引論：我們?yōu)槟砹?3篇交流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
目前我廠各類在役電動(dòng)機(jī)中交流電動(dòng)機(jī)占99%以上，而交流電動(dòng)機(jī)面臨的最大問題是起動(dòng)問題。它包括起動(dòng)時(shí)電流及起動(dòng)轉(zhuǎn)矩沖擊，以及很多大功率電動(dòng)機(jī)因?yàn)槠饎?dòng)困難，對(duì)電網(wǎng)的沖擊也很大，因此只能盡量減少停機(jī)次數(shù)，從而造成能源的浪費(fèi)。
2 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)問題
三相交流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)分為直接起動(dòng)和降壓起動(dòng)。交流電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)又稱全壓起動(dòng)，它是一種最簡(jiǎn)單的起動(dòng)方法。起動(dòng)時(shí)將全部電壓直接加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上，起動(dòng)電流將達(dá)到4～7倍的額定電流和過高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，直接影響該電網(wǎng)上的其他電氣設(shè)備運(yùn)行。當(dāng)全壓起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)容量愈大，供電變壓器的容量越小，這種影響越顯著。當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量大于電力變壓器容量的30%時(shí)，在全壓起動(dòng)的瞬間大電流沖擊下，將引起電網(wǎng)電壓的降低，影響到該電網(wǎng)內(nèi)其他電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。電壓降低可引起電機(jī)本身起動(dòng)無法正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)可燒毀電動(dòng)機(jī)，同時(shí)全壓起動(dòng)產(chǎn)生過高起動(dòng)沖擊轉(zhuǎn)矩，還將會(huì)使連接件損壞，電動(dòng)機(jī)機(jī)座變形，齒輪或齒輪箱損壞，傳送帶撕裂等。解決此類問題，一般生產(chǎn)機(jī)械及電力拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)盡可能采用軟起動(dòng)方法，即適當(dāng)降低電動(dòng)機(jī)端電壓，減少電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流及過大啟動(dòng)沖擊轉(zhuǎn)矩等，以避免拖動(dòng)系統(tǒng)不必要的損壞。
3 交流電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)
隨著工業(yè)生產(chǎn)及工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的不斷發(fā)展，即對(duì)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的起動(dòng)性能提出了越來越高的要求。（1）電動(dòng)機(jī)要有足夠大的并能平穩(wěn)提升的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和符合要求的機(jī)械特性曲線；（2）起動(dòng)設(shè)備盡可能簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠、起動(dòng)操作方便，直接起動(dòng)是最簡(jiǎn)單起動(dòng)方式，但還要克服其起動(dòng)電流大及轉(zhuǎn)矩沖擊大，對(duì)電網(wǎng)及拖動(dòng)設(shè)備造成的危害；（3）起動(dòng)電流和起動(dòng)功耗盡可能小。綜上軟起動(dòng)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的控制及保護(hù)是達(dá)到節(jié)能、簡(jiǎn)化控制、優(yōu)化資源的重要手段。
交流電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)方式：一般采用（1）傳動(dòng)降壓起動(dòng)；（2）電子晶閘管降壓起動(dòng)：（3）變頻軟起動(dòng)。
3.1 傳統(tǒng)降壓起動(dòng)
3.1.1 自耦變壓器降壓起動(dòng)
定子通過自耦變壓器連接到三相電源上，降低電動(dòng)機(jī)定子繞組電壓，以減小起動(dòng)電流。當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，再將其切除，其優(yōu)點(diǎn)根據(jù)不同負(fù)載要求，起動(dòng)電壓可選擇，缺點(diǎn)是當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量較大時(shí)，變壓器體積增大，成本高。目前我公司已全部淘汰此種起動(dòng)方式。
3.1.2 Y-轉(zhuǎn)換起動(dòng)
所謂Y-轉(zhuǎn)換起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)定子繞組為Y形連接，起動(dòng)完成后，正常運(yùn)行時(shí)為形連接。星形連接起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為三角形連接的三分之一。同時(shí)由于從星形轉(zhuǎn)換為三角形過程中會(huì)出現(xiàn)二次沖擊電流以及沖擊轉(zhuǎn)矩等問題。適用于輕載或空載起動(dòng)的場(chǎng)合，接線時(shí)還應(yīng)該注意Y-連接時(shí)要保證其旋轉(zhuǎn)方向的一致。優(yōu)點(diǎn)是線路較簡(jiǎn)單，投資少，缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)矩特性差。
3.1.3 串電抗器或水電阻降壓起動(dòng)
即在定子回路繞組中串聯(lián)電抗器或水電阻從而實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)，減小起動(dòng)電流，待起動(dòng)完成后再將其切除。但由于電抗器成本高，水電阻損耗大，故一般在電動(dòng)機(jī)空載或輕載運(yùn)行時(shí)可利用串電抗器降壓起動(dòng)。由于維護(hù)復(fù)雜，空間、環(huán)境等因素，我們公司沒有采用過此種降壓起動(dòng)方式。
3.2 晶閘管降壓起動(dòng)
晶閘管降壓起動(dòng)又稱“軟啟動(dòng)器”，它采用三對(duì)反并聯(lián)的晶閘管，串接于三相電源與電動(dòng)機(jī)定子回路上。利用晶閘管移相控制原理，通過微處理器的控制來改變晶閘管的開通程度，使電動(dòng)機(jī)輸入電壓按預(yù)設(shè)的函數(shù)關(guān)系逐漸上升。
起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)端電壓隨晶閘管的導(dǎo)通角從零逐漸增大，直至達(dá)到滿足起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求而結(jié)束起動(dòng)過程。當(dāng)起動(dòng)完成后，軟啟動(dòng)器輸出額定電壓，旁路接觸器接通，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)。
停機(jī)時(shí)，先切斷旁路接觸器，然后軟啟動(dòng)器內(nèi)的晶閘管導(dǎo)通角由大逐漸減小，使三相電壓逐漸減小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸減小到零，完成停機(jī)過程。我公司現(xiàn)降壓起動(dòng)都采用此種方法，它是集電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)、軟停車和多種保護(hù)功能于一體的電動(dòng)機(jī)控制裝置。軟啟動(dòng)器在晶閘管兩側(cè)裝設(shè)的旁路接觸器，保證了晶閘管僅在起動(dòng)、停車時(shí)工作，避免長(zhǎng)期運(yùn)行使晶閘管發(fā)熱，同時(shí)還可以避免在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)軟啟動(dòng)器發(fā)生故障，可由旁路接觸器作為應(yīng)急備用。缺點(diǎn)：價(jià)格高，晶閘管還可以引起高次諧波。軟起動(dòng)器的廣泛應(yīng)用，標(biāo)志著電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)由傳統(tǒng)的電器控制時(shí)代進(jìn)入了電子智能化控制時(shí)代。
3.3 變頻軟啟動(dòng)
即采用電壓頻率按比例平滑上升的VVVF控制的基本原則，在起動(dòng)過程中不存在大的轉(zhuǎn)差功率，有利于電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)，消除了起動(dòng)沖擊，避免起動(dòng)功耗，且可控制起動(dòng)速度，是一種真正的平滑起動(dòng)方式。它可以在限流同時(shí)保持高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，具有保護(hù)功能強(qiáng)大的特點(diǎn)。缺點(diǎn)：價(jià)格高，對(duì)電網(wǎng)來說它可是諧波污染源，但我們利用電抗器和有源濾波器抑制諧波。雖然他也是一種軟起動(dòng)裝置，但更廣泛應(yīng)用在變頻調(diào)速。我們公司現(xiàn)在將負(fù)荷變化較大的電動(dòng)機(jī)都采用變頻控制。不僅可以減少對(duì)電網(wǎng)沖擊，還達(dá)到了節(jié)能的目的。
4 結(jié)語
綜上所訴：傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)設(shè)備，其目的減少了起動(dòng)電流和功耗，但同時(shí)降低電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)效果差，并且產(chǎn)生二次電流沖擊、故障率高、使用受限等問題，但投資少，不會(huì)產(chǎn)生諧波；電子晶閘管降壓軟啟動(dòng)有較好的起動(dòng)特性，起動(dòng)參數(shù)可調(diào)，一定程度上可解決輕載起動(dòng)設(shè)備起動(dòng)沖擊問題。不足之處不宜作隨載降壓節(jié)能設(shè)備用，且達(dá)不到電磁兼容的要求，另外存在價(jià)格高等問題；變頻軟起動(dòng)其具有調(diào)速、節(jié)能、保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，它以微電腦全數(shù)字節(jié)能化控制，對(duì)電動(dòng)機(jī)提供全方位服務(wù)，不愧為電動(dòng)機(jī)綜合節(jié)能保護(hù)的優(yōu)選產(chǎn)品。
參考文獻(xiàn)：
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西門子變頻器是一種工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用較多的一種控制設(shè)備，其通過對(duì)固定輸入的電壓和頻率進(jìn)行內(nèi)部的轉(zhuǎn)換，依據(jù)控制信號(hào)將其轉(zhuǎn)換為所需的電壓和頻率的交流電進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于電動(dòng)機(jī)的控制。在西門子變頻器工作的過程中首先需要將輸入的工頻交流電轉(zhuǎn)換為直流電，而后再根據(jù)需要將直流電逆變?yōu)榭刂埔蟮慕涣麟?。在西門子變頻器工作的過程中通過PWM技術(shù)使得在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的過程中使用較小的啟動(dòng)電流并獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩并調(diào)速平滑。在分析西門子變頻器外部端子的功能及作用的基礎(chǔ)上做好對(duì)于西門子變頻器的參數(shù)設(shè)置，確保其正常工作。
1 西門子變頻器的組成及外部端子簡(jiǎn)述
1.1 西門子變頻器的組成
西門子變頻器主要是由操作面板、控制模塊與外部端子等三個(gè)部分組成，其主要與普通交流電動(dòng)機(jī)相配合在一些對(duì)于電動(dòng)機(jī)控制精度要求一般的場(chǎng)合進(jìn)行工作，以取代步進(jìn)電機(jī)或是交流伺服電機(jī)，降低成本與能耗。隨著科技的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，西門子變頻器正被應(yīng)用于越來越多的領(lǐng)域。西門子MM420系列變頻器是一種應(yīng)用較多的變頻器，其多應(yīng)用于對(duì)三相交流電動(dòng)機(jī)的變頻控制。西門子MM420系列的變頻器在出廠時(shí)各參數(shù)為系統(tǒng)默認(rèn)，在使用時(shí)與西門子工控裝置和設(shè)備相連接時(shí)如無特殊要求可不經(jīng)調(diào)試而直接進(jìn)行使用，可靠性與適應(yīng)性較強(qiáng)，西門子MM420系列變頻器是一款功能較齊全的變頻器。
1.2 西門子MM420系列變頻器外部端子
西門子MM420系列變頻器的外部端子如圖1所示，其中1、2端子輸入的是模擬量10V電源公共端，3、4端子為模擬量輸入端可以外接電位器來實(shí)現(xiàn)對(duì)于頻率設(shè)定值的更改，5-7號(hào)端子為數(shù)字量輸入端子，其中默認(rèn)情況下5為正轉(zhuǎn)控制，6為反轉(zhuǎn)控制，7為故障復(fù)位，8、9端子則代表的是直流24V電源公共端。
2 西門子MM420系列變頻器外部端子對(duì)電機(jī)的控制
2.1 交流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制
通過使用線纜將西門子MM420系列變頻器與交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行連接，在進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定時(shí)，通過使用西門子MM420系列變頻器操作面板對(duì)變頻器中的P1080、P1082參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，上述兩個(gè)參數(shù)設(shè)定的是上下限的頻率，而后通過對(duì)P1120、P1121參數(shù)進(jìn)行設(shè)定對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的頻率加速與減速時(shí)間進(jìn)行設(shè)定。最后將西門子MM420系列變頻器中的P0700參數(shù)設(shè)置為2，完成對(duì)西門子MM420系列變頻器的參數(shù)設(shè)置即可使用外部端子對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制。此時(shí)即可通過對(duì)5-7號(hào)端子施加相應(yīng)的頻率信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)的控制。
2.2 使用模擬量輸入對(duì)西門子MM420系列變頻器進(jìn)行控制
在完場(chǎng)上述參數(shù)設(shè)置的基礎(chǔ)上將參數(shù)P1000有默認(rèn)缺省值設(shè)置為1，即可通過使用電位計(jì)來作為模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)于電動(dòng)機(jī)的條數(shù)控制，在5-7號(hào)端子中通過輸入數(shù)字信號(hào)控制交流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，通過調(diào)節(jié)模擬信號(hào)輸入端的電壓電流信號(hào)來控制交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
此外還可以通過使用外部端子實(shí)現(xiàn)對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)的多速段控制。
在使用西門子MM420系列變頻器對(duì)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制的過程中需要注意的是，在使用面板控制或是外部端子進(jìn)行控制時(shí)，對(duì)于西門子MM420系列變頻器內(nèi)部參數(shù)的設(shè)定只能通過面板進(jìn)行西門子MM420系列變頻器內(nèi)部參數(shù)的修改與設(shè)定，在使用外部端子進(jìn)行控制時(shí)，首先需要將西門子MM420系列變頻器的控制模式切換到外部操作模式，而后再進(jìn)行外部控制頻率信號(hào)的接線，當(dāng)西門子MM420系列變頻器采用外部端子控制模式時(shí)，如果需要修改端子的功能需要將外部開關(guān)輸入信號(hào)全部斷開后再重新進(jìn)行接線，避免因信號(hào)輸入導(dǎo)致控制邏輯混亂。其中當(dāng)西門子MM420系列變頻器采用多段速的方式進(jìn)行控制時(shí)，將無反轉(zhuǎn)輸出信號(hào)。
