī)原理上的原因，其電磁轉(zhuǎn)矩難以像直流電機(jī)那樣直接通過電流實(shí)行靈活的即時(shí)控制。70年代初發(fā)明了矢量控制技術(shù)，通過坐標(biāo)變換，把交流電機(jī)的定子電流分解成勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量，用來分別控制磁通和轉(zhuǎn)矩，就可以獲得和直流電機(jī)相媲美的高動(dòng)態(tài)性能，從而使交流電機(jī)的調(diào)速技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展。

特大容量及高轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速直流電機(jī)換向器的換向能力限制了它的容量和轉(zhuǎn)速，其極限容量與轉(zhuǎn)速的乘積約為10KW·r/min，超過這個(gè)數(shù)值時(shí)，直流電機(jī)的設(shè)計(jì)與制造就非常困難了。交流電機(jī)則不受這個(gè)限制，因此，特大容量的傳動(dòng)，如厚板札機(jī)、礦井卷揚(yáng)機(jī)等，和極高轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)，如高速磨頭、離心機(jī)等，都以采用交流調(diào)速為宜。

一、起重機(jī)發(fā)展趨勢(shì)

物料搬運(yùn)成為人類生產(chǎn)活動(dòng)的重要組成部分，距今已有五千多年的發(fā)展歷史。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，自動(dòng)化程度的提高，作為物料搬運(yùn)重要設(shè)備的起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中應(yīng)用越來越廣，作用愈來愈大，對(duì)起重機(jī)的要求也越來越高。起重機(jī)正經(jīng)歷著一場(chǎng)巨大的變革。發(fā)展趨勢(shì)：大型化和專用化、輕型化和多樣化、自動(dòng)化和智能化、成套化和系統(tǒng)化、新型化和實(shí)用化。

二、電動(dòng)葫蘆

電動(dòng)葫蘆，簡稱電葫蘆。由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和卷筒或鏈輪組成，分鋼絲繩電動(dòng)葫蘆和環(huán)鏈電動(dòng)葫蘆兩種。通常用自帶制動(dòng)器的鼠籠型錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)（本次設(shè)計(jì)既是選用此種電機(jī)）（或另配電磁制動(dòng)器的圓柱形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)）驅(qū)動(dòng)，起重量一般為0.1～80t，起升高度為3～30m。多數(shù)電動(dòng)葫蘆由人用按鈕在地面跟隨操縱，也可在司機(jī)室內(nèi)操縱或采用有線（無線）遠(yuǎn)距離控制。電動(dòng)葫蘆除可單獨(dú)使用外，還可同手動(dòng)、鏈動(dòng)或電動(dòng)小車裝配在一起，懸掛在建筑物的頂棚或起重機(jī)的梁上使用。

三、三相異步電動(dòng)機(jī)及工作原理簡介

三相異步電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成，定子和轉(zhuǎn)子之間是空氣隙。三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)良、制造成本低、維修費(fèi)用省、堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。正常情況下，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不同步，這是因?yàn)槿绻剑D(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間不再有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體不再切割磁場(chǎng)，就沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，也就沒有了轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩，無法維持電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。

三相異步電動(dòng)機(jī)有一個(gè)很重要的參數(shù)：轉(zhuǎn)差率——用s表示，其定義式為在很多情況下，用s表示電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比直接用轉(zhuǎn)速n方便得多，使很多運(yùn)算大為簡化。一般異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率在0.02～0.05之間。大部分廠家生產(chǎn)的異步電動(dòng)機(jī)的銘牌上標(biāo)有下列數(shù)據(jù)：1．額定功率P：電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)軸端輸出的機(jī)械功率，單位一般為kw

2．額定電壓U：電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)定子加的線電壓，單位為v或kv

3．額定電流I：定子加額定電壓、軸端輸出額定功率時(shí)的定子線電流，單位為A

4．額定頻率f：我國工頻為50Hz

5．額定轉(zhuǎn)速n：電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，單位為r/min

四、籠形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)

籠形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)具有轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)、效率高、價(jià)格低、控制設(shè)備簡單和維護(hù)使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因此在各種應(yīng)用領(lǐng)域中使用最廣泛。但這種電機(jī)的啟動(dòng)性能較差，即啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩低而啟動(dòng)電流很大。因此在選擇使用時(shí)應(yīng)考慮啟動(dòng)問題，即：1．啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tk應(yīng)大于負(fù)載靜轉(zhuǎn)矩Tl；2．啟動(dòng)電流在供電電網(wǎng)上造成的瞬間電壓降不能超過容許值；3．在啟動(dòng)過程中電動(dòng)機(jī)的能量損失要小。

本次設(shè)計(jì)用電機(jī)為錐形轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)。常用的電動(dòng)葫蘆用錐形轉(zhuǎn)子制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)有：YEZS、YREZ、YBFZ和YBEZX等幾種。該類型電機(jī)的主要特點(diǎn)是利用其錐形轉(zhuǎn)子的特殊結(jié)構(gòu)在通電時(shí)產(chǎn)生磁拉力，打開制動(dòng)機(jī)構(gòu)，使電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

該類電動(dòng)機(jī)的定額是斷續(xù)周期工作制S，負(fù)載持續(xù)率不低于25%，每小時(shí)等效起動(dòng)次數(shù)不低于120次。電源頻率為50Hz，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min。4.5KW及以下的額定轉(zhuǎn)速為1380r/min。7.5KW以上的額定轉(zhuǎn)速為1400r/min。允許最大轉(zhuǎn)速為3750r/min。新晨：

【參考文獻(xiàn)】

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中圖分類號(hào)：TM341 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2015）09-0273-02

引言

在工業(yè)、建筑以及公用設(shè)施領(lǐng)域中電動(dòng)機(jī)是重要的原動(dòng)力設(shè)備，也是電能消耗的最大用戶，和節(jié)電潛力的最大用戶。2012年我國各類電動(dòng)機(jī)總裝機(jī)容量約為5億千瓦，其中異步電動(dòng)機(jī)的裝機(jī)容量占全國電動(dòng)機(jī)裝機(jī)容量的90%，約占全國用電量的60%，占工業(yè)用量的75%，系統(tǒng)用電效率比國外先進(jìn)水平低5%-15%，相當(dāng)于每年浪費(fèi)電能約1500億千瓦時(shí)。

目前工業(yè)領(lǐng)域中采用的高壓中、大功率異步電動(dòng)機(jī)普遍存在效率偏低、功率因數(shù)差等浪費(fèi)電能現(xiàn)象。而高效永磁同步電動(dòng)機(jī)能否達(dá)到高效節(jié)能目標(biāo)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用前景如何，已經(jīng)引起國內(nèi)各大企業(yè)關(guān)注。2013年工業(yè)和信息化部印發(fā)（2013年工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展專項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案）提出，選擇電機(jī)在能效提升和綠色發(fā)展方面要取得突破。本文將通過在張家口發(fā)電廠首次應(yīng)用和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行分析。為企業(yè)應(yīng)用永磁同步電動(dòng)機(jī)提供參考。

一、高壓永磁同步電動(dòng)機(jī)概述

1.高壓永磁同步電動(dòng)機(jī)的發(fā)展歷程

電機(jī)屬于電磁裝置，其工作原理是通過磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能間的不斷轉(zhuǎn)換。在電機(jī)的工作過程中，氣息磁場(chǎng)是必不可少的。獲得磁場(chǎng)的方法有兩種，其中一種是通過電流得到。該種電機(jī)叫做電勵(lì)磁電機(jī)，這種電機(jī)需要具備專門用來產(chǎn)生電流磁場(chǎng)的繞組，同時(shí)，為了保證電流的正常流動(dòng)還需要為電機(jī)提供不間斷的能量供應(yīng)。另一種方法是通過永磁體來獲得磁場(chǎng)，這可以大大簡化電機(jī)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)，因?yàn)橛来朋w一旦磁化（充磁）之后就永久具有磁性，不再需要外界供給能量，這也大大的減少了能量的損耗。

高壓永磁同步電動(dòng)機(jī)就是通過永磁體獲得磁場(chǎng)的電動(dòng)機(jī)，永磁體材料的發(fā)展促進(jìn)了此種電動(dòng)機(jī)的發(fā)展。稀土鈷和釹鐵硼永磁分別在20世紀(jì)60年代和80年代出現(xiàn)，這兩種永磁材料的出現(xiàn)極大的促進(jìn)的電動(dòng)機(jī)的發(fā)展，因?yàn)檫@兩種材料具有特別適用于電機(jī)裝置的特性，包括高剩磁密度、高矯頑力、線性退磁曲線以及高磁能積。

我國專家學(xué)者自主開發(fā)的高效高壓永磁同步電動(dòng)機(jī)，采用實(shí)心轉(zhuǎn)子磁極鐵芯和啟動(dòng)籠復(fù)合結(jié)構(gòu)，消弱了齒諧波，減少了轉(zhuǎn)子表面損耗，提高了電機(jī)效率。同時(shí)，非均勻氣隙和優(yōu)化通風(fēng)散熱，有效的控制了電機(jī)溫升。該種電機(jī)同異步電機(jī)相比各項(xiàng)指標(biāo)顯著提供，額定負(fù)載效率大于96%，功率因數(shù)大于0.98，綜合節(jié)電率在8%-15%。

2.高壓永磁同步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

2.1高效率

使用永磁材料產(chǎn)生磁場(chǎng)，代替了原有的電流裝置，一定程度上減少了定子電流及其電阻損耗。此外，當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí)，工作效率因?yàn)闆]有了轉(zhuǎn)子的電阻損耗和磁滯損耗而得到提高。當(dāng)電機(jī)額定工作時(shí)，電機(jī)的效率在96%以上，低負(fù)載工作時(shí)，該電機(jī)仍然具有相對(duì)較高的工作效率，寬幅的高效運(yùn)行區(qū)為負(fù)載在不同負(fù)荷段運(yùn)行提供了良好的節(jié)電效果。

2.2高功率因數(shù)

該種新型永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子使用的是永磁材料，不需要感應(yīng)電流來產(chǎn)生磁場(chǎng)，定子繞組具有阻性負(fù)載的特點(diǎn)，這使得該種電機(jī)的功率因數(shù)在1附近。此外，當(dāng)電機(jī)在20%～120%額定負(fù)載范圍工作時(shí)，電機(jī)的功率因數(shù)和工作效率都會(huì)處于一種相對(duì)較高的水平。具體說來，當(dāng)電機(jī)負(fù)載較小，即輕載工作時(shí)，該種新型電機(jī)可以大大的節(jié)約能量消耗，而當(dāng)電機(jī)在額定負(fù)載工作時(shí)，其功率因數(shù)是大于0.98的。

2.3啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大

該種永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用的是一種實(shí)心的永磁材料，這使得該種電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩明顯增大，達(dá)到了3.5～4.3范圍內(nèi)，而相同功率的一般電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩僅為1.8～2.2倍。

