电动机论文范文【优秀8篇】

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电机论文 篇1

1引言

在现代化生产过程控制中，执行机构起着十分重要的作用，它是自动控制系统中不可缺少的组成部分。现有的国产大流量电动执行机构存在着控制手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位精度低、可靠性差等问题。而且执行机构的全程运行速度取决于其电机的输出轴转速和其内部减速齿轮的减速比，一旦出厂，这一速度固定不可调整，其通用性较弱。整个机构缺乏完善的保护和故障诊断措施以及必要的通信手段，系统的安全性较差，不便与计算机联网。鉴于以上原因，采用传统的大流量电动执行机构的控制系统，可靠性和稳定性较差。随着计算机网络、现场总线等技术在工业过程中的应用，这种执行机构已远远不能满足工业生产的要求。笔者设计的大流量电动执行机构，采用机电一体化技术，将阀门、伺服电机、控制器合为一体，利用异步电动机直接驱动阀门的开与关。通过内置变频器，采用模糊神经网络，实现阀门的动作速度、精确定位、柔性开关以及电机转矩等控制。该电动执行机构省去了用于控制电机正、反转的接触器和可控硅换向开关模件、机械传动装置和复杂、昂贵的控制柜和配电柜，具有动作快、保护较完善、便于和计算机联网等优点。实际运行表明，该执行机构工作稳定，性能可靠。

2电动执行机构的硬件设计及工作原理

电动执行机构控制系统原理框图如图2-1所示。智能执行机构从结构上主要分为控制部分和执行驱动部分。

控制部分主要由单片机、PWM波发生器、IPM逆变器、A/D、D/A转换模块、整流模块、输入输出通道、故障检测和报警电路等组成。执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。

系统工作原理：

霍尔电流、电压传感器及位置传感器检测到的逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，经A/D转换后送入单片机。单片机通过8255控制PWM波发生器，产生的PWM波经光电耦合作用于逆变模块IPM，实现电机的变频调速以及阀位控制。逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。

控制系统各功能元件的选型与设计：

1)单片机选用INTEL公司生产的8031单片机，它主要通过并行8255口担负控制系统的信号处理：接收系统对转矩、阀门开启、关闭及阀门开度等设定信号，并提供三相PWM波发生器所需要的控制信号；处理IPM发出的故障信号和报警信号；处理通过模拟输入口接收的电流、电压、位置等检测信号；提供显示电动执行机构的工作状态信号；执行控制系统来的控制信号，向控制系统反馈信号；

2)三相PWM波发生器PWM波的产生通常有模拟和数字两种方法。模拟法电路复杂，有温漂现象，精度低，限制了系统的性能；数字法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点，并存入内存，然后通过查表及必要的计算产生PWM波，这种方法占用的内存较大，不能保证系统的精度。为了满足智能功率模块所需要的PWM波控制信号，保证微处理器有足够的时间进行整个系统的检测、保护、控制等功能，文中选用MITEL公司生产的SA8282作为三相PWM发生器。SA8282是专用大规模集成电路，具有独立的标准微处理器接口，芯片内部包含了波形、频率、幅值等控制信息。

3)智能逆变模块IPM为了满足执行机构体积小，可靠性高的要求，电机电源采用智能功率模块IPM。该执行机构主要适用功率小于5．5kW的三相异步电机，其额定电压为380V，功率因数为0．75。经计算可知，选用日本产的智能功率模块PM50RSA120可以满足系统要求。该功率模块集功率开关和驱动电路、制动电路于一体，并内置过电流、短路、欠电压和过热保护以及报警输出，是一种高性能的功率开关器件。

4)位置检测电路位置检测电路是执行机构的重要组成部分，它的功能是提供准确的位置信号。关键问题是位置传感器的选型。在传统的电动执行机构中多采用绕线电位器、差动变压器、导电塑料电位器等。绕线电位器寿命短被淘汰。差动变压器由于线性区太短和温度特性不理想而受到限制。导电塑料电位器目前较为流行，但它是有触点的，寿命也不可能很长，精度也不高。笔者采用的位置传感器为脉冲数字式传感器，这种传感器是无触点的，且具有精度高、无线性区限制、稳定性高、无温度限制等特点。

5)电压、电流及检测检测电压、电流主要是为了计算电机的力矩，以及变频器输出回路短路、断相保护和逆变模块故障诊断。由于变频器输出的电流和电压的频率范围为0～50Hz，采用常规的电流、电压互感器无法满足要求。为了快速反映出电流的大小，采用霍尔型电流互感器检测IPM输出的三相电流，对于IPM输出电压的检测采用分压电路。如图2-2所示。

6)通讯接口为了实现计算机联网和远程控制，选用MAX232作为系统的串行通讯接口，MAX232内部有两个完全相同的电平转换电路，可以把8031串行口输出的TTL电平转换为RS－232标准电平，把其它微机送来的RS－232标准电平转换成TTL电平给8031，实现单片机与其它微机间的通讯。

7)时钟电路时钟电路主要用来提供采样与控制周期、速度计算时所需要的时间以及日历。文中选用时钟电路DS12887。DS12887内部有114字节的用户非易失性RAM，可用来存入需长期保存的数据。

8)液晶显示单元为了实现人机对话功能，选用MGLS12832液晶显示模块组成显示电路。采用组态显示方式。通过菜单选择，可分别对阀门、力矩、限位、电机、通讯和参数等信号进行设置或调试。并采用文字和图形相结合的方式，显示直观、清晰。

9)程序出格自恢复电路为了保证在强干扰下程序出格时系统能够自动地恢复正常，选用MAX705组成程序出格自恢复电路，监视程序运行。如图2-3所示，该电路由MAX705、与非门及微分电路组成。

工作原理为：一旦程序出格，WDO由高变低，由于微分电路的作用，由“与非”门输入引脚2变为高电平，引脚2电平的这种变化使“与非”门输出一个正脉冲，使单片机产生一次复位，复位结束后，又由程序通过P1．0口向MAX705的WDI引脚发正脉冲，使WDO引脚回到高电平，程序出格自恢复电路继续监视程序运行。阀位及速度控制原理

阀位及速度控制原理框图如图3-1所示。

采用双环控制方案，其中内环为速度环，外环为位置环。速度环主要将当前速度与速度给定发生器送来的设定速度相比较，通过速度调节器改变PWM波发生器载波频率，实现电机的转速调节。速度调节器采用模糊神经网络控制算法(具体内容另文叙述)。

外环主要根据当前位置速度的设定，通过速度给定发生器向内环提供速度的设定值。由于大流量阀执行机构在运行过程中存在加速、匀速、减速等阶段。各阶段的时间长短、加速度的大小、在何位置开始匀速或减速均与给定位置、当前位置以及运行速度有关。速度给定发生器的工作原理为：通过比较实际阀位与给定阀位，当二者不相等时，以恒定加速度加速，减速点根据当前速度、阀位值、阀位给定值的大小计算得来。

执行机构各阶段运行速度的计算原理

图3-2为执行机构的典型运行速度图，它由若干段变化速率不同的折线组成。将曲线上速率开始发生改变的那一点称为起始段点，相应的时间称为段起始时间，如图3-2中的t(i)(i＝0，1，2，……)，相应的速度称为段起始速度，如图3-2所示v(i)(i＝0，1，2，…)。