3 西門子MM420系列變頻器的面板控制
西門子MM420系列變頻器在出廠時(shí)裝載有默認(rèn)的參數(shù)，通過對(duì)西門子MM420系列變頻器中缺省的設(shè)置值進(jìn)行修改將可以使得西門子MM420系列變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)的控制，對(duì)于西門子MM420系列變頻器參數(shù)的設(shè)置需要使用面板進(jìn)行輸入與修改，在使用基本操作面板實(shí)現(xiàn)對(duì)于電動(dòng)機(jī)的控制時(shí)首先需要將系統(tǒng)內(nèi)的P0010參數(shù)修改為0，從而使得西門子MM420系列變頻器處于運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)，將參數(shù)P0700參數(shù)設(shè)置為1即可使用操作面板來控制交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟停運(yùn)動(dòng)及控制，按下綠色的啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)，按下數(shù)值增加按鈕逐步增加交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過增加與減少按鈕來控制交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加與降低，并可以通過使用轉(zhuǎn)換按鈕來控制交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。紅色按鈕控制電機(jī)的停止。
對(duì)于使用西門子MM420系列變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)的控制主要是通過改變內(nèi)部參數(shù)的設(shè)定值來實(shí)現(xiàn)對(duì)于變頻器輸出信號(hào)的改變，使用面板控制最主要的是通過改變了西門子MM420系列變頻器內(nèi)部的參數(shù)。在對(duì)西門子MM420系列變頻器進(jìn)行調(diào)試設(shè)定時(shí)應(yīng)當(dāng)首先將變頻器內(nèi)部的全部參數(shù)恢復(fù)為出廠設(shè)置避免內(nèi)部有設(shè)定值而對(duì)本次操作造成影響。在恢復(fù)出廠設(shè)置時(shí)通過將P0010參數(shù)設(shè)置為30并將參數(shù)P0970參數(shù)設(shè)置為1完成對(duì)于西門子MM420系列變頻器的出廠設(shè)置。對(duì)于西門子MM420系列變頻器的參數(shù)可以對(duì)照調(diào)試說明書進(jìn)行了解與設(shè)置。在使用西門子MM420系列變頻器進(jìn)行電動(dòng)機(jī)控制時(shí)，如無特殊要求可以將變頻器直接與西門子電機(jī)連接進(jìn)行控制，而當(dāng)需要對(duì)其他廠家的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制時(shí)需要在參數(shù)設(shè)置時(shí)輸入電機(jī)銘牌上所標(biāo)注的電機(jī)的轉(zhuǎn)速、電壓、電流、頻率等的電機(jī)規(guī)格參數(shù)，做好電機(jī)與變頻器的匹配。
4 結(jié)束語
西門子MM420系列變頻器是一種應(yīng)用較多的工控設(shè)備，文章在分析西門子MM420系列變頻器特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)西門子MM420系列變頻器的面板與外部端子兩種控制方式進(jìn)行了分析闡述。
參考文獻(xiàn)
篇3
油田采油設(shè)備中，三相交流電動(dòng)機(jī)的使用占絕大多數(shù)，在日常的電氣故障處理、更換自控箱等維護(hù)工作中，經(jīng)常出現(xiàn)相序變更等現(xiàn)象，致使三相交流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，對(duì)單向運(yùn)行的采油機(jī)械造成不利，易引發(fā)嚴(yán)重的機(jī)械事故、生產(chǎn)事故。
1 現(xiàn)狀調(diào)查
1.1三相交流電動(dòng)機(jī)使用情況
各式各樣的抽油設(shè)備占孤島采油廠生產(chǎn)設(shè)備的絕大部分，而作為提供動(dòng)力的三相交流電動(dòng)機(jī)更是廣泛應(yīng)用，平均一個(gè)注采管理站能達(dá)到100余臺(tái)，確保三相交流電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)意義重大。
1.2游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)特性
游梁式抽油機(jī)的工作原理是通過電動(dòng)機(jī)提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力-減速箱進(jìn)行二級(jí)減速（高速旋轉(zhuǎn)變?yōu)榈退傩D(zhuǎn)）-曲柄連桿機(jī)構(gòu)、游梁、驢頭等裝置將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)-通過光桿帶動(dòng)深井泵將原油從地下采出。
抽油機(jī)的減速箱一般為二級(jí)減速，內(nèi)部齒輪的配合有點(diǎn)嚙合式、漸開線式等方式，不同的旋轉(zhuǎn)方向，齒輪間的受力面是不一樣的。在大負(fù)荷下，頻繁改變減速箱齒輪轉(zhuǎn)向，易對(duì)齒輪造成傷害，影響抽油機(jī)減速箱使用壽命。
減速箱兩側(cè)的曲柄銷子是曲柄與連桿連接的重要部件，工藝設(shè)計(jì)上存在正扣與反扣的差別，正常工作時(shí)，曲柄銷子的冕形螺帽不存在倒扣問題，一旦抽油機(jī)減速箱齒輪反轉(zhuǎn)，那么曲柄銷子反轉(zhuǎn)，冕形螺帽就存在倒扣的危險(xiǎn)，極易造成曲柄銷子退扣脫出、抽油機(jī)翻機(jī)的嚴(yán)重事故。
2 電動(dòng)機(jī)工作特性
2.1電動(dòng)機(jī)的種類
孤島采油廠的抽油機(jī)目前廣泛采用的是三相交流異步電動(dòng)機(jī)、三相交流同步電動(dòng)機(jī)、高效永磁同步電動(dòng)機(jī)等，直流電動(dòng)機(jī)應(yīng)用較少。
2.2三相交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向特性
三相交流電動(dòng)機(jī)對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)方向沒有要求，正反兩個(gè)方向均可運(yùn)轉(zhuǎn)，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的要求進(jìn)行三相交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的選擇。影響三相交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的唯一因素是三相交流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向，任意改變?nèi)嘟涣麟妱?dòng)機(jī)電源相序就能改變電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向，使電動(dòng)機(jī)向相反的方向旋轉(zhuǎn)。
3 相關(guān)集成模塊
3.1 HCF4011四與非門集成電路
HCF4011四與非門集成電路（與CC4011只是生產(chǎn)廠家不同而已可以通用）CC4011是常用的CMOS四輸入與非門集成電路，他的內(nèi)部含有4個(gè)與非門，常用在各種數(shù)字邏輯電路和單片機(jī)系統(tǒng)中，功耗很小， CC4011的邏輯功能和管腳圖順序（如圖1）。
3.2CD4027 雙J-K觸發(fā)器
CD4027是包含了2個(gè)相互獨(dú)立的、互補(bǔ)對(duì)稱的J-K主從觸發(fā)器的單片集成電路（圖3）。每個(gè)觸發(fā)器分別提供了J、K置位、復(fù)位和時(shí)鐘輸入信號(hào)及經(jīng)過緩沖的Q和Q反輸出信號(hào)，輸入輸出引出端排列與CC4013雙D型觸發(fā)器相似。CC4027可用于性能控制、寄存器和觸發(fā)器等電路。加在J、K輸入端的邏輯電平通過內(nèi)部自行調(diào)整來控制每個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)，在時(shí)鐘脈沖上升沿改變觸發(fā)器狀態(tài)，置位和復(fù)位功能與時(shí)鐘無關(guān)，均為高電平有效。
4 調(diào)整器工作原理（相序監(jiān)視電路、控制電路）
4.1相序監(jiān)視電路
該三相電相序監(jiān)視器由相序檢測(cè)電路、觸發(fā)控制電路和LED顯示電路組成（圖4）。
相序檢測(cè)電路由整流二極管，電阻器、穩(wěn)壓管組成；觸發(fā)控制電路由四與非門集成電路構(gòu)成；LED顯示電路又四與非門集成電路中的非門D4、發(fā)光二極管、晶體管、電阻器構(gòu)成。
在三相交流電相序正確時(shí)，非門D4輸出脈沖寬度約3mm的負(fù)矩形波脈沖信號(hào)，使晶體管導(dǎo)通，綠色發(fā)光二極管點(diǎn)亮；若三相交流電相序錯(cuò)誤，則D4輸出高電平，使紅色發(fā)光二極管點(diǎn)亮，而晶體管截止，綠發(fā)光二極管不亮，從而保證該裝置按照正確相序安裝。
4.2相序調(diào)整調(diào)整器控制電路
該電路由電源電路、相序檢測(cè)電路、控制電路構(gòu)成。電源電路由電源變壓器、整流橋堆、電阻器、穩(wěn)壓二極管、濾波電容組成；相序檢測(cè)電路由整流二極管、限流電阻器、穩(wěn)壓二極管、六非門施密特觸發(fā)器構(gòu)成；控制電路由雙JK主從觸發(fā)器集成電路、電阻器、晶體管、二極管、繼電器、交流接觸器構(gòu)成。
工作時(shí)，接通電源，通過電源電路降壓整流、穩(wěn)壓后為集成模塊以及直流繼電器提供+12V工作電壓。三相交流電壓分別經(jīng)過整流二極管整流，電阻器限流，穩(wěn)壓管消波限幅以及六非門施密特觸發(fā)器集成電路反向整形、變換為交流電負(fù)半周對(duì)應(yīng)的方脈沖信號(hào)，分別加至雙JK主從觸發(fā)器集成電路的J、CP、K端。
當(dāng)輸入三相交流電相序?yàn)檎嘈驎r(shí)，經(jīng)施密特觸發(fā)器整形后的方波信號(hào)便依次滯后120度相位角，在雙JK主從觸發(fā)器集成電路的CP端輸入脈沖的上沿到來時(shí)，J端為高電平，K端為低電平，Q端輸出高電平，晶體管飽和導(dǎo)通，直流繼電器吸合，常開觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開，接觸器KM1動(dòng)作，三相交流電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)輸入三相交流電的相序?yàn)槟嫦嘈驎r(shí)。無論怎樣的逆相序，雙JK主從觸發(fā)器集成電路的Q端均輸出低電平，晶體管無法導(dǎo)通，直流繼電器處于釋放狀態(tài)，其常開斷開KM1控制電路，常閉接通KM2控制電路，經(jīng)過KM2倒相序，保證三相交流電動(dòng)機(jī)仍按正方向旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到三相交流電動(dòng)機(jī)恒轉(zhuǎn)向的控制（圖5所示）。
5 實(shí)施效果：
抽油設(shè)備絕大部分散布在野外，這是由油田的工作特性決定的，由于自然環(huán)境的惡劣、施工時(shí)動(dòng)力電纜誤損傷、更換電氣設(shè)備、雷擊、雨雪損害等一系列因素，造成三相電源相序常常產(chǎn)生變化，一旦相序連接錯(cuò)誤，又沒有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，很容易造成抽油機(jī)減速箱齒輪損壞，縮短抽油機(jī)減速箱使用壽命，曲柄銷子退扣脫出造成抽油機(jī)翻機(jī)事故。
采用相序調(diào)整器對(duì)三相交流電動(dòng)機(jī)控制電路進(jìn)行改造，保證了電機(jī)的恒轉(zhuǎn)向運(yùn)轉(zhuǎn)，大大增強(qiáng)了抽油機(jī)的生產(chǎn)安全性，減輕了現(xiàn)場(chǎng)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，具有經(jīng)濟(jì)、社會(huì)雙重效益，應(yīng)用前景廣闊。
6 結(jié)束語：
創(chuàng)新永無止境，作為一名工人，我唯有不斷努力工作、不斷努力創(chuàng)新來回報(bào)企業(yè)，為企業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)！
篇4
引言
隨著社會(huì)的發(fā)展，在當(dāng) 今的自動(dòng)化控制與應(yīng)用中，PLC與變頻器正日益得到普及，在以往傳統(tǒng)的控制方式中一般采用這樣的控制方式，即把PLC的數(shù)字量輸出點(diǎn)接到變頻器的輸入點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)變頻器的啟/?？刂?，把PLC的模擬量輸出點(diǎn)接到變頻器的模擬量輸入點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)變頻器的速度調(diào)節(jié)。這種控制方案占用了PLC寶貴的硬件資源，有時(shí)還需要配置昂貴的模擬量模塊，成本較高。隨著PLC及變頻器通訊功能的日益增強(qiáng)，考慮使用兩者通訊來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的速度控制，想必是一較為經(jīng)濟(jì)的控制方案。西門子S7系列PLC作為控制系統(tǒng)的核心，可提供強(qiáng)大的控制、網(wǎng)絡(luò)和組態(tài)功能，同時(shí)強(qiáng)大的擴(kuò)展能力和廣泛的通訊能力，容易實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，再結(jié)合西門子s7編程軟件和1NTOUCH組態(tài)軟件使得西門子S7系列PLC成為中型、大型自動(dòng)控制領(lǐng)域的理想產(chǎn)品。
一、直流電動(dòng)機(jī)與交流電動(dòng)機(jī)控制在現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中的優(yōu)缺點(diǎn)
變頻調(diào)速技術(shù)是一種以改變交流電動(dòng)機(jī)的供電頻率采達(dá)到交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速目的的技術(shù)。從大范圍來分，電動(dòng)機(jī)分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)兩種。直流電動(dòng)機(jī)與交流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合都比較廣，兩者工作的基本原理相同，都是電磁感應(yīng)定律，且兩者都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。分析一下，直流電動(dòng)機(jī)或者說是直流電機(jī)有其工作時(shí)的缺點(diǎn)很重要的一個(gè)原因大概就是因?yàn)閾Q向器，這也是決定直流電機(jī)與交流電機(jī)工作方式不同的最主要原因。并且如果采用直流電源，直流電源的滑環(huán)和碳刷都要經(jīng)常拆換，所以比較浪費(fèi)時(shí)間，再加上成本高，換向困難，容量受到限制，不能做的很大，給人們帶來很多的麻煩。變頻調(diào)速器最為典型的應(yīng)用時(shí)電機(jī)傳動(dòng)調(diào)速，電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)以其優(yōu)異的調(diào)速和啟動(dòng)、制動(dòng)性能，高效率、高功率因數(shù)，顯著的節(jié)電效果，進(jìn)而可以改善工藝流程，提高產(chǎn)量質(zhì)量，改善工作環(huán)境，推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，以及廣泛的適用范圍等許多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速技術(shù)。
二、交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)
交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)就是要用半導(dǎo)體電力電子器件構(gòu)成的變頻器，把交流電變成頻率可以調(diào)控的交流電，這就可以供給交流電動(dòng)機(jī)，這種變頻調(diào)速技術(shù)是用來改變交流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。如果按照變換環(huán)節(jié)可以將交流電動(dòng)機(jī)分為兩大類：一類是交-直-交變頻器，一類是交-交變頻器。所以變頻器利用根據(jù)這個(gè)變頻的原理可以分為直接變頻和間接變頻。變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用一般有兩種：一類是用于各種靜止電源；另一類是用于電機(jī)傳動(dòng)調(diào)速變頻調(diào)速器。其中最典型的應(yīng)用時(shí)電機(jī)傳動(dòng)調(diào)速，電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)因?yàn)閱?dòng)和調(diào)速快、制動(dòng)性能，高效率、高功率因數(shù)，還有顯著的節(jié)電效果，這就可以改善工作環(huán)境，提高產(chǎn)量質(zhì)量，改善工藝流程，極大的推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，現(xiàn)在已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外認(rèn)為最有發(fā)展?jié)摿Φ恼{(diào)速技術(shù)。所以，只要我們共同的努力，不斷的完善交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)，這種技術(shù)得到更大的發(fā)展。