2.4體積小，重量輕

和相同功率的一般電機(jī)相比，該種電機(jī)的體積約是一般電機(jī)的60%，體積明顯減少，重量約是一般電機(jī)的83%，減輕了約16%。

2.5永磁電動(dòng)機(jī)還具有如下特征：

2.5.1運(yùn)行時(shí)間明顯增加；

2.5.2工作過程中的維護(hù)費(fèi)用降低；

2.5.3磁場(chǎng)強(qiáng)度很穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)顯而易見的退磁現(xiàn)象；

2.5.4電機(jī)振動(dòng)?。?/p>

綜上所述，新型的永磁電動(dòng)機(jī)較異步電動(dòng)機(jī)相比具有容量大、功率因數(shù)高、工作效率高等特點(diǎn)。

二、高壓永磁同步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用分析

1.應(yīng)用原理

高效高壓永磁同步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)依靠定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與籠型轉(zhuǎn)子相互作用產(chǎn)生的異步轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)；運(yùn)行時(shí)由轉(zhuǎn)子內(nèi)嵌的永磁體提供磁場(chǎng)結(jié)合定子旋轉(zhuǎn)來維持電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)行。

大唐國際張家口發(fā)電廠共有8臺(tái)30萬千瓦機(jī)組，裝機(jī)容量240萬千瓦，電廠自用電量占發(fā)電量的5%左右，其中電動(dòng)機(jī)是電廠用電的主要設(shè)備。通過首次使用山西北方機(jī)械制造有限責(zé)任公司生產(chǎn)的高效永磁同步電動(dòng)機(jī)，有必要對(duì)其經(jīng)濟(jì)性、可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。

該公司生產(chǎn)的高效永磁同步電動(dòng)機(jī)，通過了理論分析、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和國家權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)。但該產(chǎn)品在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中缺乏大量的實(shí)踐數(shù)據(jù)支持，針對(duì)發(fā)電企業(yè)沒有進(jìn)行試驗(yàn)應(yīng)用案列，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)、設(shè)備沒有建立直觀理論和實(shí)際體系，無法通過試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)手段對(duì)高效永磁同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析。

本次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，是TYC4002-6型高效永磁同步電動(dòng)機(jī)首次在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性試驗(yàn)，并和原異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較鑒定。

2.試驗(yàn)方案研究與分析

通過設(shè)備篩選和系統(tǒng)可靠性分析，決定在排漿泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行試用，并成立課題小組進(jìn)行跟蹤、試驗(yàn)、分析，以驗(yàn)證其節(jié)電、環(huán)保性能指標(biāo)，為節(jié)能技術(shù)改造奠定基礎(chǔ)。原排漿泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)為JS148-6三相異步電動(dòng)機(jī)，更換電機(jī)為山西北方機(jī)械制造有限責(zé)任公司生產(chǎn)的TYC4003-6（6kV315kW）高效高壓永磁同步電動(dòng)機(jī)。

2.1電機(jī)試驗(yàn)方案確定

電機(jī)安裝地點(diǎn)確定后，我們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行規(guī)劃和調(diào)整：

2.1.1確認(rèn)了用緩沖水箱容積變化來計(jì)量系統(tǒng)出力的精確測(cè)試方案；

2.1.2將原排漿泵出口阻力不匹配的并列管道進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)排槳泵葉輪、軸封、調(diào)整門進(jìn)行檢查更換，對(duì)電機(jī)地基進(jìn)行檢查，對(duì)電測(cè)儀表（電壓、電流、功率因數(shù)、總功率、有功功率、無功功率、有功用電量、無功用電量）進(jìn)行檢驗(yàn)；

2.1.3對(duì)S148-6三相異步電動(dòng)機(jī)和TYC4003-6高效永磁同步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)、特性做分析對(duì)比；對(duì)排漿泵系統(tǒng)、電測(cè)系統(tǒng)、軸封水系統(tǒng)、補(bǔ)水系統(tǒng)、水箱結(jié)構(gòu)、監(jiān)測(cè)表計(jì)等進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

2.2設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)

二單元3組一級(jí)排槳泵驅(qū)動(dòng)原電機(jī)是蘭州電機(jī)廠生產(chǎn)的JS148-6三相異步電動(dòng)機(jī)額定，代替的高效永磁同步電動(dòng)機(jī)是采用TYC4003-6，在不改變工況和電機(jī)控制系統(tǒng)的情況下，進(jìn)行試驗(yàn)（試用），其電機(jī)的主要參數(shù)對(duì)比如下：

2.3參數(shù)收集及試驗(yàn)系統(tǒng)：

試驗(yàn)中電機(jī)電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)、有功用電量、無功用電量的數(shù)據(jù)，均取自配電控制柜電測(cè)儀表記錄的實(shí)際數(shù)值。流量是通過標(biāo)尺測(cè)量緩沖水箱水位的變化。

3.應(yīng)用情況

3.1 TYC4003-6高效高壓永磁同步電動(dòng)機(jī)與JS148-6三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)比較發(fā)現(xiàn)，在輸出有功功率滿足現(xiàn)場(chǎng)使用條件下，電機(jī)輸入功率得到減低，功率因數(shù)得到了大幅度的提高達(dá)到0.997，永磁同步電動(dòng)機(jī)電流降低了13.65%，無功功率降低了82.89%，節(jié)電效果明顯。

3.2在同等工況下，高壓永磁同步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的排漿泵比三相異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的排漿泵出力明顯上升，流量多出18%，即多做功。

3.3電機(jī)通過氣隙、風(fēng)道和軸流風(fēng)扇的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高了通風(fēng)散熱效果，有效降低了電機(jī)溫升。

3.4采用實(shí)心磁極和啟動(dòng)籠的復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，提高了電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能。同時(shí)因轉(zhuǎn)子表面損耗和雜散損耗的減少，提高了電動(dòng)機(jī)效率。

3.5由于大量無功損耗的降低，使得系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，電壓質(zhì)量提高，能夠降低變壓器的負(fù)載率，提高供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，為企業(yè)產(chǎn)生間接的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，對(duì)泵或風(fēng)機(jī)的效率產(chǎn)生影響，因出力增加通過對(duì)系統(tǒng)調(diào)整節(jié)電效果顯著。

3.6永磁電機(jī)繞組溫度低比異步電機(jī)偏低10多度，前、后軸承溫度正常。

3.7永磁電機(jī)運(yùn)行振動(dòng)小、噪音低，運(yùn)行平穩(wěn)。

四、永磁同步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用的方向和前景

將永磁同步電動(dòng)機(jī)在大范圍內(nèi)替換現(xiàn)有的異步電動(dòng)機(jī)還是有諸多困難：

1.永磁同步電動(dòng)機(jī)是一種技術(shù)節(jié)能新產(chǎn)品，而現(xiàn)有的工藝系統(tǒng)已經(jīng)很成熟；

2.該新型電動(dòng)機(jī)的價(jià)格遠(yuǎn)高于異步電動(dòng)機(jī)的價(jià)格，用戶需要投入大量的資金，而獲得收益的時(shí)間則較長；

3.怎樣處理更換下的異步電動(dòng)機(jī)也是一個(gè)有待于解決的問題。但是，根據(jù)永磁同步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行和對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果來看，新型的永磁電動(dòng)機(jī)可以減少能量損耗，同時(shí)還可以提高功率因數(shù)，進(jìn)而減少無功功率，尤其在降低無功損耗的領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，可以大大減少企業(yè)的運(yùn)營成本，減低供電系統(tǒng)的安全隱患。永磁同步電動(dòng)機(jī)在電力行業(yè)目前已經(jīng)應(yīng)用在磨煤機(jī)、氧化風(fēng)機(jī)上，結(jié)合該電機(jī)的特點(diǎn)，認(rèn)為在負(fù)荷調(diào)整范圍較大的磨煤機(jī)和送風(fēng)機(jī)上應(yīng)用效果會(huì)更理想。

五、結(jié)束語

與傳統(tǒng)的異步電動(dòng)機(jī)相比，高壓大功率永磁同步電動(dòng)機(jī)減少了能量損耗，節(jié)電效果良好。高壓永磁電動(dòng)機(jī)的廣泛應(yīng)用將會(huì)使其在電機(jī)行業(yè)占據(jù)重要重要位置，因此，研究高壓永磁電動(dòng)機(jī)是很有必要也是非常重要的。高效高壓永磁同步電動(dòng)機(jī)創(chuàng)新性強(qiáng)，產(chǎn)品節(jié)能效果顯著，符合國家節(jié)能減排政策，能有效提降低設(shè)備能耗，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，具有推廣和應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]黃明星.新型永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)、分析與應(yīng)用研究[D].博士學(xué)位論文：浙江大學(xué)，2008.

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中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）07（c）-0127-02

所謂變頻就是利用電力電子器件（如功率晶體管GTR、絕緣柵雙極型晶體管IGBT）將50 Hz的市電變換為用戶所要求的交流電或其他電源。它分為直接變頻（又稱交-交變頻）和間接變頻（又稱交-直-交變頻），后者又分為諧振變頻和方波變頻。方波變頻又分為等幅等寬和SPWM變頻。常用的方法有正弦波（調(diào)制波）與三角波（載波）比較的SPWM法、磁場(chǎng)跟蹤式SPWM法和等面積SPWM法等[3]。

本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的題目屬于間接變頻調(diào)速技術(shù)。它主要包括整流部分、逆變部分、控制部分及保護(hù)部分等。逆變環(huán)節(jié)為三相SPWM逆變方式。

1 系統(tǒng)簡介

1.1 交流異步電動(dòng)機(jī)

三相異步電動(dòng)機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分構(gòu)成，定子是靜止不動(dòng)的部分，轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)部分，在定子與轉(zhuǎn)子之間有一定的氣隙，以保證轉(zhuǎn)子的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 SPWM技術(shù)

SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）技術(shù)，即在PWM的基礎(chǔ)之上，改變調(diào)制脈沖的方式。脈沖寬度和時(shí)間占空比按正弦規(guī)率變化，這樣輸出波形經(jīng)過適當(dāng)?shù)臑V波就可以做到輸出正弦波。

產(chǎn)生SPWM信號(hào)的方法是用一組等腰三角波（稱為載波）與一個(gè)正弦波（稱為調(diào)制波）進(jìn)行比較，如圖2所示，兩波形的交點(diǎn)作為逆變開關(guān)管的開通與關(guān)斷時(shí)刻。當(dāng)調(diào)制波的幅值大于載波的幅值時(shí)，開關(guān)器件導(dǎo)通，當(dāng)調(diào)制波的幅值小于載波的幅值時(shí)，開關(guān)器件關(guān)斷。

2 系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)