设第i段速度的变化速率为ki，则有：

式中：Δv为两段点之间的速度变化值，Δv＝vi＋1－vi；

Δt为两段之间的时间，Δt＝ti＋1－ti。

显然，当ki＝0时为恒速段，ki＞0时为升速段，ki＜0时为减速段。任意时刻的速度给定值为：

Ts为采样周期。

变化速率ki的取值由给定位置、当前位置以及运行速度的大小确定。

4关键技术问题的解决

该电动执行机构采用了最新的变频调速技术，电机驱动功率小于5．5kW。用户可根据需要设定力矩特性，根据控制的阀设定速度，速度分多转式、直行程、角行程3种方式。控制系统由阀位给定和阀位反馈信号构成的闭环系统，控制特性视运行方式、速度而定，并具有自动过流保护、过载保护、超压、欠压、过热、缺相、堵转等保护功能。

该执行机构解决的关键性技术问题主要有：

1)阀门柔性开关柔性开关主要是为了当阀关闭或全开时，保证阀门不卡死与损伤。执行机构内部的微处理器根据测得的变频器输出电压和电流，通过精确计算，得出其输出力矩。一旦输出力矩达到或大于设定的力矩，自动降低速度，以避免阀门内部过度的撞击，从而达到最优关闭，实现过力矩保护。

2)阀位的极限位置判断阀位的极限位置是指全开和全关位置。在传统执行机构中，该位置的检测是通过机械式限位开关获得的。机械式限位开关精度低，在运行中易松动，可靠性差。在文中，电动执行机构极限位置通过检测位置信号的增量获得。其原理是，单片机将本次检测的位置信号与上次检测的信号相比较，如果未发生变化或变化较小，即认为己达到极限位置，立即切断异步电机的供电电源，保证阀门的安全关闭或全开。省去了机械式限位开关，无需在调试时对其进行复杂的调整。

3)电机保护的实现为了防止电机因过热而烧毁，单片机通过温度传感器连续检测电机的实际运行温度，如果温度传感器检测到电机温度过高，自动切断供电电源。温度传感器内置于电机内部。

4)准确定位传统的电动执行机构在异步电机通电后会很快达到其额定动作速度，当接近停止位置时，电机断电后，由于机械惯性，其阀门不可能立即停下来，会出现不同程度的超程，这一超程通常采用控制电机反向转动来校正。机电一体化的大流量电动执行机构根据当前位置与给定位置的差值以及运行速度的大小超前确定减速点的位置及减速段变化速率ki，使阀门在较低的速度下实现精确的微调和定位，从而将超程降到最低。

5)模拟信号的隔离。

对于变频器的直流电压以及输出的三相电压，它们之间的地址不一致，存在着较高的共模电压，为了保证系统的安全性，必须将它们彼此相互隔离。采用LM358和4N25组成了隔离线性放大电路。如图4-1所示，采用±15V和±12V两组独立的正负电源。若运放A的反相端电位由于扰动而正向偏离虚地，则运放A输出端的电位将降低，因而光电耦合器的发光强度将增强，则使其集射极电压减小，最后使运放A反相端的电位降低，回到正常状态。若A的反相端电位负向偏离虚地，也可以重回到正常状态。从而增强了系统的抗干扰性。

5结束语

该执行机构集微机技术和执行器技术于一体，是一种新型的终端控制单元，其电机是通过内部集成的一体化变频器来控制，因此，同一台智能执行机构可以在一定范围内具有不同的运行速度和关断力矩。该智能执行机构采用了液晶显示技术，它利用内置的液晶显示板，不仅可以显示阀门的开、关状态和正常运行时阀门的开度，还可以通过菜单选择运行参数设定，当系统出现故障时，能显示出故障信息。总之，该执行机构集测量、决断、执行3种功能于一体，顺应了电动执行机构的发展趋势，它的研制成功给电动执行机构的研究开发提供了新的思路。

参考文献

［1］邓兵，等．数字阀门电动执行机构［J］．自动化仪表，2001(1)．

［2］LiuJianhou．Theresearchonreliabilityandenvironmentadaptabilityofelectriccontrolvalveusedinunclearpowerstation［J］．MaintainabilityandSafety，vol．2，Dalian，China，28－31August2001．

［3］AntsaklisPJ．Intelligenceandlearning［J］．IEEEControlSystMag，1995(15)．

电机论文 篇2

（一）企业对机电人才需求分析

1．需求数量分析按照人社部最新统计预测，机电工程技术人才是我国教育市场今后几年急需紧缺的热门专业人才之一，21世纪中国将发展成为世界现代制造业加工中心，将需要一大批掌握先进控制技术，能从事数控机床、加工中心、智能机器人以及其他新型机电一体化技术和产品的设计、安装、调试、操作、编程与开发的高素质高技能复合应用型创新人才。目前，我国每年机电应用型人才的市场需求量在500万左右，且每年以10%的速度增长。全国300余所开设机电及相关专业的本科院校年毕业生大约10万人，全国450所开设机电及相关专业的高职院校年毕业生大约15万，其他途径培养的大约30万人。江苏省是我国工业强省，又是我国机械电子行业重要生产基地之一，地域经济的蓬勃发展为机电工程技术人才提供了广泛的就业岗位。技术的进步必然要求人才素质的提高，许多企业为提高效率而大量引入急需的专业技术人员，同时精简缺乏专业技能的冗余人员。从近几年毕业生的就业情况看，各行业中，机电行业毕业生的就业率一直处于前列。通过对南京周边部分机电类企业的走访调研以及通过网络进行企业调研，可以看到，现代企业的设备先进，高新技术力量强，“四新”即新设备、新工艺、新材料、新技术发展迅速。其中新型自动化设备、自动化生产流水线占据企业设备的绝大部分，而这些设备都广泛应用了机械技术、电力电子技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术等群体技术，实现了机电一体化。与先进设备的应用相适应，是需要大量掌握机械制造及自动化技术、自动控制技术，在生产第一线从事设备操作、设备安装、调试、维护、运行和管理的机电工程类高技能人才。因此，机电工程技术专业的人才需求旺盛。

2．结构及来源分析对相关企业人才结构及岗位调研显示，最近十年，企业的机电类技术人才从社会招聘和企业自行培养的较少，绝大部分直接从本科院校、高职院校及中职院校毕业生中招收，学历包括研究生、本科、大专、中职等。调查显示，由于受教育的程度不同，在录用初期确实发现本科生比大专生有一定的优势，但工作一段时间后，踏实肯干的大专生往往比一些本科生更受欢迎。

（二）企业对机电人才知识能力需求分析

1．主要岗位及工作任务分析针对我院培养高素质技术技能人才的培养目标，专门对蓝领和灰领机电工程技术人才的工作领域及岗位进行了调查，主要包含了机电产品的制造加工（数控设备的操作）、产品质量检测、机电设备的装配与调试、机电设备的维护与维修、生产现场管理、产品售后服务等。其中机电产品的制造加工（数控设备的操作）、机电设备安装与调试等岗位的人才需求较多，占75%，机电设备的检测与维修、设备保养、电气维修和维护、机电设备的改造和技术服务占20%，产品质量检测、生产现场管理等岗位占5%.调研显示，企业对专科毕业生岗位安排的变动性较大，一般情况下，新进毕业生主要从事机电产品零件的数控加工、机电设备如自动生产线的操作以及机电设备的日常保养和维护等工作，一两年后，其中有一部分开始从事机电设备维修（包括机械和电气维修）与维护、机电设备的技术改造、生产现场管理和服务等。在现代化企业中，以解决问题为导向的机电综合技术性岗位正在逐步地代替传统的岗位分工，如自动化生产线的故障排除，往往涉及机械传动、电气控制、液压与气动、计算机技术等综合性技术。这就对技能型人才的技术与知识结构提出了综合性要求，需要毕业生具有复合型能力和职业发展能力。