西門子調(diào)速裝置在現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
近年來隨著世界電子技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，特別是微處理器和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展使可編程控制器的性能和功能有了很大的提高。PLC是一種以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的，專為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算控制裝置，具有功能齊全、使用靈活方便、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)及易于維護(hù)維修等優(yōu)點(diǎn)。
1、PLC的選型
PLC選型方式靈活，根據(jù)控制對(duì)象和控制任務(wù)的不同，我們可以選擇不同型號(hào)的PLC及其模板類型和數(shù)量。首先我們根據(jù)具體的控制任務(wù)決定出需要采集和控制的點(diǎn)數(shù)， 即D1／DO點(diǎn)數(shù)和AI／A0點(diǎn)數(shù)，然后像搭積木一樣搭出所需PLC的模板配置及其模板的數(shù)量。一般來說：點(diǎn)數(shù)在100點(diǎn)以下，選用s7—200系列；點(diǎn)數(shù)在1 000點(diǎn)以下，選用S7—300系列；點(diǎn)數(shù)在l 000點(diǎn)以上，選用S7—400系列；模板的數(shù)量等于點(diǎn)數(shù)除以單個(gè)模板的通道數(shù)。
2、西門子S400系列PLC和施耐德ATV-71變頻器的通訊
(1)ATV-71變頻器與西門子S400系列PLC的系統(tǒng)組態(tài)，如下圖所示：
(2)通訊網(wǎng)絡(luò)
PLC與變頻器的通訊采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線。PROFIBUS-DP是目前工控系統(tǒng)中最成功的現(xiàn)場(chǎng)總線之一，得到了廣泛的應(yīng)用。它是不依賴于生產(chǎn)廠家的、開放式的現(xiàn)場(chǎng)總線，各種各樣的自動(dòng)化設(shè)備均可通過同樣的接口協(xié)議進(jìn)行信息的交換。PROFIBUS-DP(Distributed I/O System-分布式I/O系統(tǒng))是一種經(jīng)過優(yōu)化的模塊，有較高的數(shù)據(jù)傳輸率，適用于系統(tǒng)和外部設(shè)備之間的通信，遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)尤為合適。它允許高速度周期性的小批量數(shù)據(jù)通信，適用于對(duì)時(shí)間要求苛刻的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)可使許多現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(如PLC、智能變送器、變頻器)在同一總線進(jìn)行雙向多信息數(shù)字通訊，因此可方便地使用不同廠家生產(chǎn)的控制測(cè)量系統(tǒng)相互連接成通訊網(wǎng)絡(luò)。
3、PLC編程示例
PLC與變頻器之間采用從方式進(jìn)行通訊，PLC為主機(jī)，變頻器為從機(jī)。1個(gè)網(wǎng)絡(luò)中只有一臺(tái)卞機(jī)，卞機(jī)通過站號(hào)區(qū)分不同的從機(jī)。它們采用半雙工雙向通訊，從機(jī)只有在收到卞機(jī)的讀寫命令后才發(fā)送數(shù)據(jù)。PLC控制軟件編程上采用模塊式結(jié)構(gòu)，各種功能的程序模塊通過程序有機(jī)地結(jié)合起來，使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
(1) PLC在第一次掃描時(shí)執(zhí)行初始化子程序，對(duì)端口及RCV指令進(jìn)行初始化。為了增加程序的可靠性，在初始化完成后，如果檢測(cè)到端口空閑時(shí)則運(yùn)行RCV指令使端口處十接受狀態(tài)初始化子程序如下:
Network 1//網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題檢測(cè)端口空閑可編在主程序中
//設(shè)定端口屬性
LDSM0.0
MOVB73,SMB 30
Network 2
//接收信息狀態(tài)
LDSM0.0
MOVB102,SMB 87
Network 3
LD SM0. 0
MOVB16#02，SMB88
MOVB50,SMB92
MOVB50,SMB94
R SM87.2,1
Network 4
LDSM0.0
ATCHINT1，23 / /連接口0接
收完成的中斷
Network 5
LDSMO.O
ATCHINTO.9//連接口0發(fā)送完成的中斷
完成的中斷
Network 6
LD SM0 0
ENI//中斷允許
Network 7
LD SM0.0
篇5
現(xiàn)如今，機(jī)械設(shè)備的技術(shù)含量已經(jīng)遠(yuǎn)高于改革開放前，愈來愈多的高科技機(jī)械產(chǎn)品慢慢的走進(jìn)國(guó)民的日常工作、生活中。在工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中，交流電動(dòng)機(jī)一直是重要的動(dòng)力輸出裝置。電動(dòng)機(jī)的能源消耗尤其是對(duì)電能的消耗大約站到發(fā)電總量的一半以上。另一點(diǎn)方面是，其中有70%左右的電動(dòng)機(jī)是在變負(fù)荷的工況下運(yùn)行的。在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)實(shí)際使用中，調(diào)速是節(jié)約電機(jī)使用能量的的有效方法，節(jié)約的電能效率乃至達(dá)到五分之一甚至更多。所以，為了符合可持續(xù)發(fā)展觀的要求，提生交流電機(jī)的社會(huì)利用價(jià)值，使其在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)和銷售中獲得更高的優(yōu)勢(shì)地位以及認(rèn)可。其中一個(gè)重要的手段就是完善交流電機(jī)的調(diào)速節(jié)能控制措施，只有這樣才有助于提升電機(jī)在使用過程中節(jié)能降耗的能力，使其應(yīng)用價(jià)值得到大大的提升。
2 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的理論基礎(chǔ)
由上可知，實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電機(jī)的速度控制的過程就是通過各種技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)上述3個(gè)主要參數(shù)進(jìn)行改變的過程，改過可以使對(duì)單個(gè)參數(shù)的改變，也可以是對(duì)多個(gè)參數(shù)的共同控制。
2.1 變極調(diào)速原理
變極調(diào)速顧名思義是指通過改變電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)p實(shí)現(xiàn)調(diào)速的方方式。實(shí)現(xiàn)步驟如下：首先改變繞組的連接方式，其中，一般來講只需更改兩個(gè)半相繞組之中的任何一個(gè)半相繞組的電流流向，就能夠?qū)崿F(xiàn)磁極對(duì)數(shù)P減少或增加一倍，從而實(shí)現(xiàn)兩種，乃至多種的轉(zhuǎn)速分級(jí)調(diào)速方式。
2.2 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速原理
此方式是可通過改變電動(dòng)機(jī)的某些參數(shù)來控制S值得方式實(shí)現(xiàn)調(diào)速，其具體內(nèi)容主要又可以分為：
（1）轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速。
（2）改變輸人電壓調(diào)速。
（3）串級(jí)調(diào)速。
2.3 變頻調(diào)速原理
此方式需要在控制系統(tǒng)增加一個(gè)特有的變頻器來實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)或控制，通過對(duì)變頻器參數(shù)的設(shè)置來改變加在定子繞組兩端的電壓和頻率，從而達(dá)到使轉(zhuǎn)速沿平滑的曲線進(jìn)行變動(dòng)，這樣也可以使電機(jī)獲得較高的運(yùn)行效率。
3 調(diào)速節(jié)能原理
當(dāng)今，風(fēng)機(jī)和泵類的設(shè)備的使用逐漸廣泛，該類電動(dòng)機(jī)對(duì)電能的消耗量非常大，降低其耗電量的有效的途徑就是利用調(diào)速節(jié)能。由于風(fēng)機(jī)、泵等壓縮機(jī)的流量與轉(zhuǎn)速成正比，同時(shí)，消耗的功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，所以要求流量降低一半時(shí)，可使轉(zhuǎn)速降低一半，既可以實(shí)現(xiàn)功耗只有原來的八分之一。
4 節(jié)能措施分析
在交流電機(jī)實(shí)際的使用過程中，工作技術(shù)人員要注意大型機(jī)械設(shè)備所裝備的交流電機(jī)的基本原理是：將生產(chǎn)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并且輸出做功的一種機(jī)械設(shè)備，電動(dòng)機(jī)正是因?yàn)槟芡瓿蛇@種能量之間的轉(zhuǎn)變，所以自身擁有著很強(qiáng)的利用價(jià)值。對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)來講，節(jié)能控制的基本思想就是能及時(shí)的實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，并且滿足工業(yè)過程中對(duì)轉(zhuǎn)速的要求。交流電動(dòng)機(jī)在使用過程中要依據(jù)實(shí)際工況的不同來制定相應(yīng)的節(jié)能速度控制措施，要結(jié)合載荷的性質(zhì)，避免運(yùn)行中產(chǎn)生由于對(duì)控制技術(shù)知識(shí)的欠缺而出現(xiàn)的誤差。同時(shí)，也可以選擇在轉(zhuǎn)子回路中串接電阻的方式。節(jié)能調(diào)速基本過程以及在變壓、變頻調(diào)速節(jié)能等方面進(jìn)行的研究，就存在的問題，完成對(duì)交流電機(jī)實(shí)際利用中節(jié)能措施的選定。
對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制的方式粗略的可以分為兩類：恒速控制和變速控制。恒速控制，要求將電機(jī)轉(zhuǎn)速的工作點(diǎn)盡量控制在額定值上下。這樣的控制系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)載荷的跳動(dòng)，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速將產(chǎn)生影響的情況下，無論采用的是何種調(diào)速方式，都可以在該調(diào)速的方式特性中最大的減少能源消耗，在此基礎(chǔ)上也可以保證發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的最佳性能。變速控制就是，在運(yùn)行條件要求或工況參數(shù)控制要求，需要交流電機(jī)改變轉(zhuǎn)速的時(shí)候，可以經(jīng)過速度控制系統(tǒng)使用它的調(diào)速方式及時(shí)的調(diào)整轉(zhuǎn)速，確保實(shí)際工作要求的基礎(chǔ)上減少能耗。例如：城市居民使用的的恒壓供水系統(tǒng)，往往居民對(duì)水的使用量會(huì)分為：用水高峰和低谷。水利單位為了使水壓基本恒定，就會(huì)選擇供水管線的壓力為被控參數(shù)，通過控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)電機(jī)帶動(dòng)的水泵的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)水壓的穩(wěn)定控制：在供水低谷時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也會(huì)根據(jù)此原理降低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約，減少了能源消耗。
5 結(jié)束語
綜上所述，交流電動(dòng)機(jī)也將會(huì)隨著社會(huì)科技的發(fā)展不斷而得到完善，其控制方式也將由粗放型向精細(xì)型方向轉(zhuǎn)變。在交流電動(dòng)機(jī)的使用中，要提高技術(shù)人員的環(huán)保節(jié)約意識(shí)，這改善調(diào)速節(jié)能的控制方式有重要的意義。對(duì)于我們相關(guān)工作者來講，要加強(qiáng)對(duì)該方面的理論研究，這有利于提高電動(dòng)機(jī)的節(jié)能的效益、提升交流電動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益有重大的幫助。
參考文獻(xiàn)
篇6
變頻器技術(shù)自應(yīng)用以來，便作為交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速、節(jié)能的重要設(shè)備得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，有利于交流電動(dòng)機(jī)在運(yùn)作過程中節(jié)約能源、降低耗材、改善工藝、改善生產(chǎn)環(huán)境與提高生產(chǎn)質(zhì)量等。目前，我國(guó)現(xiàn)有變頻器節(jié)能技術(shù)改善了傳統(tǒng)的變極調(diào)速、直流調(diào)速等交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)，提高了交流電動(dòng)機(jī)的高效率、高功率運(yùn)行，促進(jìn)變頻器在節(jié)能方面的發(fā)展與應(yīng)用，成為現(xiàn)代化最為合適的設(shè)備調(diào)速方案[1]。
1 變頻器的節(jié)能技術(shù)原理
變頻器技術(shù)是一項(xiàng)具有較強(qiáng)綜合性的技術(shù)，結(jié)合了變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過控制電動(dòng)機(jī)電源頻率的工作方式實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械設(shè)備的控制。變頻技術(shù)包括電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等，在確保電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的同時(shí)，有效控制電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)加速與減速運(yùn)行，從而提高電動(dòng)機(jī)的工作效率，降低能源的消耗。此外，變頻器技術(shù)還具有較強(qiáng)的過流、過壓等保護(hù)功能，根據(jù)實(shí)際需求不同主要將變頻器節(jié)能技術(shù)分為軟啟動(dòng)節(jié)能方式與變頻節(jié)能方式。
1.1 變頻器軟啟動(dòng)節(jié)能方式
通常情況下電動(dòng)機(jī)都是采用直接啟動(dòng)方式、Y/D啟動(dòng)或者全壓?jiǎn)?dòng)方式，啟動(dòng)的電流高于額定電流的三到六倍，增加了電網(wǎng)的容量需求量，使啟動(dòng)時(shí)會(huì)有較大的電流損耗，增加了線路的功率損耗，使電動(dòng)機(jī)設(shè)備與供電電網(wǎng)受到嚴(yán)重的沖擊，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)自身線路受損，造成電壓不穩(wěn)影響線路中其他設(shè)備的正常運(yùn)行。同時(shí)也影響了電動(dòng)機(jī)的使用壽命。為了有效避免這一現(xiàn)象的發(fā)生導(dǎo)致的電容增加、能源浪費(fèi)的現(xiàn)象，可以有效運(yùn)用變頻器軟啟動(dòng)節(jié)能方式，將啟動(dòng)電流從零開始逐漸升到額定電流值，確保電流在上升的過程中最大電流值也不會(huì)高于額定電流值，從而降低了功率損耗，減輕了啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊與對(duì)供電電容的需求，達(dá)到節(jié)能的目的，同時(shí)也延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命[2]。