基于FPGA的交流異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)，以FPGA為核心控制芯片，利用SA4828芯片產(chǎn)生SPWM波，再通過驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)逆變開關(guān)。再加上電路，保護(hù)電路等，構(gòu)成整個(gè)完整系統(tǒng)。

本設(shè)計(jì)為交流異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速，主要涉及主電路和控制電路兩大部分（如圖3）。

系統(tǒng)各組成部分簡介。

供電電源：電源部分因變頻器輸出功率的大小不同而異，小功率的多用單相220 V，中大功率的采用三相380 V電源。

整流電路：整流部分將交流電變?yōu)槊}動(dòng)的直流電，必須加以濾波。此處采用三相不可控整流，用不可控的二極管組成三相橋式整流電路。它可以使電網(wǎng)的功率因數(shù)接近1。

濾波電路：此處采用電壓型變頻器，所以采用電容濾波，中間的電容除了起濾波作用外，還在整流電路與逆變電路間起到去耦作用，消除干擾。

逆變電路：逆變部分將直流電逆變成我們需要的交流電。在設(shè)計(jì)中采用三相橋式逆變，開關(guān)器件選用全控型開關(guān)管IGBT。

以上四個(gè)部分組成主電路，其余部分為控制電路。

電流電壓檢測(cè)：一般在中間直流端采集信號(hào)，作為過壓，欠壓，過流保護(hù)信號(hào)。

控制電路：采用FPGA和SPWM波生成芯片SA4828，F(xiàn)PGA芯片選ALTER公司Cyclone Ⅱ系列芯片。控制電路的主要功能是接受各種設(shè)定信息和指令，根據(jù)這些指令和設(shè)定信息形成驅(qū)動(dòng)逆變器工作的信號(hào)。這些信號(hào)經(jīng)過光電隔離后去驅(qū)動(dòng)開關(guān)管的關(guān)斷。從而得到與信號(hào)電路對(duì)稱的SPWM波。

此處選用電動(dòng)機(jī)原始參數(shù)如下：

額定功率PN：7.5 kW；

額定電壓UN：380 V；

額定電流IN：15.6 A；

效率：86%；

功率因數(shù)：0.85；

過載系數(shù)：=2.2；

極對(duì)數(shù)：p=2。

3 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

電壓頻率曲線可以分為兩段，在額定電壓一下，電壓頻率成正比。當(dāng)電壓上升到額定頻率后，不在上升。

對(duì)于恒負(fù)載時(shí)，由前面章節(jié)分析可知，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)與其電源頻率成正比。轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系曲線如圖4所示。

4 結(jié)論

本文采用FPGA控制三相PWM波專用芯片SA4828。具有電源頻率可調(diào)，刪除窄脈沖，響應(yīng)速度快，可現(xiàn)場(chǎng)編程等特點(diǎn)。最終驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性和有效性。系統(tǒng)中還有過流保護(hù)和過壓保護(hù)等。還可以通過FPGA監(jiān)視系統(tǒng)的其他故障，SA4828芯片還提供在緊急情況下急停的功能。在這種內(nèi)部控制保護(hù)與電路保護(hù)相結(jié)合的方式，保證了電機(jī)的安全運(yùn)行。

但系統(tǒng)也存在許多不足之處，如控制方案的實(shí)現(xiàn)不夠精確，F(xiàn)PGA芯片選擇上不夠經(jīng)濟(jì)，檢測(cè)保護(hù)電路不夠完善，這些問題有待進(jìn)一步研究解決。

參考文獻(xiàn)

[1]何超.交流變頻調(diào)速技術(shù)[M].北京：北京航空航天出版社，2006（9）：1-65.

[2]董飛燕.變頻技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展[D].河南：平頂山工學(xué)院，2005.

[3]張建軍.淺談我國變頻器發(fā)展技術(shù)[J].科學(xué)情報(bào)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)，2005（1）：134-135.

[4]梁昊.最新變頻器標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施和設(shè)計(jì)[M].北京：電力出版社，2005（8）：125-136.

篇6

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，高等院校要積極主動(dòng)地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。對(duì)于地方性高校工科專業(yè)來說，就是要積極主動(dòng)地服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)，科研與生產(chǎn)和教學(xué)相結(jié)合，為地方培養(yǎng)應(yīng)用開發(fā)型人才。長期以來，我們不斷探索，并付諸具體實(shí)踐，提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量，增強(qiáng)了人才的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。本文以電氣技術(shù)、自動(dòng)化專業(yè)的科研與教學(xué)為例，介紹一些具體做法。

一、以研產(chǎn)學(xué)結(jié)合為基礎(chǔ)，不斷深化教學(xué)內(nèi)容改革

（一）科學(xué)研究聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，并以此拓展、加深教學(xué)內(nèi)容

在本地，異步電動(dòng)機(jī)用電量占電力負(fù)荷的60%以上，為了緩解用電矛盾，電動(dòng)機(jī)的節(jié)能，就具有至關(guān)重要的作用。在講授《電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)》（以下簡稱《電拖》）課程“異步電動(dòng)機(jī)的效率與損耗”時(shí)，還結(jié)合本地生產(chǎn)中電機(jī)節(jié)能方面存在的問題，從“減少有功損耗”與“減少無功”兩方面詳細(xì)論述了實(shí)現(xiàn)節(jié)能的方法，大大深化和豐富了教材內(nèi)容。有些學(xué)生還開發(fā)性地應(yīng)用到其它感性負(fù)載（如硅整流設(shè)備）中，取得了較好的節(jié)電效果。

在本地農(nóng)村，由于村落分散，輸電線路長，加之農(nóng)忙與農(nóng)閑用電負(fù)荷變化很大，且農(nóng)閑輕負(fù)荷時(shí)間長等原因，使得農(nóng)電變壓器的損耗大。在講授《電拖》課程“變壓器的工作特性”時(shí)，還深入講述變壓器節(jié)電運(yùn)行的多項(xiàng)措施，并介紹了實(shí)際應(yīng)用中的具體做法，被學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用在各自的家鄉(xiāng)，收到了好的節(jié)電效果，得到了供電部門的表揚(yáng)。

本地屬于農(nóng)業(yè)大省農(nóng)業(yè)大市，農(nóng)用電動(dòng)機(jī)較多，而配變?nèi)萘枯^小、供電線路長且阻抗大，因此農(nóng)用電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)可不考慮對(duì)高壓系統(tǒng)的影響，加之農(nóng)用電動(dòng)機(jī)容量較小，起動(dòng)次數(shù)少，因而對(duì)電網(wǎng)與電機(jī)壽命的影響都小。在講授《電拖》課程“三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)”時(shí)，還結(jié)合本地農(nóng)用電動(dòng)機(jī)的具體情況，對(duì)教材中允許直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的容量公式進(jìn)行了修正，擴(kuò)大了允許直接起動(dòng)的農(nóng)用電動(dòng)機(jī)容量，減少了擴(kuò)大容量的電動(dòng)機(jī)所用的降壓起動(dòng)設(shè)備，節(jié)省了開支。

在講授《電路分析》課程“高頻交流電”時(shí)，補(bǔ)充講解了高頻設(shè)備的電磁輻射及其防護(hù)措施，以滿足本地在通訊、廣播電視及醫(yī)療等方面工作人員的需要。在講授《供電技術(shù)》課程“供電系統(tǒng)的保護(hù)”時(shí)，補(bǔ)充講述了電力系統(tǒng)諧波的產(chǎn)生、危害與抑制方法，更好地滿足電力工作人員的需要。在講授《電拖》課程“單相異步電動(dòng)機(jī)”電容時(shí)，還對(duì)單相電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電容的正確選取提出了具體的計(jì)算公式與確定方法；在講授“儀用互感器”時(shí)，還對(duì)互感器的接線方式及使用注意事項(xiàng)作了深入分析，以滿足本地農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)與城市工礦企業(yè)電氣人員的需要。

（二）科學(xué)研究面向生產(chǎn)需要，并以此調(diào)整、補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容

在我市有線電廠、無線電一廠等多家單位，由于生產(chǎn)需要，工程技術(shù)人員不僅要掌握普通可控硅方面的知識(shí)，還要掌握雙向可控硅與可關(guān)斷可控硅知識(shí)。根據(jù)這一實(shí)際，我們把《變流技術(shù)》教材中在本地應(yīng)用很少的“斬波器”省略（學(xué)生自學(xué)），而補(bǔ)充講解雙向可控硅與可關(guān)斷可控硅知識(shí)，并結(jié)合教師的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，具體介紹了普通型、雙向型、可關(guān)斷三種類型可控硅的電極確定、觸發(fā)性能檢測(cè)、電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)及使用注意事項(xiàng)，受到了學(xué)生與廠方的好評(píng)。

我們還把《電拖》教材中分析電拖系統(tǒng)過渡過程情況的繁瑣推導(dǎo)省略掉，而采用電路過渡過程的“三要素”法求取電拖系統(tǒng)的過渡過程，快速、簡捷明了、實(shí)用；把電機(jī)“轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)”中的頻敏變阻器的結(jié)構(gòu)讓同學(xué)們自學(xué)，而補(bǔ)充講解頻敏變阻器選用與調(diào)整的實(shí)用知識(shí)。

在講授《電拖》課程“三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)”時(shí)，還把在電源容量較小時(shí)工廠起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的特殊方法介紹給同學(xué)們。因?yàn)殡娫慈萘枯^小，電機(jī)難以采用降壓起動(dòng)，更不能采用直接起動(dòng)，而工廠采用小電機(jī)拖動(dòng)大電機(jī)的起動(dòng)方法，有效地解決了這一難題，同學(xué)們?cè)鲩L了實(shí)踐知識(shí)。在講授“直流電機(jī)的換向”、“電機(jī)負(fù)載率的測(cè)定”與“變壓器參數(shù)的測(cè)定”時(shí)，把工廠維護(hù)直流電動(dòng)機(jī)換向的方法與電機(jī)負(fù)載率和變壓器線圈匝數(shù)的簡單適用的測(cè)定方法介紹給學(xué)生。

在講授《變流技術(shù)》課程“可控硅的保護(hù)”時(shí)，還把工廠實(shí)用的選擇快速熔斷器的具體方法和使用快速熔斷器應(yīng)注意的事項(xiàng)介紹給學(xué)生。

二、以研產(chǎn)學(xué)結(jié)合為契機(jī)，不斷增強(qiáng)培養(yǎng)人才的適應(yīng)性

（一）把課堂教學(xué)中的相關(guān)內(nèi)容轉(zhuǎn)入工廠講授

本地許多工廠中生產(chǎn)用的電機(jī)等電氣設(shè)備，因接地保護(hù)工作做得不周，常出現(xiàn)停機(jī)、損壞設(shè)備，有時(shí)甚至造成人身傷亡。根據(jù)這一實(shí)際，在講授《電工學(xué)》課程“接地與接零保護(hù)”時(shí)，由于教材只簡單介紹其基本原理，我們把學(xué)生帶到工廠，對(duì)照實(shí)際設(shè)備全面講述了接地裝置的安全、安裝與檢修要求以及接地電阻的測(cè)量方法，師生還檢查、修理了現(xiàn)場(chǎng)的一些接地保護(hù)裝置。