2．能力需求分析职业能力与职业素养同等重要。我们发现，很多企业用人时不仅考察其专业教育的背景，还要考察一定的职业道德素质。专业能力方面的要求为：识读机械图和电气类图纸能力、机电设备操作能力、机电设备安装调试能力、系统参数设置能力、PLC应用技术设计能力、机电设备故障诊断及故障排除能力、生产组织与管理能力等。职业道德素质要求为：具备良好的沟通和交流能力、具有良好的行为规范和职业道德、具有较强的团队精神和合作意识、具备较强的责任感和严谨的工作作风。不同企业对相同岗位的岗位能力要求并不完全相同，规模较大的企业强调机电专业基础知识和基本理论，对毕业生的发展后劲比较看重，而小型企业则普遍重视毕业生的零距离上岗能力。同一企业对相似岗位的能力要求也有差异，比如设备操作型和装配型的一线生产岗位，要求机床或设备操作或装配技术熟练，具有设备维护的基本知识和技能，能初步判断设备使用时发生的常见故障，避免盲目生产造成设备的损坏；对设备安装、维修、调试和产品销售后服务等岗位，要求具备机械电气线路的安装及调试能力，能正确熟练地使用检测仪器及仪表，能对设备故障进行系统分析并排除故障。

（三）毕业生对我院课程设置的反馈意见

毕业生座谈时认为，在实际工作中非常重要的课程有工程图学、数控加工编程及操作、PLC技术应用、传感器与自动检测技术、自动化生产线安装与调试、液压与气压传动技术等。他们除了反映要加强实践能力外，还反映部分课程如电工电子技术基础、传感器与自动检测技术中的一些理论知识在实际应用较少，企业中更多的是对传感器的使用；部分课程如液压与气压传动技术课的理论和实际脱节；部分工程实际使用的装备在学校接触不到，如数控维修中使用的部分仪表等；部分课程之间内容有重合现象。

二、对专业群建设和课程改革的建议

（一）以企业需求为导向，创新人才培养模式

所有企业都希望学校培养的学生具有良好的职业素质，并希望毕业后马上就能上岗工作，或在短暂的工作适应期后就能适应岗位工作。如何培养出满足企业需求的人才，是我们当前亟待解决的问题。因此，以企业需求为导向，以能力培养为主线，采用校企合作、工学结合的人才培养模式，成为高职院校积极探索的方向。提高职业素养和职业能力，是提高人才培养质量的核心要素，只有积极推行校企合作、工学结合的人才培养模式，才可能让学生在离开校园之前就具备基本职业素养和岗位能力，帮助学生完成从校门进入企业、从学生变为职业人的转变。具体方式可以是工学交替、订单培养、顶岗实习、岗位培训、半工半读等。

（二）以能力培养为主线，改革课程体系与课程内容

企业对机电大类各专业的就业岗位界定界限不明显，很多数控技术专业的学生毕业后在从事机电设备维护维修方面的工作，机电一体化技术专业的毕业生在从事数控设备操作方面的工作。这说明，机电工程专业群各专业之间职业能力培养的大方向是相近的，也是相通的，这为构建平台+模块的专业群课程体系提供了依据。专业群中几个专业在基础课程、实训条件、师资力量等方面实现共享，课程相互交叉渗透，技能训练项目内容相通，采用平台+模块+互选的专业群课程体系，有利于在人才培养模式、课程体系改革、师资队伍建设、实训基地建设等方面做到资源及成果共享。在课程设置及内容选择上，应借鉴国内外先进的职业教育的理念，合理把握高职人才培养规格，认真开展工作任务分析，针对专业技术领域和职业岗位（群）的任职要求，参照职业资格标准，联合相关行业企业合作开发建设各类课程。一是找准就业导向和可持续发展的平衡点，确定专业基础课和核心专业技能课的比例，以及专业实践训练课占专业课的课时比例；二是要以“必须够用，兼顾发展”为原则，合理选择每门专业课的教学内容，同时将课程内容出现重合的情况进行归纳或删减，将专业技术的通用知识、技能和职业资格鉴定有机整合，采用综合化、项目化、理论实践一体化等多种形式组织教学内容，切实做到理论与实践相结合，避免理论脱离实际的状况；三是对课堂配备必要且实用的实验实训设备，避免工程实际使用的装备在学校接触不到的问题。在教学方法上，结合工作领域知识与技能的需要，将技术教育与人文教育有机地结合起来，将理论教学与实践教学有机地结合起来，按照基本能力、单项能力、综合能力、岗位能力这样的次序，由简单到复杂、由单一到综合，建立完整的职业能力训练体系，积极探索“做中教、做中学”的理实一体化教学。在教学手段上，积极开展计算机辅助教学、情景再现教学、模拟环境教学等，突出对实习实训等实践教学环节的训练与考核力度，达到实践教学内涵深层化、内容特色化、过程个性化和体系规范化。对毕业班学生，制定毕业班学生顶岗实习管理办法，保证顶岗实习效果，认真开展学生顶岗实习巡回指导工作和毕业鉴定工作，深入开展专业人才需求与毕业生跟踪调查。

（三）深化校企合作，加强实习实训基地建设

电动机论文 篇3

热继电器利用负载电流流过经校准的电阻元件，使双金属热元件加热后产生弯曲，从而使继电器的触点在电动机绕组烧坏以前动作。其动作特性与电动机绕组的允许过载特性接近。热继电器虽则动作时间准确性一般，但对电动机可以实现有效的过载保护。随着结构设计的不断完善和改进，除有温度补偿外，它还具有断相保护及负载不平衡保护功能等。例如从ABB公司引进的T系列双金属片式热过载继电器；从西门子引进的3UA5、3UA6系列双金属片式热过载继电器；JR20型、JR36型热过载继电器，其中Jn36型为二次开发产品，可取代淘汰产品JRl6型。

带有热-磁脱扣的电动机保护用断路器热式作过载保护用，结构及动作原理同热继电器，其双金属热元件弯曲后有的直接顶脱扣装置，有的使触点接通，最后导致断路器断开。电磁铁的整定值较高，仅在短路时动作。其结构简单、体积小、价格低、动作特性符合现行标准、保护可靠，故日前仍被大量采用。特别是小容量断路器尤为显著。例如从ABB公司引进的M611型电动机保护用断路器，国产DWl5低压万能断路器(200-630A)、S系列塑壳断路器(100、200、400入)。

电子式过电流继电器通过内部各相电流互感器检测故障电流信号，经电子电路处理后执行相应的动作。电子电路变化灵活，动作功能多样，能广泛满足各种类型的电动机的保护。其特点是：