1.2 變頻節(jié)能方式
在實(shí)際生產(chǎn)中如果出現(xiàn)設(shè)備容量使用不當(dāng)，就會(huì)出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象，造成能量的浪費(fèi)。因此，使用變頻節(jié)能方式可以有效避免大馬拉小車的現(xiàn)象，有效降低能量的消耗，達(dá)到節(jié)能的目的。
根據(jù)物理學(xué)知識(shí)，我們可以知道功率、壓力與流量三者之間的關(guān)系，即壓力*流量=功率，壓力與流量成反比，流量與功率成正比，而轉(zhuǎn)速與流量、壓力、功率三者成正比。當(dāng)壓力一定時(shí)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速下降，輸出功率也會(huì)下降，也就是電動(dòng)機(jī)損耗功率下降。例如一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的功率為55千瓦，將轉(zhuǎn)速調(diào)到原來轉(zhuǎn)速的五分之四時(shí)，其消耗電量是28千瓦每時(shí)，節(jié)省電率約為一半。將轉(zhuǎn)速調(diào)到原來轉(zhuǎn)速的一半時(shí)，其消耗電量為6千瓦每時(shí)，節(jié)省電率約為百分之九十[3]。
2 變頻器常用功能
2.1 變頻器過載保護(hù)功能
變頻器過載保護(hù)功能是用以確保電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中不被燒壞，即保護(hù)電動(dòng)機(jī)溫升在額定范圍內(nèi)。電動(dòng)機(jī)在處于低頻率運(yùn)行時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)散熱能力較差出現(xiàn)嚴(yán)重的發(fā)熱現(xiàn)象，致使電動(dòng)機(jī)溫升超過額定值。通過運(yùn)用變頻器過載保護(hù)功能，可以確保電動(dòng)機(jī)在不同頻率運(yùn)行狀態(tài)下具有不同的保護(hù)功能，當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于低頻率運(yùn)行時(shí)，有效縮短允許連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間，從而起到保護(hù)電動(dòng)機(jī)的作用。
2.2 變頻器升速功能
電動(dòng)機(jī)升速過程是指從一種穩(wěn)定狀態(tài)到另一種穩(wěn)定狀態(tài)的過渡過程，通常在確保電流值不超過額定電流時(shí)，盡量縮短控制升速時(shí)間。變頻器不僅具有升速、降速功能的設(shè)定，還可以通過對(duì)升速方式的預(yù)置來對(duì)不同時(shí)段的加速度極性控制的功能。在實(shí)際中經(jīng)常運(yùn)用的變頻器升速方式主要有三種：半S形方式、S形方式以及頻率與時(shí)間成線性關(guān)系。在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)環(huán)境情況選擇變頻器升速方式。例如常見的電梯，如果電梯在運(yùn)行時(shí)升速或者降速速度過快，就會(huì)使人感覺不舒服，因此可采用變頻器s形調(diào)速方式[4]。
3 變頻器節(jié)能應(yīng)用
目前，變頻器節(jié)能技術(shù)主要應(yīng)用在我國(guó)風(fēng)機(jī)類設(shè)備以及泵類設(shè)備的變頻調(diào)速技術(shù)，有效降低了能源的消耗，實(shí)現(xiàn)了安全、高效生產(chǎn)的目的。變頻器節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用成為我國(guó)重點(diǎn)的節(jié)能推廣技術(shù)，得到國(guó)家的大力支持與推廣。經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐應(yīng)用證明，變頻器節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在我國(guó)的風(fēng)機(jī)類設(shè)備以及泵類設(shè)備中的變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)控制，能夠有效降低能源的消耗，達(dá)到節(jié)約能源的效果。因此，變頻器節(jié)能技術(shù)成為現(xiàn)代生產(chǎn)中最為合理、經(jīng)濟(jì)的一種設(shè)備變頻調(diào)速控制技術(shù)。
隨著變頻器節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用越來越嫻熟，交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)逐漸應(yīng)用到數(shù)據(jù)機(jī)床、泵類、空調(diào)器、風(fēng)機(jī)等行業(yè)當(dāng)中。目前，在我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)的礦井提升機(jī)與采煤機(jī)等設(shè)備中也開始逐漸推廣應(yīng)用，有效節(jié)約煤炭企業(yè)的電力能源，提升煤礦機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化應(yīng)用程度，從而提高煤炭生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量，為煤炭企業(yè)的安全生產(chǎn)運(yùn)行起到了良好的促進(jìn)作用[5]。
4 結(jié)束語
變頻器節(jié)能技術(shù)在電動(dòng)機(jī)設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，提高了生產(chǎn)質(zhì)量，降低了能量的消耗，達(dá)到節(jié)約能源的目的。變頻器節(jié)能技術(shù)有效提升了電動(dòng)機(jī)設(shè)備的使用效率，減少企業(yè)對(duì)設(shè)備的開支、提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，也進(jìn)一步提高了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)我國(guó)能源節(jié)約事業(yè)的發(fā)展具有重要的作用。
參考文獻(xiàn)
[1]張向東，鐘媛媛，徐甫榮.變頻器PID功能在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].電站設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)，2009，24（3）：23-24.
[2]黃夢(mèng)濤，王希娟，馮景曉.基于功率因數(shù)的通用變頻器節(jié)能技術(shù)原理及實(shí)際應(yīng)用[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2009，26（2）：156-157.
篇7
1 工作原理
1.1 下煙器的工作原理
煙支由煙支輸送系統(tǒng)進(jìn)入煙庫后，在回轉(zhuǎn)輪及左右煙支分離器作用下，均勻地向煙庫下方三個(gè)并列的下煙道分流。煙庫后面的有機(jī)玻璃拍煙板由于擺桿的帶動(dòng)而緩慢向后往復(fù)擺動(dòng)，對(duì)下落煙支輕微拍打，幫煙支理齊和下落。下煙料斗是由23塊上寬下窄的導(dǎo)煙板分三組而組成。每塊導(dǎo)煙板上各有一左、右往返轉(zhuǎn)動(dòng)的六角形攪動(dòng)輥，由于攪動(dòng)作用，煙支順利進(jìn)入下煙槽，靠重力落到推煙板前方，完成煙支下落過程。
回轉(zhuǎn)輪、拍煙板和攪動(dòng)輥是由抖動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量和機(jī)車正常運(yùn)轉(zhuǎn)，要求抖動(dòng)電機(jī)的速度與機(jī)車速度相配匹，如電機(jī)速度過快，易造成煙支空虛，如電機(jī)速度過慢，煙支供不上將造成停機(jī)。原機(jī)車抖動(dòng)電機(jī)采用直流電機(jī)控制，很好地實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。
1.2直流電機(jī)控制原理
直流電機(jī)的起停由GD主程序控制。脈沖串表示來自上位機(jī)，直接用于電機(jī)速度控制信號(hào)。測(cè)速電機(jī)將速度信號(hào)反饋給伺服控制板，通過比較實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。伺服控制板將電機(jī)工作狀態(tài)直接反饋給主控柜。
2 問題分析
2.1 車間卷煙包裝設(shè)備現(xiàn)狀
隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，一些較早使用的機(jī)車，煙庫下煙器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)故障率高，到了需要更換的時(shí)間，而直流電機(jī)控制系統(tǒng)備件費(fèi)用較高，工廠決定尋找一種價(jià)格低、性能相同的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)來代替原控制系統(tǒng)。
2.2 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的不足
2.2.1 永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)易燒毀。該電動(dòng)機(jī)是水平方向安裝，當(dāng)油密封圈老化時(shí)，下煙器減箱速內(nèi)的液體油會(huì)沿電動(dòng)機(jī)軸滲透密封圈進(jìn)入電動(dòng)絕緣漆機(jī)內(nèi)部，逐漸溶解電動(dòng)機(jī)定子繞組上的絕緣漆，達(dá)到一定程度時(shí)，絕緣漆被擊穿，定子繞組間發(fā)生短路而使電動(dòng)機(jī)燒毀。
2.2.2 （A456）易損壞。作為伺服電動(dòng)機(jī)的核心器件，工作原理復(fù)雜，元器件多，故障率高，4層板結(jié)構(gòu)，故障很難排除。另外，伺服控制實(shí)時(shí)性較差，當(dāng)電動(dòng)機(jī)因繞組間絕緣強(qiáng)度降低或其他原因而發(fā)生過流時(shí)，該伺服系統(tǒng)不能及時(shí)做出反應(yīng)，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)被燒壞，伺服板也同時(shí)損壞。
2.2.3 直流電動(dòng)機(jī)要定期清潔換向器，而且需要更換碳刷。這既增加了維護(hù)工作，又降低了生產(chǎn)效率。
2.2.4 原裝電動(dòng)機(jī)及伺服板價(jià)格貴，供貨周期長(zhǎng)，不利于設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)。
針對(duì)原系統(tǒng)存在的以上問題，考慮采用交流變頻系統(tǒng)來取代，以克服原系統(tǒng)的不足。
3 改進(jìn)方案
直流電機(jī)調(diào)速性能良好，但隨著變頻技術(shù)的日益發(fā)展，交流電機(jī)電機(jī)調(diào)速性能不斷完善，其調(diào)速性能可與直流調(diào)速性能相媲美，現(xiàn)變頻調(diào)速應(yīng)用各領(lǐng)域。交流電動(dòng)機(jī)的價(jià)格遠(yuǎn)低于直流電動(dòng)機(jī)，故障率低，維修簡(jiǎn)單，使用場(chǎng)合沒有限制，單機(jī)容量遠(yuǎn)大于直流電動(dòng)機(jī)，為此決定選用交流電機(jī)代替直流電機(jī)。
3.1 交流電機(jī)控制原理
3.3.1 交流電動(dòng)機(jī)的起停由GD主程序控制。
3.3.2 脈沖串表示來自上位機(jī)，經(jīng)過頻壓轉(zhuǎn)換模塊，將頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)送到變頻器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的控制。
上位機(jī)將模擬轉(zhuǎn)換板N2―4點(diǎn)輸出的速度控制脈沖信號(hào)，通過光藕隔離，轉(zhuǎn)換成幅度為15 V的矩形波，經(jīng)頻壓轉(zhuǎn)換模塊專用電路緩沖、整形、放大、轉(zhuǎn)換后，輸出-10～10 V的直流電壓信號(hào)。該信號(hào)送到變頻器，從而控制交流電動(dòng)機(jī)按上位機(jī)給定速度同步運(yùn)動(dòng)。該電壓在0～10 V之間變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)會(huì)在0～1 500 r/min內(nèi)作線性同步運(yùn)動(dòng)。如果電動(dòng)機(jī)速度不能與上位機(jī)匹配，可通過變頻器的速度參數(shù)和GD包裝機(jī)OPC控制平臺(tái)進(jìn)行小范圍調(diào)整， 直到電動(dòng)機(jī)速度與上位機(jī)匹配為止。
3.1.3 變頻器自身具有診斷功能，將自診斷信號(hào)返回給上位機(jī)。
3.2 三相交流電機(jī)、變頻器的選用
選用三相異步交流電機(jī)：型號(hào)為YSJ7124，功率為370W。變頻器選用西門子的MICROMASTER 440， 功率為0.75KW。
3.3 設(shè)計(jì)加工交流電機(jī)法蘭盤
根據(jù)選型的三相交流電機(jī)固定底座和原直流電機(jī)的安裝位置進(jìn)行測(cè)繪，設(shè)計(jì)并加工固定件法蘭盤。
4 具體實(shí)施
4.1 安裝過程
4.1.1 拆下原直流電機(jī)及安裝盤，并卸下直流電機(jī)聯(lián)軸器裝在交流電機(jī)上，將加工好的法蘭盤固定在箱體上，再將電機(jī)與法蘭盤固定。
4.1.2 在電控柜內(nèi)適當(dāng)位置打孔攻絲， 固定變頻器支架，然后把變頻器裝在該支架上。
4.1.3 安裝頻壓轉(zhuǎn)換模塊、起停繼電器和空氣開關(guān)，安裝在變頻器的安裝支架上。
4.1.4 連接線纜。
連接電動(dòng)機(jī)和變頻器。將電動(dòng)機(jī)動(dòng)力電纜（UVW）鋪設(shè)到電控柜里，與變頻器的相應(yīng)接口相連。
連接變頻器的控制端線路。將上位機(jī)模擬板的脈沖信號(hào)接到頻壓模塊的輸入端，再將其輸出端連接到變頻器控制端子的模擬輸入端。將上位機(jī)輸出板控制電動(dòng)機(jī)的起停信號(hào)線連接到起停繼電器的線圈端，選取繼電器的一組常開點(diǎn)連接到變頻器控制端的起停端子上。將變頻器的自診斷信號(hào)端連接到上位機(jī)輸入板。
4.1.5 給變頻器接動(dòng)力電源。從電控柜中引三相電源經(jīng)三相空氣開關(guān)接到變頻器的電源輸人端。
4.1.6 把變頻器的地線接到電控柜中的地線排上。
4.2 設(shè)備啟動(dòng)運(yùn)行
GD機(jī)加電，開機(jī)啟動(dòng)，即可正常工作。工作過程如下：下煙庫抖動(dòng)電動(dòng)機(jī)隨主機(jī)做同步運(yùn)動(dòng)，當(dāng)上位機(jī)起動(dòng)信號(hào)發(fā)出后，同時(shí)輸出對(duì)此電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)信號(hào)，經(jīng)起停繼電器電路送給變頻器的起動(dòng)控制端。該電動(dòng)機(jī)要與主機(jī)速度跟隨，以供應(yīng)主機(jī)煙支，由主機(jī)輸出速度脈沖信號(hào)，經(jīng)頻壓轉(zhuǎn)換電路將頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，送給變頻器的模擬輸入信號(hào)，通過變頻處理輸出，從而控制該交流電動(dòng)機(jī)。當(dāng)變頻器或電動(dòng)機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，將故障信號(hào)送給上位機(jī)處理。
5 改進(jìn)后系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
5.1高可靠性。系統(tǒng)采用交流電動(dòng)機(jī)，沒有以前直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械式換向器和碳刷結(jié)構(gòu)， 工作可靠性更高。
5.2改進(jìn)成本低。永磁直流伺服系統(tǒng)成本53816元，改進(jìn)后的交流變頻拖動(dòng)系統(tǒng)成本11300元。
5.3可維護(hù)性好。電動(dòng)機(jī)是無刷結(jié)構(gòu)，不需要像直流電動(dòng)機(jī)那樣定期維護(hù)換向器和更換碳刷。
5.4電動(dòng)機(jī)壽命延長(zhǎng)。
5.5完善的保護(hù)功能。具有自診斷、過流、過壓、過載、堵轉(zhuǎn)、超速、連線錯(cuò)誤、設(shè)置錯(cuò)誤等完善的系統(tǒng)實(shí)時(shí)保護(hù)功能。
6 改進(jìn)后的效果
在車間12臺(tái)設(shè)備上對(duì)煙庫下煙器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作了改進(jìn)之后， 使用了近三年， 系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。在近三年內(nèi)系統(tǒng)幾乎沒有做過任何維護(hù)保養(yǎng)，而且沒有發(fā)生過電動(dòng)機(jī)損壞的事故， 有效地提高了設(shè)備作業(yè)率， 降低了維修工作量。
參考文獻(xiàn)
篇8