電氣專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后一走上工作崗位大都要與工廠使用得最多的電機(jī)打交道，許多已畢業(yè)的學(xué)生參加工作后還登門求教電機(jī)檢修方面的知識(shí)。根據(jù)這一普遍要求，在講授《電拖》課程“電機(jī)的結(jié)構(gòu)”、“電機(jī)繞組的排列與絕緣”等內(nèi)容時(shí)，把學(xué)生帶到電機(jī)制造廠和使用電機(jī)較多的工廠，利用工廠的工具儀表，與技術(shù)人員、工人師傅一起，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生邊學(xué)邊用，學(xué)用結(jié)合，當(dāng)場(chǎng)就能掌握一些電機(jī)檢修方面的方法與知識(shí)。

在指導(dǎo)學(xué)生電工實(shí)習(xí)、帶學(xué)生下廠對(duì)一般電氣設(shè)備與線路進(jìn)行實(shí)際操作的同時(shí)，還著重對(duì)本地應(yīng)用較多且前景廣闊的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)。對(duì)于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)造成對(duì)PLC的干擾這一重要問題，同工廠技術(shù)人員、學(xué)生一起進(jìn)行了研討與實(shí)驗(yàn)，提出了一些行之有效的抗干擾措施，使學(xué)生學(xué)到了實(shí)用的知識(shí)，如從抗電源干擾、抗線間干擾、抗負(fù)載干擾、抗環(huán)境干擾四個(gè)方面采取有效手段。

（二）把生產(chǎn)實(shí)際中的有關(guān)問題引入課堂教學(xué)

本地一工廠的吊車在輕載運(yùn)行時(shí)制動(dòng)失效，我們對(duì)此進(jìn)行了原因分析，提出了改進(jìn)措施，收到了好的效果。在講授“異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)”時(shí)，結(jié)合這一實(shí)例給同學(xué)們深入挖掘了制動(dòng)失效的多種原因,同學(xué)們不僅從理論上弄清了這一問題，而且還提出了另外一些實(shí)用的改進(jìn)措施。

在講授 “電動(dòng)機(jī)的繼電保護(hù)”時(shí)，把當(dāng)時(shí)本地工廠損壞一臺(tái)200KW大電機(jī)與多臺(tái)小電機(jī)的事故介紹給同學(xué)們，分析事故原因在于造成電動(dòng)機(jī)的缺相運(yùn)行與集電環(huán)、軸承過熱，電機(jī)的勵(lì)磁保護(hù)與絕緣保護(hù)失效，師生還共同討論了應(yīng)該采取的繼電保護(hù)措施。

國家技術(shù)人員聯(lián)合研制的起重機(jī)控制設(shè)備20多年來廣泛應(yīng)用在全國的大中型吊車上，但由于控制線路設(shè)計(jì)中考慮不完善，對(duì)操作人員有技術(shù)上的特殊要求，人性化不夠、勞動(dòng)強(qiáng)度大，因而在廠里和碼頭上經(jīng)常需要修理，于是我們進(jìn)行了故障診斷和集體研究，發(fā)現(xiàn)它有幾個(gè)值得改進(jìn)的地方。在講授《工廠電氣控制設(shè)備》時(shí)，在課堂上進(jìn)行仔細(xì)介紹，并提出一些在生產(chǎn)實(shí)際中可能遇到的類似問題，讓學(xué)生去討論，甚至讓個(gè)別學(xué)生作為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，學(xué)生興趣很濃，勁頭很足,收效很大。

三、形成研產(chǎn)學(xué)良性互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)多贏互促局面

（一）在課堂教學(xué)中引入科研

在講授《電拖》課程“繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速”時(shí)，把當(dāng)時(shí)為市電機(jī)廠進(jìn)行的一項(xiàng)科研工作“異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻電感起動(dòng)與調(diào)速”的情況進(jìn)行了詳細(xì)介紹，使同學(xué)們開闊了思路，增加了學(xué)習(xí)與研究的興趣。在講授“三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性”時(shí)，還把教師自己研究的利用銘牌數(shù)據(jù)計(jì)算工作特性的方法告訴同學(xué)們，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到：不用儀表試驗(yàn)測(cè)取，只需較簡單的計(jì)算就可求得工作特性，方便實(shí)用。

在《變流技術(shù)》課程中講述雙向可控硅的結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用情況時(shí)，把老師和幾位同學(xué)為廠礦機(jī)關(guān)大樓的路燈及室外路燈研制的“路燈節(jié)電控制器”、“簡易調(diào)光電路”和農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)用的“溫控器”、“土壤測(cè)濕儀”介紹給同學(xué)們，使同學(xué)們認(rèn)識(shí)到：用雙向可控硅構(gòu)成的控制器更加工作可靠、線路簡單、使用方便，增強(qiáng)了同學(xué)們的創(chuàng)新開發(fā)意識(shí)。

在講授《供電技術(shù)》課程“電力網(wǎng)絡(luò)的基本接線方式”時(shí)，把教師研究的“變壓器切換過程中不間斷供電”的接線方法介紹給同學(xué)們，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到：選用恰當(dāng)組別標(biāo)號(hào)的變壓器，先與要被切換下來的變壓器并聯(lián)供電，再切除原變壓器，就能做到不間斷供電，克服以往變壓器切換時(shí)需停電的弊端，從而開發(fā)了學(xué)生的思維。

（二）在科研工作中啟發(fā)教學(xué)

在為市開關(guān)廠進(jìn)行“異步電動(dòng)機(jī)的電容補(bǔ)償與阻容起動(dòng)裝置”及“電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)裝置”兩項(xiàng)科研工作中，把開辟的異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的一種新方法與自起動(dòng)電路補(bǔ)充到《電拖》教材“三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)”內(nèi)容中，對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)教學(xué),所介紹的自起動(dòng)電路，具有逆向思維的觀點(diǎn)，電路簡單、功能齊全、可靠實(shí)用，使學(xué)生開闊了思路。在研究“三相變壓器的聯(lián)接組別標(biāo)號(hào)”與“變壓器的并聯(lián)運(yùn)行”時(shí)，把探索出的組別標(biāo)號(hào)變化規(guī)律與并聯(lián)運(yùn)行的新規(guī)律引入教材“三相變壓器”內(nèi)容中，并啟發(fā)他們?nèi)绾伟堰@些規(guī)律應(yīng)用到實(shí)際工作中去。

由國家勞動(dòng)部資助，常德市新藝勞保用品總廠承擔(dān)的科研項(xiàng)目“機(jī)床用超聲波安全生產(chǎn)保護(hù)裝置”，由楊斌文教授主要負(fù)責(zé)研制。他把其中應(yīng)用的負(fù)反饋信號(hào)放大電路引入《電工學(xué)》教材“晶體三極管的放大電路”中，啟發(fā)學(xué)生如何把多種反饋電路選擇性地應(yīng)用到實(shí)際放大器中。還把和同學(xué)們?yōu)楣S、實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)制作的“變壓器過熱報(bào)警器”與“失電報(bào)警器”所用振蕩電路引入《電工學(xué)》“晶體管振蕩電路”中；把為工礦企業(yè)研究的“無功補(bǔ)償后的增容問題”引入《供電技術(shù)》課程“工廠供電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理”教學(xué)中，啟發(fā)學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。

篇7

許多用電設(shè)備均是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，如配電變壓器、電動(dòng)機(jī)等，它們都是依靠建立交變磁場(chǎng)才能進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。為建立交變磁場(chǎng)和感應(yīng)磁通而需要的電功率稱為無功功率，因此，所謂的"無功"并不是"無用"的電功率，只不過它的功率并不轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、熱能

1.影響功率因數(shù)的主要因素

1.1電感性設(shè)備和電力變壓器是耗用無功功率的主要設(shè)備

大量的電感性設(shè)備，如異步電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電爐、交流電焊機(jī)等設(shè)備是無功功率的主要消耗者。根據(jù)前段時(shí)間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，我礦所消耗的全部無功功率中，異步電動(dòng)機(jī)的無功消耗占了60%～70%；而在異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)所消耗的無功又占到電動(dòng)機(jī)總無功消耗的60%～70%。所以要改善異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)就要防止電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行并盡可能提高負(fù)載率。電力變壓器消耗的無功功率一般約為其額定容量的10%～15%，它的空載無功功率約為滿載時(shí)的1/3。因此，為了改善電力系統(tǒng)和礦山的功率因數(shù)，變壓器不應(yīng)空載運(yùn)行或長期處于低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)。

1.2供電電壓超出規(guī)定范圍也會(huì)對(duì)功率因數(shù)造成很大影響

當(dāng)供電電壓高于額定值的10%時(shí)，由于磁路飽和的影響，無功功率將增長得很快，根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)供電電壓為額定值的110%時(shí)，一般無功將增加35%左右。當(dāng)供電電壓低于額定值時(shí)，無功功率也相應(yīng)減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作。所以，應(yīng)當(dāng)采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。

1.3電網(wǎng)頻率的波動(dòng)也會(huì)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)和變壓器的磁化無功功率造成一定的影響

1.4無功補(bǔ)償原理

當(dāng)電網(wǎng)電壓的波形為正弦波，且電壓與電流同相位時(shí)，電阻性電氣設(shè)備如白熾燈、電熱器等從電網(wǎng)上獲得的功率P等于電壓U和電流I的乘積，即：P=U×I。

電感性電氣設(shè)備如電動(dòng)機(jī)和變壓器等由于在運(yùn)行時(shí)需要建立磁場(chǎng)，此時(shí)所消耗的能量不能轉(zhuǎn)化為有功功率，故被稱為無功功率Q。此時(shí)電流滯后電壓一個(gè)角度f。在選擇變配電設(shè)備時(shí)所根據(jù)的是視在功率S，即有功功率和無功功率的幾何和：

2.采用適當(dāng)措施，設(shè)法提高系統(tǒng)自然功率因數(shù)

提高自然功率因數(shù)是不需要任何補(bǔ)償設(shè)備投資，僅采取各種管理上或技術(shù)上的手段來減少各種用電設(shè)備所消耗的無功功率，這是一種最經(jīng)濟(jì)的提高功率因數(shù)的方法。下面將對(duì)提高自然功率因數(shù)的措施做一些簡要的介紹。

2.1合理選用電動(dòng)機(jī)