①多种保护功能。主要有三种：过载保护，过载保护十断相保护，过载保护十断相保护+反相保护。

②动作时间可选择(符合GBl4048．4-93标准)。

标准型(10级)：7．2In(In为电动机额定电流)，4-1Os动作，用于标准电动机过载保护，速动型(10A级)：7．2In时，2-1Os动作，用于潜水电动机或压缩电动机过载保护。慢动型(30级)：7．2In时，9-30s动作，用于如鼓风机电机等起动时间长的电动机过载保护。

③电流整定范围广。其最大值与最小值之比一般可达3-4倍，甚至更大倍数(热继电器为1．56倍)，特别适用于电动机容量经常变动的场合(例如矿井等)。

④有故障显示。由发光二极管显示故障类别，便于检修。

固态继电器它是一种从完成继电器功能的简单电子式装置发展到具有各种功能的微处理器装置。其成本和价格随功能而异，最复杂的继电器实际上只能用于较大型、较昂贵的电动机或重要场合。它监视、测量和保护的主要功能有：最大的起动冲击电流和时间；热记忆；大惯性负载的长时间加速；断相或不平衡相电流；相序；欠电压或过电压；过电流(过载)运行；堵转；失载(机轴断裂，传送带断开或泵空吸造成工作电流下跌)；电动机绕组温度和负载的轴承温度；超速或失速。

上述每一种信息均可编程输入微处理器，主要是加上需要的时限，以确保在电动机起动或运转过程中产生损坏之前，将电源切断。还可用发光二极管或数字显示故障类别和原因，也可以对外向计算机输出数据。

软起动器软起动器的主电路采用晶闸管，控制其分断或接通的保护装置一般做成故障检测模块，用来完成对电动机起动前后的异常故障检测，如断相、过热、短路、漏电和不平衡负载等故障，并发出相应的动作指令。其特点是系统结构简单，采用单片机即可完成，适用于工业控制。

2温度检测型保护装置

双金属片温度继电器它直接埋入电动机绕组中。当电动机过载使绕组温度升高至接近极限值时，带有一触头的双金属片受热产生弯曲，使触点断开而切断电路。产品如JW2温度继电器。

热保护器它是装在电动机本体上使用的热动式过载保护继电器。与温度继电器不同的是带2个触头的碗形双金属片作为触桥串在电动机回路，既有流过的过载电流使其发热，又有电动机温度使其升温，达到一定值时，双金属片瞬间反跳动作，触点断开，分断电动机电流。它可作小型三相电动机的温度、过载和断相保护。产品如sPB、DRB型热保护器。

检测线圈测温电动机定子每相绕组中埋入1-2个检测线圈，由自动平衡式温度计来监视绕组温度。

热敏电阻温度继电器它直接埋入电动机绕组中，一旦超过规定温度，其电阻值急剧增大10-1000倍。使用时，配以电子电路检测，然后使继电器动作。产品如JW9系列船用电子温度继电器。

保护装置与三相交流异步异步电动机的协调配合

为了确保异步电动机的正常运行及对其进行有效的保护，必须考虑异步电动机与保护装置之间的协调配合。特别是大容量电网中使用小容量异步电动机时，保护的协调配合更为突出。

a.过载保护装置与电动机的协调配合

过载保护装置的动作时间应比电动机起动时间略长一点。由附图可见，电动机过载保护装置的特性只有躲开电动机起动电流的特性，才能确保其正常运转；但其动作时间又不能太长，其特性只能在电动机热特性之下才能起到过载保护作用。

过载保护装置瞬时动作电流应比电动机起动冲击电流略大一点。如有的保护装置带过载瞬时动作功能，则其动作电流应比起动电流的峰值大一些，才能使电动机正常起动。

过载保护装置的动作时间应比导线热特性小一点，才能起到供电线路后备保护的功能。

b.过载保护装置与短路保护装置的协调配合一般过载保护装置不具有分断短路电流的能力。一旦在运行中发生短路，需要由串联在主电路中的短路保护装置(如断路器或熔断器等)来切断电路。若故障电流较小，属于过载范围，则仍应由过载保护装置切断电路。故两者的动作之间应有选择性。短路保护装置特性是以熔断器作代表说明的，与过载保护特性曲线的交点电流为Ij，若考虑熔断器特性的分散性，则交点电流有Is及IB两个，此时就要求Is及以下的过电流应由过载保护装置来切断电路，Ib及以上直到允许的极限短路电流则由短路保护装置来切断电路，以满足选择性要求。显然，在Is-IB范围内就很难确保有选择性．因此要求该范围应尽量小。

结语

三相交流异步异步电动机的保护是涉及电气装置和机械设备可靠、正常运转的关键之一。直接检测电动机绕组的温度来保护过载引起的过热是很有效的保护方式，但由于需直接埋入电动机绕组里，价格较贵、维修困难等原因，仅在部分频繁操作场合使用；从经济性考虑，采用电流检测型更为有利，加热继电器仍是一种价廉、简单、可靠的电动机保护形式(从实际使用情况看，目前使用量占大多数)；对动作性能要求较高及功能要求全或价格昂贵的大容量电动机保护，则可采用电子式或固态继电器；对一般要求，则采用带热-磁脱扣的电动机保护用断路器更为实用。但不管采用何种保护装置，必须考虑过载保护装置与电动机、过载保护装置与短路保护装置的协调配合。论文关键词：电动机；起动器

电动机论文 篇4

关键词：电动机；故障；维护；检修

引言

运作中的电动机要严格按照国家相关质量标准进行检查以确保电动机的正常使用，运作的电动机与被拖动的设备位置要恰当，保证运行的稳定性，不能有晃动，保证通风性能良好。有些电动机因为各种原因需要经常的挪动，搬运等，对于这种电动机要加强日常的维护和检查，保证电动机运转的稳定性。

一、电动机电气常见故障的分析和处理

1.1电动机接通电源起动，电动机不转但有嗡嗡声音可能原因：①由于电源的接通问题，造成单相运转；②电动机的运载量超载；③被拖动机械卡住；④绕线式电动机转子回路开路成断线；⑤定子内部首端位置接错，或有断线、短路。处理方法：第一种情况需检查电源线，主要检查电动机的接线与熔断器，是否有线路损坏现象；第二种情况将电机卸载后空载或半载起动；第三种情况估计是由于被拖动器械的故障，卸载被拖动器械，从被拖动器械上找故障；第四种情况检查电刷，滑环和起动电阻各个接触器的接合情况；第五种情况需重新判定三相的首尾端，并检查三相绕组是否有断线和短路。

1.2电动机启动后发热超过温升标准或冒烟可能原因：①电源电压达不到标准，电动机在额定负载下升温过快；②电动机运转环境的影响，如湿度高等原因；③电动机过载或单相运行；④电动机启动故障，正反转过多。处理方法：第一种情况调整电动机电网电压；第二种情况检查风扇运行情况，加强对环境的检查，保证环境的适宜；第三种情况检查电动机启动电流，发现问题及时处理；第四种情况减少电动机正反转的次数，及时更换适应正反转的电动机。

1.3绝缘电阻低可能原因：①电动机内部进水，受潮；②绕组上有杂物，粉尘影响；③电动机内部绕组老化。处理方法：第一种情况电动机内部烘干处理；第二种情况处理电动机内部杂物；第三种情况需检查并恢复引出线绝缘或更换接线盒绝缘线板；第四种情况及时检查绕组老化情况，及时更换绕组。