1 動(dòng)車組交流傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成
在全世界范圍內(nèi)，各國(guó)高鐵及動(dòng)車組的牽引控制系統(tǒng)都采用交流方式進(jìn)行動(dòng)力的傳送。其構(gòu)造部件如下：
1.1 交流牽引電機(jī)
鐵路列車和動(dòng)車組系統(tǒng)中多使用三相交流電機(jī)。三相交流電機(jī)是異步交流電機(jī)的一種，它的構(gòu)造最為簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)速極高，黏著性好，牽引力強(qiáng)，具有較好的制動(dòng)性，是同步直流電機(jī)所不可比擬的。目前各個(gè)國(guó)家還在進(jìn)一步提高交流電動(dòng)機(jī)的性能和技術(shù)研發(fā)水準(zhǔn)，我國(guó)也在不斷加大研發(fā)力度，以求開創(chuàng)交流電機(jī)在我國(guó)應(yīng)用的新局面。
1.2 變流裝置
在工業(yè)領(lǐng)域，三相交流電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，高鐵和動(dòng)車組上就是用三相交流電機(jī)作為機(jī)車的牽引裝置。為了配合三相交流電機(jī)的使用，最大程度的發(fā)揮牽引效能，就需要配備專門的交流裝置。這種裝置結(jié)構(gòu)較為繁復(fù)，所需功率極大，是專門應(yīng)用于鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的，它的作用就是將原有的單向交流電轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)需要的三相交流電。其特點(diǎn)具體歸納如下：（1）與直流電相比，交流電動(dòng)勢(shì)圖呈正弦波的趨勢(shì)，可有效減輕在變矩過程中電流諧波對(duì)轉(zhuǎn)矩的干擾。（2）承載力和適應(yīng)性強(qiáng)?？梢詰?yīng)對(duì)多種突發(fā)狀況，如電壓不穩(wěn)，車輪側(cè)滑等，保持電機(jī)牽引的穩(wěn)定和可靠性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)動(dòng)車車體運(yùn)行狀態(tài)在可控范圍。（3）操控特點(diǎn)不同于直流裝置，牽引效能的好壞受制于多種因素，如轉(zhuǎn)矩需要達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)才可啟動(dòng)等等。（4）變頻幅度大，可根據(jù)實(shí)際情況不同進(jìn)行頻率的隨時(shí)調(diào)整，最低點(diǎn)為0.4Hz，最高可達(dá)200Hz。在此過程中，變化的穩(wěn)定性高，不會(huì)產(chǎn)生較大的起伏。（5）動(dòng)車供電系統(tǒng)在供電時(shí)，輸出功率要盡可能平穩(wěn)，不要產(chǎn)生太大波動(dòng)，功率參數(shù)保持在1左右最好，以最大限度緩解對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的負(fù)面影響。（6）變流裝置的牽引效能較直流裝置好，對(duì)材料的浪費(fèi)率低，穩(wěn)定性高。（7）系統(tǒng)在檢測(cè)，調(diào)試，安裝和故障修理時(shí)更容易。（8）交流設(shè)備體積小巧，抗震性強(qiáng)，適用于動(dòng)車組的運(yùn)行環(huán)境。9）可進(jìn)行能量和動(dòng)力的雙向轉(zhuǎn)換。
2 交流傳動(dòng)技術(shù)在動(dòng)車運(yùn)行過程中的控制策略
2.1 交流傳動(dòng)控制策略
交流機(jī)車一般可分為兩類，其中單項(xiàng)工頻機(jī)車的控制系統(tǒng)多采用交-直-交的方式進(jìn)行電流的傳輸和控制。這種方式又包含兩種控制方法：網(wǎng)側(cè)變流器控制和電機(jī)側(cè)逆變器控制。
（1） 網(wǎng)側(cè)變流器控制。網(wǎng)側(cè)變流器是動(dòng)車組電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的主要部件，它的工作原理為通過調(diào)節(jié)變流器的輸出電壓來實(shí)現(xiàn)對(duì)電流大小的控制，是將交流電轉(zhuǎn)化為直流電的設(shè)備。相對(duì)其他變流器，其優(yōu)點(diǎn)是在列車運(yùn)行時(shí)可以有效減少電諧波對(duì)周邊所帶來的影響。另外，由于動(dòng)車組的順利運(yùn)行需要穩(wěn)定的電壓作為前提保障，網(wǎng)側(cè)變流控制器可以變交流電為直流電的特性正符合了動(dòng)車運(yùn)行時(shí)對(duì)電壓的要求。所以電機(jī)網(wǎng)側(cè)變流器適用于以單項(xiàng)交流電位主控制系統(tǒng)的動(dòng)車組，要根據(jù)需要合理配備網(wǎng)側(cè)變流器。（2）電機(jī)逆變器控制。電機(jī)側(cè)逆變器是將直流電轉(zhuǎn)化為交流電的電機(jī)設(shè)備，與變流器對(duì)電流的控制方向正好相反，分為正弦波逆變器和方波逆變器。動(dòng)車電機(jī)牽引設(shè)備中包含有異步牽引電機(jī)，其要和配套的電機(jī)逆變器結(jié)合使用。動(dòng)車的牽引控制具有特殊性，牽引系統(tǒng)是通過三相交流電的傳動(dòng)得以實(shí)現(xiàn)的。
2.2 交流異步電機(jī)控制技術(shù)
異步電動(dòng)機(jī)較傳統(tǒng)的交流電動(dòng)機(jī)而言更具有動(dòng)態(tài)性，它可以將交流電傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為直流電傳動(dòng)系統(tǒng)，易于操控，擴(kuò)大交流電系統(tǒng)的使用范圍。異步電動(dòng)機(jī)可通過調(diào)整電壓和電頻生成動(dòng)車組系統(tǒng)中的三相交流電。它通過調(diào)控定子電流和定子電壓使之發(fā)生變化，進(jìn)而改變轉(zhuǎn)子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩。現(xiàn)階段異步電機(jī)有如下幾種操控手段：（1）矢量控制方法，是將定子電流分解達(dá)到矢量變換的目的。（2）自適應(yīng)控制方法，能夠克服參數(shù)的變化自動(dòng)適應(yīng)電流的轉(zhuǎn)變。（3）直接轉(zhuǎn)矩控制方法。
3 交流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理及實(shí)際運(yùn)用
交流電動(dòng)機(jī)對(duì)于日常生活的意義十分重大，它覆蓋了工農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，科技國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域，尤其在與人們生活息息相關(guān)的家用電器領(lǐng)域，其應(yīng)用更為廣泛。交流電動(dòng)機(jī)包括同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)兩大類。同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速靠改變供電電壓的頻率來改變同步轉(zhuǎn)速。由于中間環(huán)節(jié)是直流電壓，在電壓型逆變器中電力半導(dǎo)體器件始終保持正向偏置，由于采用了晶閘管器件，就必須進(jìn)行某種形式的強(qiáng)迫換流。根據(jù)換流方式的不同，電壓型逆變器的種類很多，其中帶有輔助晶閘管單獨(dú)關(guān)斷的并聯(lián)逆變電路，即著名的麥克墨萊電路在機(jī)車傳動(dòng)中有一定的代表意義。麥?zhǔn)想娐肥墙柚o助晶閘管接通L、C振蕩換流電路，使導(dǎo)通的晶閘管中的負(fù)載電流降到零并承受一定時(shí)間的反向電壓的一種強(qiáng)迫換流電路。交流調(diào)速系統(tǒng)主要是針對(duì)異步電動(dòng)機(jī)而言，它是交流傳動(dòng)與控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。對(duì)于鐵路牽引，要求傳動(dòng)系統(tǒng)按照一定的控制方式（如恒力矩和恒功率） 運(yùn)行，同時(shí)又不斷地迅速地加速或減速。
動(dòng)車機(jī)車牽引系統(tǒng)多為閉環(huán)的傳動(dòng)方式，這樣可以更好的保持動(dòng)車在運(yùn)行過程中牽引系統(tǒng)控制的有效性和平穩(wěn)性。傳動(dòng)裝置通過變矩器進(jìn)行變速變矩，達(dá)到機(jī)車動(dòng)力的傳動(dòng)效果。一般情況下，傳動(dòng)過程中可以采用以下方法進(jìn)行變矩：第一種方法是直接控制轉(zhuǎn)矩。通過比對(duì)實(shí)測(cè)的轉(zhuǎn)矩與原有的轉(zhuǎn)矩之間的信號(hào)差異，進(jìn)而導(dǎo)入新的轉(zhuǎn)矩信號(hào)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的目的。還有一種方法是參考其他的系統(tǒng)信號(hào)值，將這些相關(guān)值進(jìn)行檢測(cè)對(duì)比，生成轉(zhuǎn)矩信號(hào)，間接實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩。這兩種轉(zhuǎn)矩方式的應(yīng)用范圍都較為廣泛，適用于各種類型的列車。尤其是直接轉(zhuǎn)矩的方式更加受到人們的稱贊。科技的進(jìn)步使得近年來交-直-交變頻調(diào)速系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)新的調(diào)速方式，如電壓、頻率協(xié)調(diào)控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)差頻率控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)，諧振型變頻調(diào)速系統(tǒng)，矢量控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)和直接轉(zhuǎn)矩控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)等。
4 結(jié)束語
上文系統(tǒng)闡述了動(dòng)車組動(dòng)力傳動(dòng)技術(shù)和傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行原理。迄今為止，越來越多的國(guó)家在發(fā)展高鐵項(xiàng)目時(shí)都采用交流傳動(dòng)技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)能夠更快的實(shí)現(xiàn)電流的變矩，牽引功率高，有利于提高電機(jī)的牽引效能，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸系統(tǒng)的跨越式發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
篇9
未來電動(dòng)機(jī)將會(huì)沿著單位功率體積更小、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率更高、控制更靈活的方向繼續(xù)發(fā)展。一批“巨無霸”電機(jī)、一批“光怪陸奇”電機(jī)將同時(shí)展現(xiàn)在世人眼前。
2 電動(dòng)機(jī)工作原理。目前較常用的主要是交流電動(dòng)機(jī)，它可分為兩種：
2.1 三相異步電動(dòng)機(jī)。
2.2 單相交流電動(dòng)機(jī)，第一種多用在工業(yè)上，而第二種多用在民用電器上，下面以三相異步電動(dòng)機(jī)為例介紹其基本工作原理。
3 電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行維護(hù)。
3.1 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前的準(zhǔn)備。為了保證電動(dòng)機(jī)正常安全地啟動(dòng)，一般啟動(dòng)前應(yīng)作好下述準(zhǔn)備：
①檢查電源是否有電，電壓是否正常，若電源電壓過高或過低，都不宜啟動(dòng)。
②啟動(dòng)器是否正常，如零部件有無損壞，使用是否靈活，觸頭接觸是否良好，接線是否正確、牢固等。
③熔絲規(guī)格大小是否合適，安裝是否牢固，有無熔斷或損傷。
④電動(dòng)機(jī)接線板上接頭有無松動(dòng)或氧化。
⑤檢查傳動(dòng)裝置，如皮帶輕緊是否合適，連接是否牢固，聯(lián)軸器的螺絲、銷于是否緊固等。
⑥傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和負(fù)載機(jī)械的轉(zhuǎn)軸，看其轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活。
⑦檢查電動(dòng)機(jī)及啟動(dòng)電器外殼是否接地，接地線有無斷路，接地螺絲是否松動(dòng)、脫落等。
⑧搬開電動(dòng)機(jī)周圍的雜物并清除機(jī)座表面灰塵、油垢等。
篇10
20世紀(jì)60年代以前的調(diào)速系統(tǒng)以直流機(jī)組為主，70年代中期全世界范圍內(nèi)出現(xiàn)的能源危機(jī)迫使各國(guó)投入了大量的人力財(cái)力來研究交流調(diào)速系統(tǒng)，交流調(diào)速技術(shù)得到了快速的發(fā)展。20世紀(jì)80年代交流調(diào)速系統(tǒng)在性能上開始可以與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美。之后，交流調(diào)速系統(tǒng)在調(diào)速領(lǐng)域中的比重逐步加大，目前已經(jīng)成為調(diào)速系統(tǒng)的主流。
一、交流電動(dòng)機(jī)常用調(diào)速方法分析
1.1調(diào)壓調(diào)速
調(diào)壓調(diào)速是通過改變電動(dòng)機(jī)定子電壓改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這種調(diào)速方法比較適用于帶動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵的異步電動(dòng)機(jī)。其原因是：
由于風(fēng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性，當(dāng)轉(zhuǎn)速n降低時(shí)，負(fù)載顯著減小，它可以穩(wěn)定運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的非線性段，因而得到較低的轉(zhuǎn)速，擴(kuò)大了調(diào)速范圍。
在降壓運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的磁化電流可以忽略不計(jì)，則電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T正比于轉(zhuǎn)子電流的平方。當(dāng)增加轉(zhuǎn)差率S，為使電流保持額定值不變，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)減小，顯然這既不適應(yīng)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，更不適應(yīng)于恒功率負(fù)載，而較適應(yīng)風(fēng)機(jī)、水泵負(fù)載。
1.2變頻調(diào)速
變頻調(diào)速是交流電動(dòng)機(jī)一種最好調(diào)速方法。它是通過改變電源頻率來改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到調(diào)速目的。
變頻調(diào)速不僅能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，而且根據(jù)不同的負(fù)載特性，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)電壓U與頻率f之間的關(guān)系，使電動(dòng)機(jī)始終運(yùn)行在高效區(qū)。
交流電動(dòng)機(jī)采用變頻調(diào)速能顯著改善電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能，大幅度降低電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流，增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。變頻調(diào)速平滑性好，效率高，機(jī)械特性硬，調(diào)整范圍廣，同時(shí)可以適應(yīng)不同負(fù)載特性的要求，尤為異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的發(fā)展方向。
1.3變極調(diào)速
變極調(diào)速是通過改變磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)，來改變同步轉(zhuǎn)速，以達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。它也屬高效調(diào)速方法之列。變極調(diào)速簡(jiǎn)單可靠，成本低，機(jī)械特性硬，但它是一種有極調(diào)速，而只適用于幾種運(yùn)行工況場(chǎng)合。例如紡織廠的空調(diào)風(fēng)機(jī)，夏天一種速度，冬天另一種速度。應(yīng)用交流電機(jī)調(diào)速實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵風(fēng)量或流量的調(diào)節(jié)，是節(jié)約電能最佳途徑，其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益都是相當(dāng)可觀的。