合理選擇電動(dòng)機(jī)，使其盡可能在高負(fù)荷率狀態(tài)下運(yùn)行。在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，既要注意它們的機(jī)械特性，又要考慮它們的電氣指標(biāo)。舉例說，三相異步電動(dòng)機(jī)（100KW）在空載時(shí)功率因數(shù)僅為0.11，1/2負(fù)載時(shí)約為0.72，而滿負(fù)載時(shí)可達(dá)0.86。所以核算負(fù)荷小于40%的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，應(yīng)換以較小容量的電動(dòng)機(jī)，并合理安排和調(diào)整工藝流程，改善運(yùn)行方式，限制空載運(yùn)轉(zhuǎn)。故從節(jié)約電能和提高功率因數(shù)的觀點(diǎn)出發(fā)，必須正確合理的選擇電動(dòng)機(jī)的；

2.2提高異步電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量

實(shí)驗(yàn)表明，異步電動(dòng)機(jī)定子繞組匝數(shù)變動(dòng)和電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子間的氣隙變動(dòng)是對(duì)異步電動(dòng)機(jī)無功功率的大小有很大影響。因此檢修時(shí)要特別注意不使電動(dòng)機(jī)的氣隙增大，以免使功率因數(shù)降低。

2.3采用同步電動(dòng)機(jī)或異步電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)行補(bǔ)償

由電機(jī)原理可知，同步電動(dòng)機(jī)消耗的有功功率取決于電動(dòng)機(jī)上所帶機(jī)械負(fù)荷的大小，而無功取決于轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁電流大小，在欠激狀態(tài)時(shí)，定子繞組向電網(wǎng)“吸取”無功，在過激狀態(tài)時(shí)，定子繞組向電網(wǎng)“送出”無功。因此，只要調(diào)節(jié)電機(jī)的勵(lì)磁電流，使其處于過激狀態(tài)，就可以使同步電機(jī)向電網(wǎng)“送出”無功功率，減少電網(wǎng)輸送給我礦的無功功率，從而提高了我礦的功率因數(shù)。異步電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)行就是將異步電動(dòng)機(jī)三相轉(zhuǎn)子繞組適當(dāng)連接并通入直流勵(lì)磁電流，使其呈同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，這就是“異步電動(dòng)機(jī)同步化”。因而只要調(diào)節(jié)電機(jī)的直流勵(lì)磁電流，使其呈過激狀態(tài)，即可以向電網(wǎng)輸出無功，從而達(dá)到提高低壓網(wǎng)功率因數(shù)的目的。

2.4正確選擇變壓器容量提高運(yùn)行效益

對(duì)于負(fù)載率比較低的變壓器，一般采取“撤、換、并、停”等方法，使其負(fù)載率提高到最佳值，從而改善本企業(yè)電網(wǎng)的自然功率因數(shù)。如：對(duì)平均負(fù)荷小于30%的變壓器宜從電網(wǎng)上斷開，通過聯(lián)絡(luò)線提高負(fù)荷率。

通過以上一些提高加權(quán)平均功率因數(shù)和自然功率因數(shù)的敘述，或許我們已經(jīng)對(duì)“功率因數(shù)”這個(gè)簡單的電力術(shù)語有了更深的了解和認(rèn)識(shí)。知道了功率因數(shù)的提高對(duì)電力企業(yè)的深遠(yuǎn)影響，下面我們將簡單介紹對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行人工補(bǔ)償?shù)姆绞胶蛯?duì)補(bǔ)償容量的確定方法。

3.設(shè)計(jì)總結(jié)

以上是我淺談功率因數(shù)對(duì)我礦供電A電網(wǎng)的影響以及提高功率因數(shù)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益和企業(yè)效益，介紹了影響功率因數(shù)的主要因素以及提高功率因數(shù)的一般方法，還闡述了如何確定無功功率的補(bǔ)償容量及無功功率的三種人工補(bǔ)償?shù)木唧w方式，集中探討了無功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)我礦的高、低壓配電網(wǎng)的影響以及提高功率因數(shù)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益和企業(yè)效益，介紹了影響功率因數(shù)的主要因素和提高功率因數(shù)的方法，確保補(bǔ)償技術(shù)經(jīng)濟(jì)、合理、安全可靠，達(dá)到節(jié)約電能的目的，為保證降低電網(wǎng)中的無功功率，提高功率因數(shù)，保證有功功率的充分利用，提高系統(tǒng)的供電效率和電壓質(zhì)量，減少線路損耗，降低配電線路的成本，節(jié)約電能，通常在高、低壓供配電系統(tǒng)中裝設(shè)電容器無功補(bǔ)償裝置。

4.設(shè)計(jì)心得體會(huì)

通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文讓我重新對(duì)影響大紅山供電的因數(shù)有了全新的認(rèn)識(shí)，這也是我第一次獨(dú)立從找資料到寫論文，經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。通過這次設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我獨(dú)立工作與學(xué)習(xí)合理安排相互調(diào)節(jié)的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的工作生活有巨大而重要的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]主編：孟祥忠.《現(xiàn)代供電技術(shù)》.清華大學(xué)出版社，2006年第一版，1-303頁。

篇8

抽油機(jī)節(jié)能技術(shù)在油田推廣應(yīng)用。一是在管理方面，推廣應(yīng)用抽油機(jī)井系統(tǒng)優(yōu)化軟件與單井自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，從源頭把關(guān)，保證系統(tǒng)效率。二是在硬件方面，主要包括抽油機(jī)、電動(dòng)機(jī)、控制柜節(jié)能技術(shù)應(yīng)用；應(yīng)用節(jié)能電機(jī)，如：高滑差電機(jī)、永磁交流電機(jī)、多繞組電機(jī)、雙轉(zhuǎn)子電機(jī)等節(jié)能技術(shù)；空抽控制柜、變頻控制器和無功補(bǔ)償箱等控制裝置。三是從全年費(fèi)用“盤子”中，分離出專項(xiàng)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)“?？顚Ｓ谩?。選擇遵守以下基本原則：

優(yōu)先原則：根據(jù)區(qū)塊實(shí)際特點(diǎn)，在保證油井最佳產(chǎn)能的前提下，優(yōu)化參數(shù)設(shè)計(jì)、精確調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。

適用原則：通過現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性、實(shí)用性試驗(yàn)，優(yōu)選匹配最佳、節(jié)能效果最好的節(jié)能產(chǎn)品推廣應(yīng)用，避免盲目引進(jìn)。

主次原則：以節(jié)能電機(jī)為主，以節(jié)能控制箱為輔的原則，同時(shí)兼顧舊機(jī)型抽油機(jī)和普通舊電機(jī)的節(jié)能技術(shù)改造，充分合理發(fā)揮節(jié)能設(shè)備優(yōu)勢(shì)，從而達(dá)到在較少資金取得較好的節(jié)能效果。

規(guī)模原則：節(jié)能拖動(dòng)裝置在一定范圍內(nèi)可降低電功消耗。

2.論證節(jié)能技術(shù)與試用驗(yàn)證

2.1節(jié)能技術(shù)論證

一般用節(jié)能抽油機(jī)、控制箱等節(jié)能設(shè)備較多。篩選永磁電機(jī)、空抽控制器、低壓無功計(jì)量補(bǔ)償裝置等節(jié)能設(shè)備，并分段實(shí)施。

交流永磁電機(jī) 采用稀土永久磁鐵代替勵(lì)磁繞組激磁，沒有轉(zhuǎn)差損耗，定子電流減小，功率因數(shù)高，電機(jī)在負(fù)載變化和電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，不存在速度波動(dòng)，沒有機(jī)械傳動(dòng)過程損耗。

直流無刷永磁電動(dòng)機(jī) 是一種典型的機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)定子繞組多做成三相對(duì)稱星形接法，同三相異步電動(dòng)機(jī)十分相似。轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體，為檢測(cè)轉(zhuǎn)子極性，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有位置傳感器（霍爾元件）。驅(qū)動(dòng)器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能：接受電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號(hào)，以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng)；接受位置傳感器信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào)，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信號(hào)，用來控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護(hù)和顯示等。

空抽控制器 是美國漢諾威專利技術(shù)，通過高分辨率傳感器檢測(cè)抽油機(jī)電機(jī)動(dòng)力線電流、電壓及相位角，計(jì)算出電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)時(shí)有功功率、無功功率，并根據(jù)抽油機(jī)上行、下行電流變化與抽油機(jī)加載、卸載過程的關(guān)系準(zhǔn)確描述出抽油機(jī)加載及卸載過程的電流運(yùn)行軌跡及加、卸載過程的時(shí)間變化，將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在主控制器的存儲(chǔ)區(qū)中，并對(duì)預(yù)置在芯片里的具有廣域代表性的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行個(gè)性化修正，找出真實(shí)反映每臺(tái)抽油機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況的電流、功率及負(fù)荷的變化規(guī)律，達(dá)到對(duì)抽油機(jī)智能化、科學(xué)化管理。通過科學(xué)控制間機(jī)抽井的啟、停狀態(tài)，防止油井空抽，達(dá)到節(jié)省能耗、降低磨損的目的。

抽油機(jī)變頻控制器 是一種輸出頻率可調(diào)的電力拖動(dòng)設(shè)備，從電機(jī)轉(zhuǎn)速公式：N=60f/p×（1-S）得出，電機(jī)轉(zhuǎn)速與頻率成正比，電機(jī)在保持磁通量不變，在電壓與頻率之比為恒定值狀態(tài)，功率與電壓成正比，功率與頻率也成正比，下調(diào)頻率能降低電機(jī)輸出功率，達(dá)到節(jié)能的目的。

雙轉(zhuǎn)子柔性電動(dòng)機(jī) 由兩臺(tái)同軸不同功率的異步電動(dòng)機(jī)組成，互為主輔電機(jī)，不同負(fù)荷下分別對(duì)應(yīng)著主電機(jī)、輔電機(jī)、主輔電機(jī)同時(shí)運(yùn)行三種狀態(tài)。自動(dòng)控制裝置可根據(jù)抽油機(jī)負(fù)載情況，控制運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，使其運(yùn)行在最佳狀態(tài)。

抽油機(jī)機(jī)井整體工藝參數(shù)優(yōu)化 在保證產(chǎn)液量的情況下，抽油機(jī)井整體工藝參數(shù)優(yōu)化技術(shù)采用損失功率最低或機(jī)械采油成本最低為原則的設(shè)計(jì)方法，合理優(yōu)化抽油機(jī)井桿柱、管柱、泵型、電機(jī)、調(diào)整沖程、沖次等抽汲參數(shù)，使抽汲系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)，能對(duì)對(duì)檢泵作業(yè)井的參數(shù)設(shè)計(jì)和新投產(chǎn)井機(jī)、桿、泵選擇及能耗進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析。

2.2試用驗(yàn)證

2006年開始，組織各采油廠對(duì)永磁交流電機(jī)、摩擦換向式抽油機(jī)、智能變速多功率超高轉(zhuǎn)差電機(jī)、直流無刷永磁電機(jī)、空抽控制器等技術(shù)產(chǎn)品，選擇不同的油田、油井進(jìn)行試裝；并對(duì)節(jié)電情況進(jìn)行節(jié)能測(cè)試，作如下對(duì)比。