1.4电动机外壳带电可能原因：①电动机引出线的绝缘或接线盒绝缘线板；②绕组端盖接触电动机机壳；③电动机接地问题。处理方法：第一种情况恢复电动机引出线的绝缘或更换接线盒绝缘板；第二种情况如卸下端盖后接地现象即消失，可在绕组端部加绝缘后再装端盖；第四种情况按规定重新接地。

1.5电动机运行时声音不正常可能原因：①电动机内部连接错误，造成接地或短路，电流不稳引起噪音；②电动机内部抽成年久失修，或内部有杂物。处理方法：第一种情况需打开进行全面检查；第二种情况可以处理抽成杂物或更换为轴承室的1/2-1/3。

1.6电动机振动可能原因：①电动机安装的地面不平；②电动机内部转子不稳定；③皮带轮或联轴器不平衡；④内部转头的弯曲；⑤电动机风扇问题。处理方法：第一种需将电动机安装平稳底座，保证平衡性；第二种情况需校对转子平衡；第三种情况需进行皮带轮或联轴器校平衡；第四种情况需校直转轴，将皮带轮找正后镶套重车；第五种情况对风扇校静。

二、电动机机械常见故障的分析和处理

2.1定、转子铁芯故障检修定、转子都是由相互绝缘的硅钢片叠成，是电动机的磁路部分。定、转子铁芯的故障原因主要有以下几点。①轴承使用时间久，过度的磨损，造成定、转子相擦，使铁芯表面损伤，进而造成硅钢片间短路，电动机铁损增加，使电动机温升过高，这时应用细锉等工具去除毛刺，消除硅钢片短接，清除干净后涂上绝缘漆，并加热烘干。②拆除旧绕组时用力过大，使倒槽歪斜向外张开。此时应用小嘴钳、木榔头等工具予以修整，使齿槽复位，并在不好复位的有缝隙的硅钢片间加入青壳纸、胶木板等硬质绝缘材料。③因受潮等原因造成铁芯表面锈蚀，此时需用砂纸打磨干净，清理后涂上绝缘漆。④因绕组接地产生高热烧毁铁芯或齿部。可用凿子或刮刀等工具将熔积物剔除干净，涂上绝缘溱烘干。⑤铁芯与机座之间的固定松动，可重新固定。如果定位螺钉不能再用，就重新进行定位，旋紧定位螺钉。

2.2电机轴承故障检修转轴通过轴承支撑转动，是负载最重的部分，又是容易磨损的部件。

2.2.1故障检查运行中检查：滚动轴承少油时，可根据经验判断声音是否正常，如果声音不正常可能是轴承断裂的原因。如果轴承中存在了沙子等杂物，就会出现杂音的现象。拆卸后检查：检查轴承是否有磨损的痕迹，然后用手捏住轴承内圈，并使轴承摆平，另一只手用力推外钢圈，如果轴承良好，外钢圈应转动平稳，转动中无振动和明显的卡滞现象，在轴承停转后没有倒退的现象，表明轴承已经报废了，需要及时的更换。左手卡住外圈，右手捏住内钢圈，然后推动轴承，如果很轻松就能转动，就是磨损严重。

2.2.2故障修理轴承表面的锈斑用砂布进行处理，然后可以用汽油涂抹；或轴承出现裂痕或者出现过度的磨损的时候，要及时更换新的轴承。更换新轴承时，要确保新的轴承型号符合要求。

2.3转轴故障检修

2.3.1轴弯曲如果弯曲的程度不大，可以采用打磨的办法进行修整；若弯曲超过0.2mm，可以借用压力机进行修整，修正后将表面磨光，恢复原样即可；如果弯曲度过大，无法修整时，要及时更换。

2.3.2轴颈磨损轴颈磨损不大时，可在轴颈上镀一层铬，然后打磨到需要尺寸；磨损较严重时，可以先采用堆焊，然后再用车窗修整到标准尺寸；当轴颈磨损达到无法修整的地步，则要考虑更换。

2.3.3轴裂纹或断裂轴的横向裂纹深度不超过轴直径的10%~15%，纵向裂纹不超过轴长的10%时，可以先进行堆焊，再进行修整，达到标准。如果断裂和裂纹过于严重，就考虑更换。

2.4机壳和端盖的检修机壳和端盖间的缝隙过大可通过堆焊然后修整的方法，如轴承端盖配合过松，可以使用冲子进行修整，然后将轴承打入端盖，针对大功率的电动机，可以使用电镀等方式进行修整。日常维护对减少和避免电机在运行中发生故障是相当重要的，其中最重要的环节是加强巡回检查和及时排除任何不正常现象的引发根源。出现事故后认真进行事故分析，采取对策，则是减少事故次数降低检修工作量，提高电机运行效率必不可少的技术工作。:

近年来，电动机在工矿企业中被广泛的应用，各企业领导和技术人员也开始认识到电动机的维护和保养的重要性，只有加强电动机的日常维修和保养才能够经济，安全地为企业创造更多的财富。

参考文献：

电动机论文 篇5

关键词：电动机软起动器、空载、轻载、效率、功率因数、有功和无功损耗、全压起动、降压起动、起动电流、起动转矩、负载功率。

引言

电机电脑节电无触点软起动器是近年来在国内出现的新技术，具有节电效率高，软起动特性好等特点。对于我公司这样的大型企业，在动力设备中的应用，节能降耗的意义将十分重大。我公司具有中、小型异步电动机600余台，装机容量7000KW。电能消耗是一笔大的数目。例如：一厂区锅炉房使用软起动器后，2台75KW加压水泵，一个采暖期运行4300小时，就可节电79200Kwh；一台37KW的粉碎机，一个采暖期可节电2800Kwh。节约电能的同时维修费用也降低。

一、电动机软起动器的节电原理

在生产实际当中，一些电气设备经常处于空载或轻载状态下运行，轻载或空载的电动机在额定电压的工作条件下，效率和功率因数均很低，造成电能大量浪费。

衡量电动机节电性能的重要指标为电机空载或轻载时最低运行电压的大小，即功率因数CosΦ的大小。为了说明电动机在不同负载的情况下运行，电压U与功率因数CosΦ的关系，以Y132S-4型，5.5KW三相异步电动机为例。

CosΦ的大小反应了负载的变化。软起动器正是利用微机技术，用单片机作CPU，用可控硅作为执行元件，实时检测电流和电压滞后角，即功率因数Φ角，输入给单片机，单片机根据最佳控制算法，输出触发脉冲，调整可控硅的导通角，即可调整可控硅的输出电压，使空载或轻载运行时降低电机的端电压，可使电机的铁损大大减小，同时也可减小电机定子铜损，从而减小电机空载或轻载时的输入功率，也就减小了电机有功和无功损耗，提高了功率因数，实现了节电控制。

二、电动机软起动技术

电动机传统的起动方式有全压起动和将压起动，软起动是一种完全区别于全压和降压起动的新的起动方式，是电子过程控制技术。所谓软起动，是以斜坡控制方式起动，使电动机转速平滑，逐步提高到额定转速。按照电动机起动电流大小进行分类，全压和降压起动属于大电流起动方式，软起动属于小电流起动方式。