二、變頻技術(shù)在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用
在交流調(diào)速技術(shù)中，變頻調(diào)速具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，并且它的調(diào)速性能與可靠性不斷完善，價(jià)格不斷降低，特別是變頻調(diào)速節(jié)電效果明顯，而且易于實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)化，深受工業(yè)用戶的青睞。
2.1、交流變頻調(diào)速的優(yōu)異特性
（1）調(diào)速時(shí)平滑性好、效率高。低速時(shí)，特性靜差率高、相對(duì)穩(wěn)定性好；
（2）調(diào)速范圍較大、精度高；
（3）起動(dòng)電流低，對(duì)系統(tǒng)及電網(wǎng)無沖擊，節(jié)電效果明顯；
（4）變頻器體積小，便于安裝、調(diào)試、維修簡(jiǎn)便；
（5）易于實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)化；
（6）必須有專用的變頻電源，目前造價(jià)較高；
（7）在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，低速段電動(dòng)機(jī)的過載能力大為降低。
2.2、與其它調(diào)速方法的比較
（1）改變轉(zhuǎn)差率的調(diào)速方法
包含改變定子電壓調(diào)速、繞線轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速、串級(jí)調(diào)速等方法
（2）改變極對(duì)數(shù)的調(diào)速方法
通過改變定子繞組的接線來改變極對(duì)數(shù)，就改變了同步轉(zhuǎn)速。它可以獲得恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速特性和恒功率調(diào)速特性。這種方法效率高、操作簡(jiǎn)單、機(jī)械特性強(qiáng)。缺點(diǎn)是有級(jí)調(diào)速，一般變極調(diào)速用于小容量、非平滑調(diào)速的場(chǎng)合。
（3）改變頻率的調(diào)速方法
變頻調(diào)速系統(tǒng)可分為兩大類：
①交—直—交變頻調(diào)速
先把電網(wǎng)中的交流電整流成直流電，再通過逆變器逆變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電。目前生產(chǎn)的異步電動(dòng)機(jī)變頻器幾乎都采用電壓源型晶體管SPWM交—直—交變頻電路，它具有體積小、重量輕，在采用矢量控制時(shí)系統(tǒng)性能好的特點(diǎn)，但需考慮回饋制動(dòng)的問題。它是異步電動(dòng)機(jī)交—直—交變頻調(diào)速的主流。
②交—交變頻調(diào)速
把工頻交流電直接變換成可變頻率的交流電，由于它只有一級(jí)功率變換，省去了直流環(huán)節(jié)，減少了損耗，進(jìn)一步提高了效率。也因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜、額定工作頻率較低、造價(jià)較高，主要適用于低速大容量的交流調(diào)速設(shè)備中。
三、變頻調(diào)速的發(fā)展方向
交流變頻調(diào)速技術(shù)是強(qiáng)弱電混合、機(jī)電一體的綜合性技術(shù)，既要處理巨大電能的轉(zhuǎn)換，又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它的共性技術(shù)必定分為功率和控制兩大部分。目前主要發(fā)展動(dòng)向有以下三個(gè)方面：
3.1新的控制策略
異步電動(dòng)機(jī)是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合、時(shí)變的非線性系統(tǒng)，瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩的控制困難，使它的動(dòng)態(tài)性能很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不如直流電機(jī)。矢量控制技術(shù)開創(chuàng)了交流電機(jī)高性能控制的新時(shí)代，基于現(xiàn)代控制理論的滑模結(jié)構(gòu)控制、自適應(yīng)控制等均已引入電機(jī)控制，又如把模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)等無需精確數(shù)學(xué)模型的智能控制技術(shù)應(yīng)用于變頻調(diào)速中也得到了廣泛的研究。
3.2新型變流裝置和變流技術(shù)
隨著電力電子元器件的不斷發(fā)展，調(diào)速系統(tǒng)用的變流裝置正朝向高電壓、大容量、小型化、高頻化的方向發(fā)展，中高電壓、大容量的變頻器已得到了應(yīng)用，變流主元件的開發(fā)頻率越來越高，裝置的體積越來越小，為提高開關(guān)頻率、降低開關(guān)損耗，軟開關(guān)技術(shù)已經(jīng)開始得到實(shí)際應(yīng)用。
3.3全數(shù)字化控制
隨著微機(jī)運(yùn)算速度的提高和存儲(chǔ)器的大容量化，全數(shù)字化控制已成為調(diào)速系統(tǒng)的主流方向，各類單片機(jī)和數(shù)字信號(hào)處理器在調(diào)速系統(tǒng)中得到了較為普遍的應(yīng)用。
四、結(jié)語
隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，直流拖動(dòng)的薄弱環(huán)節(jié)逐步顯現(xiàn)出來。由于換向器的存在，使直流電動(dòng)機(jī)的維護(hù)工作量加大，單機(jī)容量、最高轉(zhuǎn)速以及使用環(huán)境都受到限制。人們轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、便于維護(hù)和價(jià)格低廉的交流異步電動(dòng)機(jī)。
交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速在能源利用方面有很多的優(yōu)勢(shì)。眾所周知，能源工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，對(duì)于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高都極為重要。在高速增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，中國(guó)能源工業(yè)面臨經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境保護(hù)的雙重壓力。由此可見，對(duì)能源的有效利用在我國(guó)已經(jīng)非常迫切，變頻調(diào)速系統(tǒng)在我國(guó)將有非常巨大的市場(chǎng)需求，未來一定會(huì)得到更好的發(fā)展。（作者單位：華北電力大學(xué)機(jī)械工程系）
參考文獻(xiàn)：
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篇11
一、變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能原理
1、交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)概論
縱觀電力拖動(dòng)的發(fā)展過程，交、直流兩種拖動(dòng)方式并存于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。從
20世紀(jì)初以來，交流電力拖動(dòng)占主導(dǎo)地位，但在可逆、可調(diào)速與高精度的拖動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域中，相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期幾乎都是采用直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)。從20世紀(jì)80年代以后，隨著電力電子學(xué)與電子技術(shù)的發(fā)展，尤其是大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，使得變頻調(diào)速技術(shù)在交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)裝置中已得以廣泛應(yīng)用，并且在調(diào)速性能方面已與直流電力拖動(dòng)媲美，在某些領(lǐng)域已逐步取代一些傳統(tǒng)的直流拖動(dòng)系統(tǒng)。
調(diào)速就是改變生產(chǎn)機(jī)械（即負(fù)載）的工作速度，可以采用機(jī)械的方法，也可以采用電氣的方法。機(jī)械調(diào)速是人為改變機(jī)械傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比來達(dá)到調(diào)速的目的，電氣調(diào)速則是通過改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性來改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。相對(duì)而言，采用電氣調(diào)速具有許多優(yōu)點(diǎn)，如可以簡(jiǎn)化機(jī)械的結(jié)構(gòu)，提高機(jī)械效率，操作簡(jiǎn)便等，特別重要的是容易進(jìn)行自動(dòng)控制。過去的電氣調(diào)速，多數(shù)用直流電機(jī)，由于直流機(jī)調(diào)速容易實(shí)現(xiàn)。但直流電動(dòng)機(jī)具有電刷與換向器，因而就存在著必須對(duì)它經(jīng)常進(jìn)行維修檢查，它安裝的環(huán)境受到限制（如不能在有易爆氣體及塵埃多的場(chǎng)合使用），以及限制了直流電機(jī)向高轉(zhuǎn)速、大容量發(fā)展等缺點(diǎn)。另外，直流電機(jī)的體積、重量與價(jià)格比同等容量的交流電機(jī)為大，這也是直流電力拖動(dòng)的薄弱環(huán)節(jié)。
交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速是在現(xiàn)代電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)，它不但比傳統(tǒng)的直流電機(jī)調(diào)速優(yōu)越，而且也比調(diào)壓調(diào)速、變極調(diào)速、串級(jí)調(diào)速等調(diào)速方式優(yōu)越，它一出現(xiàn)就以其優(yōu)異的性能逐步取代交流電機(jī)其他的調(diào)速方式，乃至取代直流電機(jī)的調(diào)速，而成為電氣傳動(dòng)調(diào)速的中樞。交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：n=
60f1（1-s）/p。變頻調(diào)速技術(shù)是一種以改變電源頻率和改變電壓來達(dá)到電動(dòng)機(jī)調(diào)速目的的，從而改變負(fù)載的轉(zhuǎn)速。簡(jiǎn)單來講變頻調(diào)速系統(tǒng)是由三相輸入變壓器、整流電路、逆變電路、合成濾波電路、控制柜等組成。變頻調(diào)速技術(shù)的原理是將交流電順變成直流電，平滑濾波后再經(jīng)過逆變回路，將直流電變成不同頻率的交流電，使交流電動(dòng)機(jī)獲得無極調(diào)速所需的電壓、電流和頻率。
2、變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能原理在風(fēng)機(jī)、水泵上的應(yīng)用
變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機(jī)械在選用交流電機(jī)的容量時(shí)往往都留有一定的富余容量，而且也不總是在滿負(fù)荷情況下運(yùn)行。當(dāng)電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成了電能的浪費(fèi)。風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備，傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)風(fēng)量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中，使得大量電能被白白浪費(fèi)掉。當(dāng)使用變頻調(diào)速技術(shù)時(shí)，如果流量要求減小，通過降低水泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。由流體力學(xué)可知，當(dāng)所要求的流量Q減少時(shí)，可調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率f使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n按比例降低，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率P將按三次方關(guān)系大幅度降低，比調(diào)節(jié)擋板、閥門節(jié)能40%～50%左右，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。當(dāng)今世界上，工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家已廣泛采用變頻調(diào)速技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)已成為我國(guó)重點(diǎn)推廣的節(jié)能節(jié)電新技術(shù)之一。
二、變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)越性
1、調(diào)速范圍大Nmax/Nmin=10～20。
2、調(diào)速時(shí)平滑性好、特性硬度不變，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)；尤其在低速時(shí)，相對(duì)穩(wěn)定性好。
3、要實(shí)現(xiàn)軟啟、制動(dòng)功能。采用變頻調(diào)器啟動(dòng)時(shí)頻率低，轉(zhuǎn)速也低，啟動(dòng)電流就小，避免了工頻電源啟動(dòng)時(shí)形成的大電流對(duì)電機(jī)、電纜、開關(guān)等設(shè)備的沖擊，節(jié)能效果明顯。
4、提高了功率因數(shù)。由于變頻器內(nèi)的濾波電容作用，使其具有功率因數(shù)補(bǔ)償功能，使功率因數(shù)約等于1，從而減少了無功功率損耗，減小了電流，也減小了線路損失和設(shè)備的發(fā)熱量，提高了供電設(shè)備的利用率。
5、提高了控制精度。使用變頻調(diào)速技術(shù)后，變頻器可以直接通過改變頻率f控制風(fēng)機(jī)或水泵的轉(zhuǎn)速來控制風(fēng)量或水量，調(diào)整方便。
6、延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命。使用變頻器后，取消了調(diào)節(jié)擋板或閥門，減輕軸承磨損。使用變頻器后，能充分降低啟動(dòng)電流，提高了電機(jī)繞組承受力，用戶最直接的好處就是電機(jī)的維護(hù)成本降低、電機(jī)的壽命增加。
7、變頻器體積小，便于安裝、調(diào)試與維修。還有變頻器采用了通訊方式，可以通過PC機(jī)來方便地進(jìn)行組態(tài)和系統(tǒng)維護(hù)，包括上傳、下載、復(fù)制、監(jiān)控、參數(shù)讀寫等，便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。
三、變頻調(diào)速技術(shù)的使用在節(jié)能降耗方面上的效果
變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能降耗是其最閃耀的亮點(diǎn)之一。變頻調(diào)速技術(shù)的工作原理
是通過實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，調(diào)整電源頻率f，改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n，控制電動(dòng)機(jī)的輸入功率P。下面是對(duì)某工廠使用變頻調(diào)速裝置后的節(jié)能效果的調(diào)查研究。
1、在鍋爐給水泵上安裝變頻調(diào)速裝置
每臺(tái)鍋爐有一臺(tái)給水泵在工作，水泵的電動(dòng)機(jī)功率為75KW。在鍋爐汽泡上安裝有水位差壓變送器（差變），由差變測(cè)出鍋爐汽泡的水位并將水位信號(hào)送至調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器將差變的實(shí)測(cè)水位信號(hào)與設(shè)定的水位信號(hào)進(jìn)行比較，經(jīng)PID運(yùn)算后將控制信號(hào)輸出到變頻調(diào)節(jié)器，通過改變電源輸出頻率f調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速n來改變給水量，達(dá)到控制鍋爐汽泡水位的目的。由變頻調(diào)速控制鍋爐給水泵變速供水后，水泵的供水流量和供水壓力仍能滿足鍋爐供水要求，經(jīng)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)水泵沒裝變頻調(diào)速器前，工作電流在132A～150A之間，實(shí)際每天用電量1200～1400KW?h；使用變頻調(diào)速器后，工作電流在40A～80A之間，實(shí)際每天用電量800～900KW?h；每天可節(jié)電400～500KW?h（度），即節(jié)電40%左右。