節(jié)能率測(cè)試結(jié)果對(duì)比

③.截止2009年底，在油田隨檢泵作業(yè)應(yīng)用抽油機(jī)整體工藝參數(shù)優(yōu)化技術(shù)600多口井次，實(shí)施優(yōu)化后，泵徑增大130口井，泵徑減小52口井，沖次降低250多口井，沖次增大10口井，調(diào)大沖程16口井，應(yīng)用小功率永磁電機(jī)178口井。

④.雙轉(zhuǎn)子柔性電動(dòng)機(jī)：2007年現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)4口井，平均有功功率降低0.91kW，無功功率降低13.7kVar，運(yùn)行電流降低20.54A，平均單井日節(jié)電38.84kwh，節(jié)電率達(dá)20%。

⑤.加裝抽油機(jī)空抽控制器、變頻器；摩擦換向式抽油機(jī)等技術(shù)改造后，節(jié)能效果也比較明顯效。

4.認(rèn)識(shí)、體會(huì)與努力方向

機(jī)械采油是一個(gè)系統(tǒng)工程，應(yīng)將采油工藝、油藏條件、地面設(shè)備、地面條件等有機(jī)結(jié)合起來，結(jié)合抽油機(jī)、油井效用年限，綜合考慮，才能取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

節(jié)能抽油機(jī)電機(jī)或節(jié)能控制裝置是可以降低電能消耗，降耗低碳是進(jìn)一步提高抽油井效率的主要手段之一，但要增加技術(shù)與管理環(huán)節(jié)，系統(tǒng)可靠性要降低，維護(hù)管理成本會(huì)相應(yīng)地增加，只有加大應(yīng)用規(guī)模，取得規(guī)模效應(yīng)，才能實(shí)現(xiàn)好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

節(jié)能型抽油機(jī)是發(fā)展方向，能與油井負(fù)荷相匹配，并有完善的保護(hù)功能；有數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)功能；聯(lián)網(wǎng)和通信功能以及遙控遙測(cè)功能；并能適應(yīng)油田的野外環(huán)境要求，操作簡單，智能化程度高。

自動(dòng)化控制是攻關(guān)方向。應(yīng)用微型計(jì)算處理機(jī)和自動(dòng)適應(yīng)電子控制器進(jìn)行控制、監(jiān)測(cè)，具有抽油（液）效率高、節(jié)電、功能多、安全可靠、自動(dòng)化程度高、經(jīng)濟(jì)性好、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)、功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]于海迎.抽油機(jī)節(jié)能技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì).石油和化工節(jié)能.2007. 2；

[2]徐甫榮，趙錫生. 抽油機(jī)節(jié)能電控裝置綜述. 電氣傳動(dòng)自動(dòng)化.2004.06；

[3]趙來軍，倪振文，職黎光，劉剛，黎若鵬. 抽油機(jī)變頻控制技術(shù).采鉆工藝；

篇9

【摘　要】主要介紹了異步電機(jī)的節(jié)能技術(shù)，對(duì)離心連接方式、變頻調(diào)速起動(dòng)方式、降壓起動(dòng)方式、固態(tài)起動(dòng)器起動(dòng)方式進(jìn)行了深入的研究。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的損耗進(jìn)行了分析，并對(duì)節(jié)能控制抗干擾的技術(shù)進(jìn)行了初步的描述。

關(guān)鍵詞 異步電動(dòng)機(jī)；節(jié)能；抗干擾；變頻調(diào)速；變頻節(jié)能；損耗

0　前言

作為一種重要的動(dòng)力設(shè)備，異步電動(dòng)機(jī)的用電量是非常大的。這些異步電動(dòng)機(jī)一般都是按照設(shè)計(jì)的負(fù)載進(jìn)行選擇的，但在實(shí)際使用中，大都經(jīng)常處在輕載，甚至在空載下運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率低，效率不高，電能的浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重。因此在目前我國工業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展，能源日趨緊張，環(huán)保要求日趨高漲的情況下，提高電機(jī)運(yùn)行效率可以極大緩解能源緊張狀況，提高國民經(jīng)濟(jì)效益，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1　異步電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制的基本方法

異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，一般有三種方式可以達(dá)到節(jié)能的目的：一是變頻節(jié)能；二是降低定子電壓節(jié)能；三是優(yōu)化電動(dòng)機(jī)本體設(shè)計(jì)節(jié)能。本論文將重點(diǎn)研究電機(jī)智能軟啟動(dòng)節(jié)能控制方式。

異步電機(jī)是以反電勢(shì)來平衡外電壓的，反電勢(shì)隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的增加而逐漸增大，電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)之初反電勢(shì)為零，所以起動(dòng)時(shí)沖擊電流很大，約為額定電流的5~7倍。對(duì)于功率較大的異步電機(jī)起動(dòng)時(shí)電流會(huì)達(dá)到幾千安培，會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成很大的沖擊，使電源電壓下降，影響同一電網(wǎng)上的其它設(shè)備的起動(dòng)和正常工作?；谝陨系脑颍妱?dòng)機(jī)一般不允許直接起動(dòng)，必須對(duì)其起停加以控制。

可以實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)軟起動(dòng)的方式主要有：離心連接方式、變頻調(diào)速起動(dòng)方式、降壓起動(dòng)方式。

1.1　離心連接方式

包括液力耦合器，電磁轉(zhuǎn)差離合器等多種形式。其基本原理是在電機(jī)和負(fù)載之間加入中間級(jí)以起到緩沖作用，離心連接可用于調(diào)速，但調(diào)速范圍不大，精度低。這種起動(dòng)方式可以防止起動(dòng)時(shí)對(duì)負(fù)載設(shè)備的沖擊，但不能防止起動(dòng)過程中沖擊電流對(duì)電網(wǎng)的影響。

1.2　變頻調(diào)速起動(dòng)方式

變頻調(diào)速系統(tǒng)除進(jìn)行電機(jī)調(diào)速外，還可以實(shí)現(xiàn)平滑起動(dòng)。在電機(jī)起動(dòng)加速時(shí)，逆變器輸出頻率做線性增長，隨頻率增大電壓隨之增高，可使電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電流限制在1.5IN左右。對(duì)于有調(diào)速要求的電力拖動(dòng)系統(tǒng)，宜采用變頻器調(diào)速方式。但這種電機(jī)控制器的電路復(fù)雜，成本較高，當(dāng)不需要精確調(diào)速時(shí)，不適合應(yīng)用這種起動(dòng)方式。

1.3　降壓起動(dòng)方式

包括常規(guī)的降壓起動(dòng)和固態(tài)軟起動(dòng)器起動(dòng)兩種方法。常規(guī)的降壓起動(dòng)方式主要有：定子電路中串入起動(dòng)電抗、星—三角形起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)等。這類起動(dòng)控制可以達(dá)到減小起動(dòng)時(shí)的機(jī)械及電器沖擊的基本要求，但它們僅僅是名義上的軟起動(dòng)控制器，因?yàn)樗鼈儗⑵饎?dòng)階段分為兩個(gè)或多個(gè)步驟，起動(dòng)電流由一級(jí)向相鄰一級(jí)跳變時(shí)會(huì)產(chǎn)生跳躍沖擊，且這類控制器均以接觸器為主要部件，雖然經(jīng)過不斷的設(shè)計(jì)改進(jìn)，但還是存在不可消除的缺點(diǎn)，如體積大、機(jī)械磨損、觸頭燒熔、工作噪聲、工作時(shí)的射頻干擾和機(jī)械震動(dòng)，為此，起動(dòng)設(shè)備需要經(jīng)常維修，實(shí)踐表明，這類起動(dòng)器的性能比電機(jī)本身還要差。

另外一種降壓起動(dòng)方式是用固態(tài)起動(dòng)器起動(dòng)。固態(tài)起動(dòng)器是一種新型的無觸點(diǎn)起動(dòng)器，通過半導(dǎo)體元件來控制。在三相電路的每一相有兩個(gè)晶閘管反并聯(lián)連接，控制輸出的觸發(fā)脈沖即可調(diào)整晶閘管的輸出電壓。

2　異步電動(dòng)機(jī)的損耗分析

2.1　恒定損耗

恒定損耗是指異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)固有損耗，它與電動(dòng)機(jī)材料、制造工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)速等參數(shù)有關(guān)，而與負(fù)載大小無關(guān)。恒定損耗包括鐵心損耗（含空載雜散損耗）及機(jī)械損耗。

2.1.1　鐵心損耗

鐵心損耗pFe（含空載雜散損耗）亦稱鐵耗，指主磁場(chǎng)在電動(dòng)機(jī)鐵心中交變所引起的渦流損耗和磁滯損耗。異步電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率很小，轉(zhuǎn)子鐵心中磁通變化的頻率很小，一般僅為每秒1~3周，故異步電動(dòng)機(jī)鐵耗主要為定子鐵心損耗。

鐵耗大小取決于組成電動(dòng)機(jī)的鐵心材料性能、頻率及磁通密度，近似公式pFe≈kf1.3B2，k為系數(shù)，B為磁通密度，f為轉(zhuǎn)子磁通變化的頻率。

空載雜散損耗pσs是指空載電流通過定子繞組的漏磁通在定子機(jī)座、端蓋等金屬中產(chǎn)生的損耗，一般空載電流近似不變，因此這些損耗也是恒定的。鐵耗一般占異步電動(dòng)機(jī)總損耗的20%~25%。

2.1.2　機(jī)械損耗

機(jī)械損耗PΩ通常包括通風(fēng)系統(tǒng)損耗pV及軸承摩擦損耗pr，繞線式轉(zhuǎn)子還有電刷摩擦損耗。通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)摩損耗主要為產(chǎn)生冷卻電機(jī)的氣流所需的風(fēng)扇總功率。，H為風(fēng)扇有效壓力，V為氣體流量，η為風(fēng)扇效率。可見，合理的選用冷卻風(fēng)扇所用材料及合理的風(fēng)道設(shè)計(jì)等可降低通風(fēng)系統(tǒng)損耗，具體的不在本文涉及范圍。

軸承摩擦損耗主要與軸承型號(hào)，裝配水平，脂有關(guān)。對(duì)于滾動(dòng)軸承，軸承摩擦損耗一般形式為： pr=9.81GVsμ，G為軸承承受的負(fù)荷，Vs為軸徑線速度，μ為摩擦系數(shù)。

機(jī)械損耗一般占總損耗的10%~50%，電動(dòng)機(jī)容量越大，由于通風(fēng)損耗變大，在總損耗中比重也增大。

2.2　負(fù)載損耗

負(fù)載損耗主要是指電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，定子、轉(zhuǎn)子繞組通過電流而引起的損耗，亦稱銅耗。pCu=mI2r，m為相數(shù)，I為每相電流，r為每相電阻。銅耗約占總損耗的20%~70%，電動(dòng)機(jī)容量越大，銅耗占比例越小。