全压起动，起动电流是额定电流的4-7倍，起动冲击电流是起动电流的1.5-1.7倍；起动电流大，起动转矩不相应增大，Ts=KtTn＝K(0.9-1.3)Tn。

降压起动，可部分减小起动电流，起动转矩下降到额定电压的K2倍。降压起动是轻载起动，有起动冲击电流、起动电流及二次冲击电流；二次冲击电流同样对配电系统有麻烦。

全压和降压起动的大电流，致使电动机谐波磁势增大，增大后的谐波磁势又加剧了附加转矩，附加转矩是电机起动时产生震动和噪音的原因。

全压和降压起动，都要受单位时间内起动次数的限制。电动机本身的发热主要建立在短时间大电流时。如通过6倍额定电流，温升为8-15℃/S；起动装置的自耦变压器或交流接触器起动引起堆积热；如交流接触器一般要求起动次数每分钟不超过10次。而软起动器可频繁操作，具有①电动机起动电流小，温升低；②软起动器采用的无触点电子元件，除大功率可控硅外，工作时温升很低。

此外，软起动器还具有多种保护功能，配合硬件电路，软件设计有过载、断相、欠压、过压等保护程序，动作可靠程度高。归纳起来，软起动器很好的解决了全压和降压起动电流过大及其派生的许多问题。

三、软起动器在动力设备上的应用

软起动器箱内面板上设有两个速率微动开关，分别对应四种起动速率：重载、次重载、次轻载、轻载，起动时间分别是90S、70S、65S、60S。使用时根据起动负载选相应的起动速率。例如我公司供水泵电动机的起动：供水泵电动机起动的阻转矩，主要由水的静压、惯性、管道阻力、水泵的机械惯性和静动摩擦等构成。水的阻力，水泵的机械惯性、阻力均与水泵的转速，加速度及叶轮的直经有关，速度低时阻力小。水的静压阻力与扬程有关，水泵起动时，由于水管中止回阀的作用，静压与摩擦不同时起作用，有利于起动。供水泵起动阻转矩为额定转矩的30％，属于轻载起动。在实际应用中供水泵电机轻载运行者居多，节电潜力大。

引风机用电动机的起动：其起动转矩与离心式水泵类似，阻转矩都与转速成正比，但是，风机与水泵的结构不同，风机的转动惯量比水泵大的多，空气的流动性比水小，如果风机不关风阀起动，将因空气升能，管道阻力，摩擦阻力等因素，致使风机起动比水泵难，起动加速的时间较长，风机起动属重载起动。

风机输送的流体——烟气的温度也是影响风机负荷量大小的重要因素。温度不同，烟气的容量及密度变化大，温度低时，烟气似凝滞状态，风机负荷量增大。锅炉开炉之初，炉膛内温度低，一般需要30分钟炉温才能升上来，这段时间里，引风机处于超负荷运行阶段。如：一台引风机配用电机22KW，输送的烟气温度200℃，容量7.3N/m3。如输送烟气温度20℃时，负载功率：

N＝KYQH/η＊1/ηt＝27.78KW

式中：

K——电机容量储备系数，对引风机取1.3。

Y——流体容量(N/m3)

Q——风机流量(m3/h)

H——全压(Kgf/m2)

η、ηt——风机效率

由上式可知，其负载功率增大。

电机论文 篇6

(一)机电设备的管理、维修部门职能不够完善选煤厂都有机电维修工，其主要的职能也是对机电设备进行有效管理、及时维护与检修，但是，大多数选煤厂的管理人员往往将注意力集中于生产上，对于设备的管理职能并未充分行使。此外，机电设备是一种复杂的设备，其型号不同，购置的过程，验收、安装等一系列环节都存在着不同程度的管理上的问题。有时，一部分选煤厂并未完全按照机电设备的正规使用方法去使用设备，管理部门也未对此进行监督和提醒，违反了相关的使用规范，这些管理上的问题都将给选煤厂带来潜在的安全问题。

(二)机电操作人员整体素质偏低当前阶段，我国某些选煤厂中的机电管理操作人员的操作技能仍不能达到一定的要求，对于设备的属性不是十分了解，新技术的使用技巧也不能完全掌握，仍然保持着传统的简单的操作方法，因此机电设备存在的某些故障不能得到很好的解决。机电维修工大多以年轻的工人居多，其相对来说缺乏具体的实际操作经验，安全生产的意识较为淡薄，有时仅仅按照操作习惯进行工作，就导致出现了一些违规操作。选煤厂对于机电操作人员的培训工作往往都停留在表面，不会根据员工的实际工作水平有针对性地进行培训，因此很难真正实现提高工作人员操作能力的目的。职工的文化水平相对较低，因此在培训时，对于一些技术含量较高的理论知识，他们并不能很深入地理解，也就无法在实际的操作中进行应用。理论与实际脱轨就进一步造成职工学习兴趣低下，形成恶性循环，机电管理操作人员素质偏低问题是影响我国选煤厂发展的又一制约因素。

二、改善选煤厂机电设备管理与维护工作的有效措施

(一)实现机电设备标准化管理，提升机电管理部门的管理能力选煤厂是煤炭产业中的重要加工单位，但是其内部的机电设备的管理和维护工作却不同于矿井。选煤厂中所使用的机电设备处于较为复杂的运行环境之中，其工作的性能也与其他设备不同，因此，要提高选煤厂的标准化生产水平，丰富管理人员对设备的检修和维护等技术理论，同时结合其他企业的先进管理理论，提升管理人员的综合素质。此外，还应该注意的问题是，要充分调动厂内员工的工作积极性，使管理人员与具体的操作人员关系和谐，二者之间相互学习、相互监督，共同促进管理工作的标准化。选煤厂想要实现标准化管理，不能只是着眼于厂内，还要坚持“引进来、走出去”的战略，不断汲取其他厂区的先进的维护和管理技术，并与本单位的实际情况相结合，应用到具体的工作中去，以弥补本厂中管理工作上存在的不足。同时，为企业的管理制定详细的工作目标，进一步提高选煤厂的设备管理水平。众所周知，机电设备的标准化管理是实现选煤厂安全生产的重要前提和基础，因此，选煤厂应适当授权于具体负责人，使其充分掌握相关设备的工作状态，以便加强对设备的管理和维护。要实现标准化生产的目标，需要制定与之相适应的具体措施作为保障。真正实现管理和维护上的标准化还要定期考核，严格监督。制定具体的标准准则，从而推动标准化工作的全面开展。

(二)严格执行相关规章制度，协调组织调度工作任何行业的发展都离不开规章制度的保证，对于选煤厂中机电设备的维护与管理工作来说，亦是如此。想要做到系统的管理和科学的维护，就需要有严格的制度要求，以衡量管理和维护的结果是否与规定的内容相符。因此，建立完善的机电管理制度至关重要。有些厂区尽管规章制度等内容十分详细，但是执行力度是一个难题，制度所规定的操作行为和步骤并未得到真正的实行。对此，需要厂区机电设备维护管理人员加大检查力度，督促维修人员尽职尽责，将安全生产的思想付诸实际工作中。