2、在鍋爐引風(fēng)機(jī)上安裝變頻調(diào)速裝置
每臺(tái)鍋爐有一臺(tái)150KW的引風(fēng)機(jī)。鍋爐運(yùn)行中引風(fēng)機(jī)風(fēng)量偏大，使用擋風(fēng)插板調(diào)節(jié)風(fēng)量，電動(dòng)機(jī)功耗基本不變，電能浪費(fèi)大；安裝變頻調(diào)速裝置后，引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn)無沖擊電流，運(yùn)行穩(wěn)定，根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況改變電源頻率f即可調(diào)整給風(fēng)量。使用變頻調(diào)速器后經(jīng)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)在正常工作下，電動(dòng)機(jī)輸出功率為80KW，頻率為35～40Hz，線電流為75～80A，功率因數(shù)為0.995，可節(jié)電40%～50%左右。
四、結(jié)束語
電能是將一次能源（煤、石油、水力、核能等）通過發(fā)電廠轉(zhuǎn)換而成的二次能源。我國(guó)每年生產(chǎn)的礦物燃料（煤、石油）約有20%用于發(fā)電。因此節(jié)約用電也就是節(jié)約一次能源。積極研究和大力推廣變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能和普及，對(duì)于企業(yè)的可降低成本提高效益、對(duì)于國(guó)家的可持續(xù)資源戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)，都具有重要意義。
【參考文獻(xiàn)】
篇12
Keywords: electrical automation and control technology, system design
中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
前言：
目前，國(guó)內(nèi)外高校都在積極研究、探究高效的面向工程應(yīng)用的教學(xué)模式。面向工程應(yīng)用與工程專業(yè)國(guó)際認(rèn)證，創(chuàng)新構(gòu)建符合現(xiàn)代教育要求的綜合實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)也是當(dāng)務(wù)之急。本文完成的創(chuàng)新控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，正是順應(yīng)了高等工程教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。該設(shè)計(jì)既能完成基本電機(jī)控制、電器控制技術(shù)、可編程控制技術(shù)、人機(jī)界面組態(tài)技術(shù)、基于 PC 的軟邏輯（軟PLC）控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等實(shí)踐教學(xué)的實(shí)驗(yàn)工作，又能拓展為面向現(xiàn)代自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)，開放、開發(fā)型的綜合技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)。
1、 工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)原則
1.1 工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)原則
1.1.1借助實(shí)驗(yàn)手段的多樣性，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)造性思維培養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的測(cè)控對(duì)象，可用不同的技術(shù)手段或方式進(jìn)行測(cè)控，這樣可給學(xué)生一個(gè)多自由度的測(cè)控技術(shù)想象空間。徹底擺脫傳統(tǒng)測(cè)控實(shí)驗(yàn)中，控制方法或方式的單一性，解決了傳統(tǒng)單一方法測(cè)控實(shí)驗(yàn)限制學(xué)生思維方式的問題。學(xué)生通過這樣的培訓(xùn)在了解不同的測(cè)控技術(shù)與方法的同時(shí)，還能進(jìn)一步的分析各種測(cè)控方法的性能、難易程度等綜合因素，使學(xué)生應(yīng)用技術(shù)的分析、比較、綜合能力得以提高。
1.1.2增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開放性，為強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)提供條件。
模塊式的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)各種控制方式方便的、多變化的、全新的軟、硬件組合，同時(shí)界面之間的接口留有余地，可任意擴(kuò)展，為學(xué)生提供了控制實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)的開放性平臺(tái)。也為教師的科研開發(fā)提供了適宜的空間。應(yīng)用中，積極鼓勵(lì)學(xué)生在完成教學(xué)要求實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、開發(fā)實(shí)驗(yàn)。
1.2 工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)新點(diǎn)
現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)開放型實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)注重開放性、可擴(kuò)充性；注重利用與挖掘?qū)嶒?yàn)設(shè)備的潛力，最大限度的提高設(shè)備利用率；注重實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)合性，從而提高實(shí)驗(yàn)空間的使用效益；注重實(shí)驗(yàn)手段的多樣性設(shè)計(jì)，為學(xué)生解決實(shí)際工程問題提供豐富的想象空間。注重將自動(dòng)化的最新技術(shù)引入到實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中來，以彌補(bǔ)當(dāng)前教材建設(shè)滯后應(yīng)用技術(shù)的不足，最大限度地縮短學(xué)生適應(yīng)未來實(shí)際工作的過渡過程。
2. 工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容
工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置基本覆蓋了當(dāng)今自動(dòng)化控制技術(shù)的各種技術(shù)手段，基本內(nèi)容見圖 1 所示，其中上部分為控制器部分，下部分為控制對(duì)象，實(shí)驗(yàn)中各種控制器之間可組合成綜合性實(shí)驗(yàn)。
圖1工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)
2.1常規(guī)電器與智能電器原理與應(yīng)用控制部分
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可提供多塊常規(guī)控制電器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、LOGO智能控制器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉８鶕?jù)配置可完成常用控制電器如按鈕、時(shí)間繼電器、熱繼電器、電流繼電器、電壓繼電器、行程開關(guān)、接近開關(guān)、中間繼電器、接觸器以及智能控制電器 LOGO 等的應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)。
2.2變頻器應(yīng)用控制技術(shù)部分
系統(tǒng)配備變頻器控制模板，三相交流電動(dòng)機(jī)，該部分與常規(guī)電器、智能控制電器配合，可完成變頻器的面板控制、變頻器的遠(yuǎn)動(dòng)分段控制等實(shí)驗(yàn)。
2.3可編程序控制器部分
可編程序控制器部分組成見圖2 所示，該部分配備可編程序控制器控制實(shí)驗(yàn)?zāi)０?與典型工業(yè)控制模板系列( 控制對(duì)象) 、變頻器控制模板、三相交流電動(dòng)機(jī)、常規(guī)電器與智能控制電器配合, 可完成可編程序控制器編程技術(shù)實(shí)驗(yàn)及綜合應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)等。
圖 2 可編程序控制器部分基本組成圖示
2.4人機(jī)界面(組態(tài)軟件)技術(shù)部分
人機(jī)界面(組態(tài)軟件) 技術(shù)實(shí)驗(yàn)部分見圖 3 所示，該部分配置了編程計(jì)算機(jī)、觸摸屏和人機(jī)界面(軟件 )技術(shù)，可完成可視化控制技術(shù)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)；配合 PLC 可構(gòu)成上下位機(jī)控制。
圖 3 人機(jī)界面技術(shù)部分基本組成圖示
2.5 PC總線技術(shù)實(shí)驗(yàn)部分
PC總線技術(shù)實(shí)驗(yàn)部分見圖 4 所示，該部分配置了計(jì)算機(jī)、PC總線板卡以及人機(jī)界面(組態(tài)軟件)軟件，與典型工業(yè)控制模板系列( 控制對(duì)象)、變頻器控制模板、三相交流電動(dòng)機(jī)、常規(guī)電器與智能控制電器配合,可完成基于 PC 控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)及部分綜合性應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)等。
圖4PC 總線技術(shù)實(shí)驗(yàn)部分組成示意圖
2.6工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)部分
工業(yè)以太網(wǎng)部分選用先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)可編程 Ethernet總線適配器，其數(shù)據(jù)傳送速率為 10M bit/s ，配置現(xiàn)場(chǎng)組合式 I/O。開關(guān)量 I/O：8/8（24V）；模擬量：4 路AD、2 路DA（0-10V）。
3. 工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置功能：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)面向當(dāng)今的自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)，可完成各種常規(guī)工業(yè)控制器如計(jì)算機(jī)控制、可編程控制器控制技術(shù)、總線控制技術(shù)等?？赏瓿勺詣?dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、機(jī)電一體化等相關(guān)專業(yè)部分課程如“電機(jī)與拖動(dòng)”、“可編程控制技術(shù)”、“電氣控制技術(shù)”、“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”等課程的相關(guān)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。特別是系統(tǒng)提供開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)與設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)支持，適合當(dāng)今教育教學(xué)的知識(shí)整合與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。基本控制實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可達(dá) 60 多個(gè)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式是開放的，因而支持用戶進(jìn)行新實(shí)驗(yàn)的自主開發(fā)設(shè)計(jì)。
工業(yè)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置完成的主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分析如下。
3.1基于電器的控制實(shí)驗(yàn)
典型電器與智能電器原理和應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)包括交流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)、交流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制實(shí)驗(yàn)、具有過載保護(hù)的電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制實(shí)驗(yàn)、接觸器、按鈕連鎖的正反轉(zhuǎn)控制實(shí)驗(yàn)、交流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)、變頻器面板控制應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、變頻器外部分段控制、外部模擬量控制應(yīng)用、LOGO 控制器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)等。
3.2基于可編程序控制器的實(shí)驗(yàn)
3.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)０逑盗袑?shí)驗(yàn)
包括電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)、天塔之光實(shí)驗(yàn)、搶答器實(shí)驗(yàn)、交通燈自控與手控實(shí)驗(yàn)、水塔水位自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)、自動(dòng)成型機(jī)實(shí)驗(yàn)、自控軋鋼機(jī)實(shí)驗(yàn)、多種液體自動(dòng)混合實(shí)驗(yàn)、自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、郵件分揀機(jī)實(shí)驗(yàn)、多級(jí)供電線路的機(jī)電保護(hù)、供電主接線運(yùn)行實(shí)驗(yàn)等。
3.2.2實(shí)際接線系列實(shí)驗(yàn)
包括交流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制、交流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、具有過載保護(hù)的電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、接觸器、按鈕連鎖的正反轉(zhuǎn)控制、交流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)。
3.3基于計(jì)算機(jī)的可視化（組態(tài)技術(shù)）控制實(shí)驗(yàn)
3.3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)０逑盗袑?shí)驗(yàn)
包括電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)、天塔之光實(shí)驗(yàn)、搶答器實(shí)驗(yàn)、交通燈自控與手控實(shí)驗(yàn)、水塔水位自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)、自動(dòng)成型機(jī)實(shí)驗(yàn)、自控軋鋼機(jī)實(shí)驗(yàn)、多種液體自動(dòng)混合實(shí)驗(yàn)、自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、郵件分揀機(jī)實(shí)驗(yàn)、多級(jí)供電線路的機(jī)電保護(hù)、供電主接線運(yùn)行實(shí)驗(yàn)等。
3.3.2實(shí)際接線系列實(shí)驗(yàn)