2.3　雜散損耗

雜散損耗主要由定子漏磁通和定子、轉(zhuǎn)子的各種高次諧波在導(dǎo)線、鐵心及其他金屬部件內(nèi)所引起的損耗。這些損耗約占總損耗的10%~15%。

3　異步電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制方法

3.1　異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓節(jié)能

對(duì)于變轉(zhuǎn)矩負(fù)載，降低端電壓不僅可以降低電動(dòng)機(jī)本身的鐵耗和銅耗，而且輸出功率的降低進(jìn)一步減小了電動(dòng)機(jī)的輸入功率，節(jié)能率更高?；蛘呖梢岳斫鉃榻档碗妱?dòng)機(jī)端電壓同時(shí)提高了電動(dòng)機(jī)本身和負(fù)載的效率。

降壓節(jié)能電動(dòng)機(jī)

異步電動(dòng)機(jī)采用降壓節(jié)能運(yùn)行方式時(shí)，必須滿足兩個(gè)先決條件：首先，必須保證電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行；第二，轉(zhuǎn)子電流不能超過額定允許值，否則會(huì)造成轉(zhuǎn)子過熱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀電機(jī)。

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩不僅與電壓的平方成正比，與負(fù)載率成反比，而且還與電動(dòng)機(jī)本身的承載能力有關(guān)。

功率因數(shù)在空載時(shí)數(shù)值很小，僅為0.1～0.15，隨著負(fù)載率增加而遞增。通常6、8、10極電動(dòng)機(jī)遞增幅度比2、4極電動(dòng)機(jī)來得大，小容量電動(dòng)機(jī)的增幅度比大容量遞增幅度來得大。不同系列、不同類型的電動(dòng)機(jī)效率、功率因數(shù)均不相同。一般說來，同容量的鼠籠型電動(dòng)機(jī)的效率、功率因數(shù)要比繞線式電動(dòng)機(jī)高；轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)效率、功率因數(shù)比轉(zhuǎn)數(shù)低的高；同一類型電動(dòng)機(jī)容量大的電動(dòng)機(jī)的效率、功率因數(shù)比容量小的電動(dòng)機(jī)高。對(duì)于同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其效率曲線也不是一成不變的，使用時(shí)間過長，維護(hù)保養(yǎng)不良將使各種損耗增加，導(dǎo)致效率曲線的下降。

要使電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須合理選擇電動(dòng)機(jī)類型、容量與負(fù)載機(jī)械特性適應(yīng)，力求有最高的運(yùn)行效率；對(duì)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)要提高電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率；加強(qiáng)維護(hù)檢修，采取各種改造措施減少損耗，提高電動(dòng)機(jī)的效率。

在恒定負(fù)載長期輕載運(yùn)行時(shí)，不宜采用降低端電壓而應(yīng)更換小容量電機(jī)。需注意的是：降低定子端電壓并不顯著降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，即電機(jī)轉(zhuǎn)差率在允許范圍之內(nèi)；

電動(dòng)機(jī)本身的空載電流較大，或者電網(wǎng)電壓偏高的場(chǎng)合也很適宜降壓節(jié)電運(yùn)行。

降低端電壓有利于電機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高效率，改善功率因數(shù)。輕載時(shí)，降低定子端電壓，可以提高電動(dòng)機(jī)效率，但必須降壓合適，否則就不能達(dá)到節(jié)能效果。

3.2　異步電動(dòng)機(jī)變頻節(jié)能

電氣傳動(dòng)的PWM控制技術(shù)是調(diào)速傳動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，是電氣傳動(dòng)自動(dòng)控制領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。PWM控制技術(shù)是利用半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷把直流電壓變成電壓脈沖序列，并通過控制電壓脈沖寬度或周期以達(dá)到變壓的目的，或者控制電壓脈沖寬度和脈沖列的周期以達(dá)到變壓變頻目的的一種控制技術(shù)。

在交流變頻傳動(dòng)中，使用較早的控制技術(shù)是VVVF控制技術(shù)，該控制技術(shù)分為兩種：一是把VV與VF分開完成，即先把交流電整流為直流的同時(shí)進(jìn)行相控調(diào)壓，而后逆變?yōu)榭烧{(diào)頻率的交流電，這種前后分開控制的VVVF控制技術(shù)稱為脈沖幅值調(diào)制方式（pulseAmplitudeModulation）。二是將VV與VF集中于逆變器一起來完成，即前面為不可控整流器，中間直流電壓恒定，而后由逆變器既完成變頻又完成變壓，這種控制技術(shù)稱為脈沖寬度調(diào)制技術(shù)（PulseWidthModulation）。這種控制技術(shù)整流器無須控制，簡化了電路結(jié)構(gòu)，而且以全波整流代替相控整流，提高了輸入端的功率因數(shù)，減小了高次諧波對(duì)電網(wǎng)的影響。

PWM控制技術(shù)有許多種，而且在不斷發(fā)展之中，從控制思它們分為四類：（1）等脈寬PWM法，（2）正弦波PWM法，即s流跟蹤型PWM法，（3）磁鏈追蹤型PWM法（SVPWM法，也稱電壓法）。具體實(shí)現(xiàn)的技術(shù)有:自然采樣法，對(duì)稱規(guī)則采樣法、特定諧調(diào)制技術(shù)，相位調(diào)制技術(shù)，面積等效法等10多種調(diào)制技術(shù)。

等脈寬PWM法的每一脈沖的寬度均相等，改變脈沖列的周期可以調(diào)頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓，采用適當(dāng)控制方法可以實(shí)現(xiàn)電壓與頻率的協(xié)調(diào)變化，其缺點(diǎn)是輸出電壓除基波外，包含較多的諧波分量。

SPWM法克服了等脈寬PWM法的缺點(diǎn)，它從電動(dòng)機(jī)供電電源的角度出發(fā)，著眼于如何產(chǎn)生一個(gè)可調(diào)頻調(diào)壓的三相正弦波電源，它是以一個(gè)正弦波作為基準(zhǔn)波（稱為調(diào)制波），用等幅的三角波（稱為載波）與基準(zhǔn)正弦波相交，由它們的交點(diǎn)確定逆變器的開關(guān)模式。

電流跟蹤型PWM法采用電壓源型逆變器，卻是控制輸出電流的，其基本思想是將電動(dòng)機(jī)定子電流的檢測(cè)信號(hào)與正弦波電流給定信號(hào)相比較，如果實(shí)際電流大于給定值，則通過逆變器的開關(guān)動(dòng)作使之減小，反之使之增大，這樣實(shí)際電流波形圍繞給定的正弦波做鋸齒狀變化，而且開關(guān)器件的開關(guān)頻率越高電流波動(dòng)就越小，使用這種方法，電動(dòng)機(jī)的電壓數(shù)學(xué)模型改成電流模型，可使控制簡單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)加快，還可以防止逆變器過電流。

磁鏈追蹤型PWM法，把電動(dòng)機(jī)與逆變器看為一體，著眼于如何使電動(dòng)機(jī)獲得幅值恒定的圓形磁場(chǎng)為目標(biāo)，它以三相對(duì)稱正弦電壓供電時(shí)交流電動(dòng)機(jī)中的理想磁鏈為基準(zhǔn)，用逆變器不同的開關(guān)模式所產(chǎn)生的磁鏈有效矢量來逼近基準(zhǔn)圓，理論分析和實(shí)驗(yàn)表明SVPWM調(diào)制具有脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩小、噪音低，直流電壓利用率高（比普通的SPWM調(diào)制約高15%）。

在進(jìn)行電機(jī)調(diào)速時(shí)，通常要考慮的一個(gè)重要因素是希望保持電機(jī)中每極磁通量為額定值，并保持不變。因?yàn)槿绻磐ㄌ酰瑳]有充分利用電機(jī)鐵心，這是一種浪費(fèi)；如果過分增大磁通，又會(huì)使鐵心飽和，從而導(dǎo)致過大的勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使繞組因過熱而損壞電機(jī)。對(duì)于直流電機(jī)，勵(lì)磁系統(tǒng)是獨(dú)立的，只要對(duì)電樞反應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償，保持磁通恒定是很容易做到的。而在異步電動(dòng)機(jī)中，磁通是定子和轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)合成的，故要達(dá)到磁通恒定的目的就困難得多。

4　抗干擾技術(shù)

異步電機(jī)節(jié)電控制器的工作環(huán)境比較復(fù)雜和惡劣，其應(yīng)用的可靠性、安全性就成為一個(gè)非常突出的問題。影響系統(tǒng)可靠、安全運(yùn)行的主要因素是來自系統(tǒng)內(nèi)部和外部的各種電氣干擾，以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、元器件選擇、安裝和外部環(huán)境條件等。這些因素對(duì)節(jié)電控制器造成的干擾后果主要表現(xiàn)在下述幾個(gè)方面。

單片機(jī)系統(tǒng)常用的抗電磁干擾的硬件措施有濾波技術(shù)、去藕電容技術(shù)、屏蔽技術(shù)與信號(hào)隔離技術(shù)、接地技術(shù)等。常用的軟件措施主要有數(shù)字濾波、軟件冗余、程序運(yùn)行監(jiān)視及故障自動(dòng)恢復(fù)技術(shù)等。現(xiàn)在介紹主要的硬件抗干擾措施。

4.1　濾波技術(shù)

濾波是抑制和防止干擾的一項(xiàng)重要措施。濾波器可以顯著地減小傳導(dǎo)干擾的電平，因?yàn)楦蓴_頻譜成份不同于有用信號(hào)的頻率，濾波器對(duì)于這些與有用信號(hào)頻率不同的成份有良好的抑制能力，從而起到其它干擾抑制難以起到的作用。所以，采用濾波網(wǎng)絡(luò)無論是抑制干擾源和消除干擾藕合，或是增強(qiáng)設(shè)備的抗干擾能力，都是有力措施。此技術(shù)在本設(shè)計(jì)中的直流電源電路、同步信號(hào)檢測(cè)、電流過零點(diǎn)檢測(cè)等電路中都有用到。

4.2　去藕電容技術(shù)

數(shù)字電路信號(hào)電平轉(zhuǎn)換過程中會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，并在傳輸線和供電電源內(nèi)阻上產(chǎn)生較大的壓降，形成嚴(yán)重的干擾。為了抑制這種干擾，在電路中適當(dāng)配置去藕電容。去藕電容一方面提供和吸收該集成電路開門關(guān)門瞬間的充放電能量，另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。

4.3　屏蔽技術(shù)與信號(hào)隔離技術(shù)