(三)丰富职工理论知识，提高其操作水平选煤厂中，对机电设备的操控是十分重要的工作，其维护、检修等工作内容也相对复杂。因此需要每个员工具有较高的技术水平，严格按照规章制度操作，这样才能确保机电设备的正常运行。对于设备需要每隔一段时间进行一次检修，发现问题立即进行维护，将故障及时消除，保障选煤厂的安全生产。要丰富员工的理论知识就需要加强对员工的技术培训，首先要培养员工的基础技能，使其能够应对较为普遍的技术问题。其次，让其学习更深一层的维护技术和管理方法，取长补短，更好地完成机电设备的管理与维护工作。还应培养员工将掌握的理论知识与实际问题充分结合，做到具体应用，这样才能增强其操作能力。

三、结束语

电动机论文 篇7

关键词：电动机元件阻抗起动条件继电保护

一、前言大容量电动机通常是指电功率在几百甚至上千千瓦的电动机。其配电装置采用3kV∽10kV电压等级，在电网容量，电动机和生产工艺许可的情况下，尽量采用全电压直接起动的方式，同时还要有相应的继电保护装置确保其正常运行。大型电动机的运行将会给电网和其它拖动设备的安全运行带来很大影响，因此需要进行认真的比较和分析计算，以确定经济合理，运行可靠，技术先进的配电方案。以下就岭澳核电站空压机配电的工程实例谈谈大容量电动机的配电特点，起动条件及相应的计算验证。

二、工程实例（一）实例介绍岭澳核电站空气压缩系统由三台空压机组成，主要向核岛和常规岛输送压缩空气。空压机由英国ATLAS公司进口，其电动机功率分别为250kW/50Hz/3phase，电压等级为6.6kV.电源引自电站东北侧辅助变压器平台全厂共用的6.6kV配电盘，选用3x3（ZR-YJV-10-1x400）中压铠装电缆约9x550米至核岛电气厂房6.6kV配电盘后，再分别选用ZR-YJV22-3x35中压铠装电缆约350米给各空压机供电。该电动机和工艺设备无特殊的动热稳定要求，但根据规程，电动机起动时母线电压不应低于额定电压的85%.根据以上技术条件，为确定电动机起动时的电压电流是否满足起动要求需进行起动计算，然后校验电动机的继电保护要求。计算条件应设供电系统是无限大容量电源，采用标幺值，计算容量Sj=100MVA.（二）在计算之前需考虑以下因素：

1、大容量电动机起动时，需要满足起动母线电压波动、电动机起动转矩要求和电动机及工艺设备的动热稳定要求。电动机和工艺设备应能承受全压起动时的冲击，即能满足电动机和工艺设备的动稳定要求。对于某些电动机在全压起动时还需满足制造厂规定的热稳定要求。

2、大型电动机起动时，其端电压应能保证被拖动机械要求的起动转矩，且在配电系统中引起的电压下降不应妨碍其它用电设备的工作。按照国家标准《电能质量。电压允许拨动和闪变》（GB12326-93）的要求，一般情况下，电动机起动时配电母线上的电压不应低于额定电压的85%，对于经常起动的电动机，不应低于额定电压的90%.3、起动计算（1）阻抗计算设供电系统是无限大容量电源，采用标幺值计算，用系统阻抗（X*xt）计算起动压降时，应按引起压降最大的情况，即系统容量最小，短路容量最大的情况。

b.线路阻抗（X*l1）

X*l1=X×Sj/Uj2式中：X——每相线路电抗（Ω）；Uj——线路基准电压（kV）；c.母线上其它负荷电抗（X*fh）；X*fh=Sj/Sfh式中：Sj——基准容量，取100MVA；Sfh——母线上其它容量计算值（MVA）；d.线路阻抗（X*l2）

X*l2=X×Sj/Uj2式中：X——每相线路电抗（Ω）；Uj——线路基准电压（kV）；e.电动机起动阻抗（X*d）

X*d=1/Kq×Sj/Sed式中：Kq——电动机全压起动电流倍数；Sed—电动机额定容量。

（2）起动参数计算由图1可知，电动机回路阻抗X*q=X*l2+X*d母线总的阻抗X*=X*q//X*fh供电系统的总阻抗∑X*=X*+X*l1+X*xt系统提供的总起动电流I*q=1/∑X*电动机回路起动电流，由电动机回路阻抗和负荷阻抗分流计算，即I*d=I*q×X*fh/（X*fh+X*q）

母线电压标幺值U*m=I*q×X*电动机端电压相对值（起动时电动机端电压/电动机额定电压）U*d=I*d×X*d4、继电保护根据国家标准《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-92），关于3kV及以上电动机的保护，要求设置电流速断保护、差动保护、过负荷保护、失压保护、不平衡缺相保护、接地故障保护及起动次数保护。本例主要考虑差动保护、电流速断保护、过负荷保护、低电压保护、接地保护。

（1）差动保护按躲过电动机的最大不平衡电流计算保护装置的动作电流Idzj=（1.5∽2）Irm/n1A；

按最小运行方式下，电动机接线端两相短路时，流过保护装置的短路电流校验保护装置的灵敏系数Km=Ik2.min/Idz≥2.（2）电流速断保护按躲过电动机的起动电流，计算异步电动机保护装置的动作电流：Idzj=KkKjxKqIrm/n1A；按最小运行方式下，电动机接线两相短路时，流过保护安装处的短路电流校验保护装置的灵敏系数：Km=Ik2.min/Idz≥2.（3）过负荷保护按躲过电动机的额定电流计算保护装置的动作电流：Idzj=KkKjxIrm/Khn1A（4）低电压保护当母线电压下降至额定电压的60%时，低电压作用于跳闸。

（5）接地保护按被保护元件发生单相接地故障时最小灵敏系数1.25整定保护装置的一次动作电流：Idz≤（Ic∑-Icm）/1.25A（三）本例计算结果如下：1、元件阻抗标幺值（1）系统阻抗由电站提供，6.6kV出线最小短路容量为150MVA，最大短路容量为330MVA.基准容量Sj=100MVA.

X*tmin=Sj/Smin=100/150=0.667X*tmax=Sj/Smax=100/330=0.303（2）变压器阻抗（X*b）

由制造厂给出，为X*b=0.09；（3）线路阻抗（X*l1）

本例中线路采用九根1x400mm2铜芯交联聚乙烯绝缘电缆，电缆长度为0.55kM，线路每公里电抗为0.150Ω，可得X*l1=X×Sj/Uj2=0.150x0.55x100/6.62/9=0.0210由于线路阻抗相对于电动机阻抗较小，可在以下计算中忽略。

（4）电站该6.6kV母线上其它负荷为Sfh=10.5MVA，因此X*fh=Sj/Sfh=100/10.5=9.523（5）线路阻抗（X*l2）

本例中线路采用三根3x35mm2铜芯交联聚乙烯绝缘电缆，电缆长度为0.35km，线路每公里电抗为0.123Ω，可得X*l2=X×Sj/Uj2=0.123x0.35x100/6.62/3=0.0329（6）电动机起动阻抗本例中电动机额定容量为3x250/0.85=882.35KVA=0.882MVA，额定电压为6.6kV，额定电流为31A，起动电流倍数为10倍，可X*d=1/Kq×Sj/Sed=（1/10x100）/0.882=11.342、起动计算过程及分析电动机回路阻抗X*q=X*l2+X*d=0.0329+11.34=11.37母线总阻抗X*=X*q//X*fh=11.37x9.523/（11.37+9.523）=5.182供电系统总阻抗：∑X*=X*+X*l1+X*xtmin+X*b=5.182+0.0210+0.667+0.09=5.96总起动电流I*q=1/∑X*=1/5.96=0.168母线电压U*m=I*qX*=0.168x5.182=0.871电动机回路起动电流：I*d=I*qxX*fh/（X*fh+X*q）=0.168x9.523/（11.37+9.523）=0.077端电压U*d=I*dX*d=0.077x11.34=0.873由计算可知，电动机起动时能满足要求，即母线及电动机端电压均超过85%，因此可采取直接启动的方式。