包括交流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制、交流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、具有過載保護(hù)的電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、接觸器、按鈕連鎖的正反轉(zhuǎn)控制、交流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)。
3.4綜合開發(fā)與開放性實(shí)驗(yàn)
PLC 與變頻器的組合控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)、PLC 與 MCGS組態(tài)軟件綜合實(shí)驗(yàn)、變頻器與計(jì)算機(jī)組態(tài)軟件綜合實(shí)驗(yàn)等。
3.5 工業(yè)控制網(wǎng)技術(shù)(含分布 I/O 配置、現(xiàn)場(chǎng)編程技術(shù)、以太網(wǎng)通訊技術(shù)與組態(tài)技術(shù))。
基于工業(yè)以太網(wǎng)的分布 I/O 控制技術(shù)或基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的分布 I/O 控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)。
篇13
電動(dòng)機(jī)是進(jìn)行工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一種重要工具,它能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)變成為機(jī)械能從而滿足生產(chǎn)的需要,也因此被廣泛的運(yùn)用到社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。一般來講,電動(dòng)機(jī)可以分為直流電機(jī)與交流電機(jī),只是近年來隨著技術(shù)的發(fā)展以及直流電機(jī)固有的缺點(diǎn),人們對(duì)交流電機(jī)的運(yùn)用更為廣泛。但是交流電機(jī)相對(duì)直流電機(jī)來說在調(diào)速方面有著一些困難,所以變頻調(diào)速技術(shù)也就應(yīng)用而生。隨著交流傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速理論研究逐步突破以及調(diào)速裝置(主要為變頻器)性能的完善,交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的缺點(diǎn)(性能較差)已經(jīng)基本得到了克服。目前,交流調(diào)速系統(tǒng)的性能已經(jīng)可以與直流系統(tǒng)相媲美,甚至可以超過直流系統(tǒng)。不僅使交流調(diào)速系統(tǒng)控制裝置體積小,效率高,而且還更容易實(shí)現(xiàn)各種功能復(fù)雜但在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單的控制方案,更加充實(shí)和推動(dòng)了變頻器理論的進(jìn)一步發(fā)展。
一、交流異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)概述
(一)交流異步電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)概述。交流異步電動(dòng)機(jī)是在現(xiàn)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件下運(yùn)用最為廣泛的一種動(dòng)力機(jī)械,其承載著工業(yè)生產(chǎn)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等重要的任務(wù)。但是作為一種機(jī)械設(shè)備,由于其特定的結(jié)構(gòu)以及性能也有著屬于自身的使用特點(diǎn),具體來講如下:
1.交流異步電動(dòng)機(jī)使用優(yōu)點(diǎn)。在電動(dòng)機(jī)中主要有直流電動(dòng)機(jī)與交流電動(dòng)機(jī),而交流異步電動(dòng)機(jī)作為交流電動(dòng)機(jī)的一種,具有自己明顯的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)。首先,它具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),并且功能齊全,可靠性高;其次,在其內(nèi)部,控制器可以自成系統(tǒng),也就使得軟件功能完善靈活;再次,其控制功能全面精確,使用壽命長(zhǎng);最后,它在工作的過程中擁有著較高的工作效率,并且機(jī)器本身的重量也輕,通用性強(qiáng),具有較低的運(yùn)行成本。
2.交流異步電動(dòng)機(jī)使用缺陷。雖然說,通過上面的分析我們可以看出交流異步電動(dòng)機(jī)有著很多的運(yùn)行優(yōu)勢(shì),但是不可避免的它還是有著自身的一些缺點(diǎn)。其中調(diào)速性能差是其主要的缺點(diǎn)。它不能夠像直流電動(dòng)機(jī)一樣進(jìn)行靈活簡(jiǎn)單的調(diào)速,而是由于其工藝要求,需要一定的電動(dòng)機(jī)調(diào)速上場(chǎng)合。所以,很多時(shí)候人們也往往因?yàn)榻涣鳟惒诫妱?dòng)機(jī)這樣的一個(gè)缺點(diǎn),會(huì)選用直流電動(dòng)機(jī)來進(jìn)行作業(yè),或者是運(yùn)用新的技術(shù),來讓交流異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行能夠進(jìn)行符合其工藝要求的調(diào)速。當(dāng)然這時(shí)候,交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)也就應(yīng)用而生。
(二)交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)概述。變頻調(diào)速技術(shù)是一種有效的交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù),其是隨著變頻裝置的出現(xiàn)而慢慢的發(fā)展起來的。并且隨著電力電子技術(shù)以及微電子技術(shù)的不斷深入發(fā)展,其技術(shù)也得到了很大的幾進(jìn)步,幾乎可以跟直流電機(jī)的調(diào)速技術(shù)相媲美。具體來講,變頻調(diào)速技術(shù)有著下面的一個(gè)特點(diǎn)。
1.變頻調(diào)速技術(shù)使用優(yōu)點(diǎn)。在交流異步電動(dòng)機(jī)中,使用變頻調(diào)速技術(shù)主要有下面的一些優(yōu)勢(shì):首先,變頻調(diào)速相對(duì)于普通調(diào)速具有平滑性好、效率高的優(yōu)點(diǎn),并且在電動(dòng)機(jī)處于低速運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,其穩(wěn)定性也好;其次,在調(diào)速的過程中范圍比較大,并且使用時(shí)候的精確度也相對(duì)來說比較高;再次,在變頻調(diào)速中由于其在電機(jī)啟動(dòng)的過程中所需要的電流比較低,所以具有比較明顯的節(jié)電效果;最后,整個(gè)變頻調(diào)速技術(shù)自動(dòng)化程度高。
2.變頻調(diào)速技術(shù)使用缺陷。跟所有的調(diào)速技術(shù)一樣,雖然變頻調(diào)速技術(shù)有著很多的優(yōu)點(diǎn),但是不可避免的也會(huì)出現(xiàn)一些缺陷。首先,由于變頻調(diào)速技術(shù)的電流中含有很多的高次諧波,一方面會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成污染,另一方面還能夠?qū)﹄姍C(jī)造成損耗,使得電機(jī)發(fā)熱;其次,變頻調(diào)速技術(shù)需要專用的變頻電源,所以在造價(jià)方面就比較高,而且投資的回收期也相對(duì)來說比較長(zhǎng),技術(shù)復(fù)雜。
二、交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展方向
在現(xiàn)今的社會(huì)中,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展以及科技的進(jìn)步,變頻調(diào)速技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。作為變頻調(diào)速技術(shù)的承載者變頻器應(yīng)該適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì),不斷的進(jìn)行自身的完善,從而讓整個(gè)變頻調(diào)速技術(shù)更加現(xiàn)代化,更加靈活化。下面是變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展方向:
(一)向網(wǎng)絡(luò)智能化發(fā)展。智能化是現(xiàn)金社會(huì)發(fā)展的一個(gè)主流方向,不管是小到手機(jī)等通訊工具還是大到電動(dòng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備,都在向網(wǎng)絡(luò)智能化的道路上行走。而變頻技術(shù)也應(yīng)該適應(yīng)這樣的一個(gè)發(fā)展,能夠免去那么多的設(shè)定,從而實(shí)現(xiàn)故障自我診斷以及部件的自動(dòng)更換等等,并且在此基礎(chǔ)上不斷的延長(zhǎng)變頻器的壽命。
(二)向?qū)ｉT化一體化發(fā)展。專門化的研究與制造能夠使得設(shè)備的性能更強(qiáng),也能夠使得技術(shù)更加先進(jìn)。所以對(duì)于交流異步電動(dòng)機(jī)來說也應(yīng)該走專門化的發(fā)展道路。專門就某個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行變頻器的研究,強(qiáng)化其性能,提高其技術(shù)。當(dāng)然除此之外,還應(yīng)該讓變頻器與電動(dòng)機(jī)逐漸的一體化,讓變頻器成為電動(dòng)機(jī)的一部分,從而更好的進(jìn)行控制。
(三)向環(huán)保無公害的方向發(fā)展。近些年來,隨著人們對(duì)環(huán)境的越來越重視,各種機(jī)械設(shè)備也慢慢的在呼吁環(huán)保無公害。而交流異步電動(dòng)機(jī)作為一種設(shè)備在其進(jìn)行調(diào)速的過程中也應(yīng)該考慮綠色環(huán)保,將噪聲以及電源諧波的污染將到最低。
三、交流異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用
交流異步電動(dòng)機(jī)被廣泛的應(yīng)用到了電氣傳動(dòng)之中,而在其的運(yùn)用中對(duì)調(diào)速原理的理解就顯得十分重要,下面是交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的技術(shù)原理以及控制方法。
(一)交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理。在了解交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)原理之前,我們需要對(duì)交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速先做個(gè)大體的了解。因?yàn)榻涣鳟惒诫妱?dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的原理是從交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速方程中得出的。
1.交流異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速方程。在交流異步電動(dòng)機(jī)中,往往交流的調(diào)速是通過定子與轉(zhuǎn)子之間的產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而實(shí)現(xiàn)的,在定子與轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,這個(gè)電流跟磁場(chǎng)相互發(fā)生作用,也就產(chǎn)生了電磁轉(zhuǎn)矩,使得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來,產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)速,也就是同步轉(zhuǎn)速。一般用n0來表示。其具體的轉(zhuǎn)速公式如下:
其中,f是交流電源的頻率,一般設(shè)定為50Hz,p則是磁極的對(duì)數(shù),一般來講當(dāng)p=1的時(shí)候,n0就為每分鐘3000轉(zhuǎn);而當(dāng)p=2的時(shí)候,則n0為每分鐘1500轉(zhuǎn)。通過公式我們可以看出,當(dāng)磁極對(duì)數(shù)越多的時(shí)候,轉(zhuǎn)速也相應(yīng)越慢,而轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速n一般都會(huì)比同步轉(zhuǎn)速n0慢一點(diǎn),也就是所謂的異步電機(jī),由此產(chǎn)生的差別會(huì)用s來表述,其公式如下:
由上面的兩個(gè)公式我們就可以得出交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速方程,也就是如下面所示:
2.交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)原理。交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)原理是通過交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn)的,也就是說在交流異步電動(dòng)機(jī)中,電機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電源的頻率f成正比,所以在進(jìn)行電機(jī)異步頻率的改變中,可以通過調(diào)節(jié)輸入電源的頻率以及改變電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn),這也就是所謂的交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的原理。
(二)交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)控制方法。在交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速中最基本的控制方法則為 恒定控制。這種控制方法通過改變變頻器輸出電壓頻率與電壓幅值而實(shí)現(xiàn)調(diào)速,讓整個(gè)電機(jī)的頻率保持在穩(wěn)定的狀態(tài)內(nèi),使得電機(jī)的效率以及功率保持恒定。并且在控制的方式上也會(huì)隨著運(yùn)行頻率基頻的不同而控制狀況不同。具體來講,主要有下面的兩種控制調(diào)速狀況:
1.基頻以下的變頻調(diào)速?；l以下的變頻調(diào)速又可以成為恒磁通變頻調(diào)速,這種調(diào)速是 比恒定調(diào)速在基頻以下的調(diào)速,所以當(dāng)頻率較低的時(shí)候,定子的抗壓都不能夠被忽視,所以這種變頻后的機(jī)械的性能應(yīng)該如下圖所示:
如圖所示,我們可以看出,當(dāng)電機(jī)向低于額定轉(zhuǎn)速n0方向調(diào)速的時(shí)候,電機(jī)會(huì)保持原來的機(jī)械特征,并且轉(zhuǎn)矩也會(huì)隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的下降而減小,這就會(huì)讓電機(jī)的負(fù)載能力下降。這也是變頻調(diào)速的缺陷的一個(gè)反應(yīng)。所以往往為了提高電機(jī)的負(fù)載能力,則使用 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償法,來增強(qiáng)交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的使用性能。
補(bǔ)償法是在電機(jī)頻率降低的時(shí)候,采用提高電壓的方法來使得磁通量保持恒定,從而讓電機(jī)的轉(zhuǎn)矩能夠得到回升,以此來提高電機(jī)的變頻調(diào)速使用性能。一般而言,進(jìn)行補(bǔ)償后的電動(dòng)機(jī)機(jī)械性能曲線圖如下所示:
2.基頻以上的變頻調(diào)速。交流異步電動(dòng)機(jī)基頻以上的調(diào)速方式,屬于恒功率的調(diào)速方式,在進(jìn)行變頻調(diào)速之后的機(jī)械的性能曲線圖如下所示:
我們可以看出,電動(dòng)機(jī)在基頻以上進(jìn)行調(diào)速的時(shí)候機(jī)械特性曲線工作段的斜率逐漸的增大,使得機(jī)械的特性變軟。使得機(jī)械在一個(gè)比較恒定的狀態(tài)下進(jìn)行工作。
四、總結(jié)
通過以上對(duì)于交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的分析,我們可以看出這樣的一種變頻調(diào)速的控制方式雖然說給電動(dòng)機(jī)的調(diào)速帶來了很大的方便,使得操作也變得簡(jiǎn)單,但是在其控制的過程中還是存在著低速性能差的缺陷。所以,在進(jìn)行交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速中一定要加大對(duì)技術(shù)的研究,彌補(bǔ)這些缺憾,從而讓變頻調(diào)速技術(shù)變得更加完善。