屏蔽技術(shù)可以抑制外部電磁干擾的作用，屏蔽是用屏蔽體把通過空間進(jìn)行電場(chǎng)、磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)藕合的部分隔離開來，割斷其空間場(chǎng)的藕合通道。良好的屏蔽是和接地緊密相連的，因而可以大大降低噪聲藕合，取得較好的抗干擾效果。在本系統(tǒng)中可采用鋁盒將內(nèi)部電路板屏蔽起來，對(duì)外只留有幾個(gè)接口。此技術(shù)體現(xiàn)在電路板的制作上。

信號(hào)的隔離目的之一是從電路上把干擾源和易干擾的部分隔離開來，使單片機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)僅保持信號(hào)聯(lián)系，但不直接發(fā)生電的聯(lián)系。隔離的實(shí)質(zhì)是把引進(jìn)的干擾通道切斷，從而達(dá)到隔離現(xiàn)場(chǎng)干擾的目的。常用的隔離方式有光電隔離、變壓器隔離、繼電器隔離等。本控制器的同步信號(hào)檢測(cè)、電流過零點(diǎn)檢測(cè)等電路中都采用了光電隔離技術(shù)；晶閘管驅(qū)動(dòng)電路中采用了變壓器隔離技術(shù)。

4.4　接地技術(shù)

接地技術(shù)是抑制噪聲的重要手段，良好的接地可以在很大程度上抑制系統(tǒng)內(nèi)部噪聲藕合，防止外部干擾的侵入，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。接地目的有三個(gè)：其一是為各電路的工作提供基準(zhǔn)電位；其二是為了安全；其三是為了抑制干擾。

4.5　電路抗干擾技術(shù)

由于可控硅開關(guān)高次諧波、外部干擾等在采用屏蔽和濾波后仍不能滿足抑制和防止干擾的要求，可以結(jié)合電路屏蔽，采取平衡措施等電路技術(shù)，在電路設(shè)計(jì)合理布置地線，還可采用其它一些電路技術(shù)，例如接點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，整形電路，積分電路和選通電路等等?？傊捎秒娐芳夹g(shù)也是抑制和防止干擾的重要措施。此外，實(shí)際的無源元件并不是理想的，其特性與理想的特性是有差異的。元件本身可能就是一個(gè)干擾源，因此選用優(yōu)質(zhì)無源元件非常重要。也可以利用元件具有的特性進(jìn)行抑制和防止干擾。

參考文獻(xiàn)

［1］儲(chǔ)百森.異步電動(dòng)機(jī)節(jié)能方法初探[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2001，10（6）:57-58.

［2］陳偉華，彭繼慎.異步電動(dòng)機(jī)的節(jié)能控制[J].電機(jī)技術(shù)，2005，7（5）:44-45.

［3］黃慧敏，洪秋媛.功率因數(shù)與節(jié)能方法[J].電氣時(shí)代，2004，23（4）:86-87.

［4］周鶚.電機(jī)學(xué)[M].3版.北京:中國電力出版社，1995，5.

篇10

1電機(jī)繞組局部燒毀的原因及對(duì)策

1.1由于電機(jī)本身密封不良，加之環(huán)境跑冒滴漏，使電機(jī)內(nèi)部進(jìn)水或進(jìn)入其它帶有腐蝕性液體或氣體，電機(jī)繞組絕緣受到浸蝕，最嚴(yán)重部位或絕緣最薄弱點(diǎn)發(fā)生一點(diǎn)對(duì)地、相間短路或匝間短路現(xiàn)象，從而導(dǎo)致電機(jī)繞組局部燒壞。

相應(yīng)對(duì)策：①盡量消除工藝和機(jī)械設(shè)備的跑冒滴漏現(xiàn)象；②檢修時(shí)注意搞好電機(jī)的每個(gè)部位的密封，例如在各法蘭涂少量704密封膠，在螺栓上涂抹油脂，必要時(shí)在接線盒等處加裝防滴濺盒，如電機(jī)暴漏在易侵入液體和污物的地方應(yīng)做保護(hù)罩；③對(duì)在此環(huán)境中運(yùn)行的電機(jī)要縮短小修和中修周期，嚴(yán)重時(shí)要及時(shí)進(jìn)行中修。

1.2由于軸承損壞，軸彎曲等原因致使定、轉(zhuǎn)子磨擦（俗稱掃膛）引起鐵心溫度急劇上升，燒毀槽絕緣、匝間絕緣，從面造成繞組匝間短路或?qū)Φ亍胺排凇薄?yán)重時(shí)會(huì)使定子鐵心倒槽、錯(cuò)位、轉(zhuǎn)軸磨損、端蓋報(bào)廢等。軸承損壞一般由下列原因造成：①軸承裝配不當(dāng)，如冷裝時(shí)不均勻敲擊軸承內(nèi)圈使軸受到磨損，導(dǎo)致軸承內(nèi)圈與軸承配合失去過盈量或過盈量變小，出現(xiàn)跑內(nèi)圈現(xiàn)象，裝電機(jī)端蓋時(shí)不均勻敲擊導(dǎo)致端蓋軸承室與軸承外圈配合過松出現(xiàn)跑外圈現(xiàn)象。無論跑內(nèi)圈還是跑外圈均會(huì)引起軸承運(yùn)行溫升急劇上升以致燒毀，特別是跑內(nèi)圈故障會(huì)造成轉(zhuǎn)軸嚴(yán)重磨損和彎曲。但間斷性跑外圈一般情況下不會(huì)造成軸承溫度急劇上升，只要軸承完好，允許間斷性跑外圈現(xiàn)象存在。②軸承腔內(nèi)未清洗干凈或所加油脂不干凈。例如軸承保持架內(nèi)的微小剛性物質(zhì)未徹底清理干凈，運(yùn)行時(shí)軸承滾道受損引起溫升過高燒毀軸承。③軸承重新更換加工，電機(jī)端蓋嵌套后過盈量大或橢圓度超標(biāo)引起軸承滾珠游隙過小或不均勻?qū)е螺S承運(yùn)行時(shí)磨擦力增加，溫度急劇上升直至燒毀。④由于定、轉(zhuǎn)子鐵心軸向錯(cuò)位或重新對(duì)轉(zhuǎn)軸機(jī)加工后精度不夠，致使軸承內(nèi)、外圈不在一個(gè)切面上而引起軸承運(yùn)行“吃別勁”后溫升高直至燒毀。⑤由于電機(jī)本體運(yùn)行溫升過高，且軸承補(bǔ)充加油脂不及時(shí)造成軸承缺油甚至燒毀。⑥由于不同型號(hào)油脂混用造成軸承損壞。⑦軸承本身存在制造質(zhì)量問題，例如滾道銹斑、轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活、游隙超標(biāo)、保持架變形等。⑧備機(jī)長期不運(yùn)行，油脂變質(zhì)，軸承生銹而又未進(jìn)行中修。

相應(yīng)對(duì)策：①卸裝軸承時(shí)，一般要對(duì)軸承加熱至80℃~100℃，如采用軸承加熱器，變壓器油煮等，只有這樣，才能保證軸承的裝配質(zhì)量。②安裝軸承前必須對(duì)其進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的清洗，軸承腔內(nèi)不能留有任何雜質(zhì)，填加油脂時(shí)必須保證潔凈。③盡量避免不必要的轉(zhuǎn)軸機(jī)加工及電機(jī)端蓋嵌套工作。④組裝電機(jī)時(shí)一定要保證定、轉(zhuǎn)子鐵心對(duì)中，不得錯(cuò)位。⑤電機(jī)外殼潔凈見本色，通風(fēng)必須有保證，冷卻裝置不能有積垢，風(fēng)葉要保持完好。⑥禁止多種油脂混用。⑦安裝軸承前先要對(duì)軸承進(jìn)行全面仔細(xì)的完好性檢查。⑧對(duì)于長期不用的電機(jī)，使用前必須進(jìn)行必要的解體檢查，更新軸承油脂。

1.3由于繞組端部較長或局部受到損傷與端蓋或其它附件相磨擦，導(dǎo)致繞組局部燒壞。

相應(yīng)對(duì)策：電機(jī)在更新繞組時(shí)，必須按原數(shù)據(jù)嵌線。檢修電機(jī)時(shí)任何剛性物體不準(zhǔn)碰及繞組，電機(jī)轉(zhuǎn)子抽芯時(shí)必須將轉(zhuǎn)子抬起，杜絕定、轉(zhuǎn)子鐵芯相互磨擦。動(dòng)用明火時(shí)必須將繞組與明火隔離并保證有一定距離。電機(jī)回裝前要對(duì)繞組的完好性進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的檢查確診。

1.4由于長時(shí)間過載或過熱運(yùn)行，繞組絕緣老化加速，絕緣最薄弱點(diǎn)碳化引起匝間短路、相間短路或?qū)Φ囟搪返痊F(xiàn)象使繞組局部燒毀。

相應(yīng)對(duì)策：①盡量避免電動(dòng)機(jī)過載運(yùn)行。②保證電動(dòng)機(jī)潔凈并通風(fēng)散熱良好。③避免電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)，必要時(shí)需對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡試驗(yàn)。

1.5電機(jī)繞組絕緣受機(jī)械振動(dòng)（如啟動(dòng)時(shí)大電流沖擊，所拖動(dòng)設(shè)備振動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡等）作用，使繞組出現(xiàn)匝間松馳、絕緣裂紋等不良現(xiàn)象，破壞效應(yīng)不斷積累，熱脹冷縮使繞組受到磨擦，從而加速了絕緣老化，最終導(dǎo)致最先碳化的絕緣破壞直至燒毀繞組。

相應(yīng)對(duì)策：①盡可能避免頻繁啟動(dòng)，特別是高壓電機(jī)。②保證被拖動(dòng)設(shè)備和電機(jī)的振動(dòng)值在規(guī)定范圍內(nèi)。

2三相異步電動(dòng)機(jī)一相或兩相繞組燒毀（或過熱）的原因及對(duì)策

如果出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)一相或兩相繞組燒壞（或過熱），一般都是因?yàn)槿毕噙\(yùn)行所致。當(dāng)電機(jī)不論何種原因缺相后，電動(dòng)機(jī)雖然尚能繼續(xù)運(yùn)行，但轉(zhuǎn)速下降，滑差變大，其中B、C兩相變?yōu)榇?lián)關(guān)系后與A相并聯(lián)，在負(fù)荷不變的情況下，A相電流過大，長時(shí)間運(yùn)行，該相繞組必然過熱而燒毀。為三相異步電動(dòng)機(jī)繞組為Y接法的情況：電源缺相后，電動(dòng)機(jī)尚可繼續(xù)運(yùn)行，但同樣轉(zhuǎn)速明顯下降，轉(zhuǎn)差變大，磁場(chǎng)切割導(dǎo)體的速率加大，這時(shí)B相繞組被開路，A、C兩相繞組變?yōu)榇?lián)關(guān)系且通過電流過大，長時(shí)間運(yùn)行，將導(dǎo)致兩相繞組同時(shí)燒壞。