3、继电保护计算（1）电动机侧短路时，当系统取最小短路容量为150MVA时，d1点的短路电流计算其中，Xjs1=X*xtmin+X*l1+X*l2+X*b=0.667+0.021+0.0329+0.09=0.811短路电流Idlmin=Ij/Xjs1=Sj/（UjXjs1）=100/（x6.6x0.811）=10.786kA两相短路电流I"dlk2=0.866Id1min=0.866x10.786=9.341kA当系统取最大短路容量为330MVA时，d1点的短路电流计算其中，Xjs2=X*xtmax+X*l1+X*l2+X*b=0.30+0.021+0.0329+0.09=0.444短路电流Idlmax=Ij/Xjs2=Sj/（UjXjs2）=100/（x6.6x0.444）=19.703kA（2）差动保护配电装置电流互感器的变比为50/5，电流互感器的接线系数Kjx为1，因此可得保护装置的动作电流Idzj=（1.5∽2）Irm/n1=（1.5∽2）31/10=（4.65∽6.2）A当Idzj取6.0A时，Idz=Idzj×n1/Kjx=6.0x10/1=0.06kA保护装置的灵敏系数Km=I"d1k2min/Idz=9.341/0.06=156>2（3）电流速断保护保护装置的动作电流为Idzj=KkKjxKqIrm/n1=1.6x1x31/10=4.96AIdz=Idzjn1/Kjx=5x10/1=0.05kA保护装置的灵敏系数为Km=I"dlk2min/Idz=9.341/0.05=187>2（4）过负荷保护保护装置的动作电流为Idzj=KkKjxIrm/Khn1=1.6x1x31/（0.85x10）=5.84A，按照此电流值对过负荷电流值进行整定。

（5）接地保护电网的总单相接地电容电流IcΣ=0.1Url=0.1x6.6（9x0.55+3x0.35）=3.96A可得保护装置的一次动作电流为Idz=（Ic∑-Icm）/1.25=3.96/1.25=3.168A保护装置的动作电流3.168A满足零序电流互感器和接地继电器的灵敏系数要求。

三、结束语

综上所述，大型空压电机的配电考虑因素较多，应着重考虑电机的工艺要求，起动条件和继电保护要求。在电网容量，电动机和生产工艺许可的情况下，尽量采用全电压直接起动的方式，同时还要有相应的继电保护装置确保其正常运行，而继电保护却只要满足运行条件，规范要求，就能达到保护空压机的要求。

参考文献1.《工业与民用配电设计手册》（第2版）水利电力出版社。

2.《发电厂电气部分》电力工业出版社。

电机论文 篇8

随着工业智能化的进一步发展，工业生产中对电动机的控制向着高频化和控制精确化的方向发展，而目前市场上已有最高变频3000kHz的变频器，对同样的二极异步电动机进行调速，最高可达18000r/min，在不增加机械增速装置的前提下，提高了设备运行的可靠性。

2变频技术

在煤矿机电设备中的应用变频技术的主要应用对象是电动机驱动的各种设备，在煤矿机电设备中主要包括风机系统、提升系统、压缩机系统、采煤机系统、煤炭输送系统、各类泵等。

2.1风机系统的改进

以某矿井主通风机的变频改造为例，在改造之前，风机设计裕量过大，即使通过调节叶片或者改变管网特性依然远远超过所需风量。利用变频器Harvest-A06/120进行改造，主要参数为：输入频率为45～55Hz，额定输入电压6000V±10%，输出频率范围0.5～120Hz。在利用电压源型串联多电平脉宽调制高压变频器进行改造后，风机效率由45%提高到78%以上，年均用电量减少920000kWh，同时该矿井风机系统可实现软启动，大大降低了对电网的冲击以及对设备的损坏，降低了人工成本。

2.2空压机系统的改进变频技术

对于空压机启动方式的变革具有重要的意义。传统的直接启动方式在启动瞬间会产生较大电流，不利于设备的正常使用寿命的保持。采用变频技术可以降低瞬时大电流对于设备的危害，延长使用寿命。空压机中压风系统的调节一般采用的是压力闭环控制的变频系统，主要利用系统压力检测来对空压机负荷进行调整，当系统内部压力发生变化时，变频系统会根据反馈的压力数值进行补偿调整，最终保持系统内部压力的恒定。采用此种方式进行压风系统的调节，与传统方式相比，响应速度更快，同时能够更加精确地控制风力，保持压风系统较高的可靠性。以唐山矿业某井空压机变频改造为例，对泵房进行变频改造，采用三套ACS800变频控制柜，利用一台PLC集控柜进行控制。其主要参数为：三相输入电压U3in=（380～415）V±10%，U5in=（380～500）V±10%，输出频率0～±300Hz，DTC（直接转矩控制）控制。通过该控制系统，可以实现空压机的一拖三变频调速运转，能够保持系统内的恒定压力控制，实现设备安全可靠运行。与改造前相比，年均可节省电费50余万元；可实现设备自0Hz起的软启动，设备检修周期延长，降低了检修成本。同时还实现了对设备保护功能的进一步完善，完善了设备超压保护、防自启动保护等多种功能，改善了设备的工作环境。

2.3采煤机的改进提高采煤机对工作环境的适应性

是采煤机改进的主要方向。工作环境愈加复杂，使传统采煤机的不适应性更加突出。电牵引采煤机在适应性方面有很好的表现，已在许多矿山中得到应用。采煤机的变频调速能力是其工作性能的一大指标。与传统滑差调速相比，变频调速将采煤机的变速性能实现了质的飞跃。能量回馈型四象限变频器在采煤机中的应用是煤矿机电设备改造的向前迈进一大步的标志，它标志着井下采煤机由“一拖二”向“一拖一”的进步，提高了煤矿开采效率，同时降低了采煤机的故障率以及维修成本。由PLC控制的MG700-WD交流变频调速采煤机，能够将采煤机事故率控制在较低的范围内，同时由于PLC程序的开放性，可以更好地进行人机对话，能够在故障发生时较为准确地定位故障位置。对于采煤机变频调速系统，除去目前市面上已有的成熟产品外，还有很多学者对不同类型的变频调速控制方式进行了研究，目前已有一定的理论基础，有待于在实际生产中进行试验以及普及。以ALPHA6900系列变频器在采煤机中的应用为例，可实现主从控制功能，同时还可以实现四象限运行，通过PLC控制电路，对变频器的输入输出端口进行实时监控，采集包括转速、转矩等在内的多种信息，确保系统运行的稳定性。其中，采用ALPHA6900系列变频器的电气控制系统可以分为一拖一单/双电机控制方式，通过采煤机工作环境的变化，对其牵引电机的转速进行调整，实现对采煤机设备的有效保护。

3结语