電機和控制技術論文
電機和控制技術論文
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術的不斷進步，電機和控制技術應用越來越廣泛，學習啦小編為大家整理的電機和控制技術論文，希望你們喜歡。
電機和控制技術論文篇一
電機振動的產(chǎn)生及控制管窺
【摘 要】在現(xiàn)代社會的工業(yè)生產(chǎn)中，電機作為原動機被廣泛地應用于拖動各種生產(chǎn)的機械。然而，電機振動可能會引起停機甚至停產(chǎn)等不良的現(xiàn)象，本文主要對電機振動的產(chǎn)生原因進行了分析，并提出了相應的控制方法，從而能夠有效指導電機的使用和維護。
【關鍵詞】電機振動;轉(zhuǎn)子;平衡
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及科學技術的進步，用戶對于工業(yè)生產(chǎn)的可靠性提出了越來越高的要求。目前，很多行業(yè)都大量應用電機作為原動機拖動各種生產(chǎn)機械。但是，如果電機出現(xiàn)振動就很有可能造成電機使用壽命縮短、附屬機械損壞等經(jīng)濟損失。因此需要找出電機振動的原因并加以控制，從而有效避免由于振動造成的設備故障。
1.電機振動產(chǎn)生的影響
設備在運行過程中都會出現(xiàn)振動的現(xiàn)象，而電機振動會對電動機的安全平穩(wěn)運行產(chǎn)生一些負面影響。其一，電機出現(xiàn)振動后會消耗大量的能量，因而電動機的效率就會大大降低;其二，電機振動會直接傷害電機的軸承，因而使得軸承的壽命不斷縮短;其三，電機振動會使得電機端部的綁線松動，從而導致端部繞組之間相互摩擦，絕緣的電阻就會降低，甚至造成絕緣擊穿;其四，電機振動甚至會使轉(zhuǎn)子磁極出現(xiàn)松動的狀況，轉(zhuǎn)子和定子間的相互摩擦，嚴重時甚至導致電機轉(zhuǎn)子的斷裂;其五，電機振動會使基礎或者與電機配套的其他設備的正常運轉(zhuǎn)受到一定的影響，可能會使一些零件出現(xiàn)損傷的狀況，一旦零件出現(xiàn)損傷就可能造成事故，導致安全隱患的出現(xiàn)。
2.電機振動產(chǎn)生的原因
造成電機振動的原因主要是由其定子鐵心、定子繞組、轉(zhuǎn)子、機座以及軸承五部分的振動造成的。
2.1由定子鐵心振動造成的電機振動
電磁力是導致定子鐵心振動的重要原因，其主要的振型有橢圓形、四邊形以及三角形等。定子疊片鐵心內(nèi)有交變磁場通過，就很有可能產(chǎn)生軸向振動，如果鐵心沒有壓緊，就會產(chǎn)生比較劇烈的振動，甚至造成斷齒。
2.2由機座的振動造成電機的振動
電機機座產(chǎn)生振動也會造成電機的振動，其原因主要有兩種：一種是轉(zhuǎn)子振動的時候就會產(chǎn)生激振力;另一種則是定子鐵心的電磁振動則由鐵心與機座的連接傳過來的時候，就會引起機座的倍頻振動，如果單機容量增大其機座的振動則越大。
2.3由定子繞組振動引起的電機振動
在電機的正常運行過程之中，其定子繞組受到繞組電流與漏磁通的作用力、轉(zhuǎn)子磁拉力以及繞組熱脹冷縮力的影響，從而就會引起繞組的系統(tǒng)頻率的振動。尤其是由電磁力引起的定子繞組的槽部和頂部振動會對電機的振動產(chǎn)生較大的影響。
2.4由轉(zhuǎn)子振動引起的電機振動
電機轉(zhuǎn)子的振動可以分為兩類，一類是彎曲轉(zhuǎn)動，另一類則是扭轉(zhuǎn)振動。其中，引起電機轉(zhuǎn)子彎曲轉(zhuǎn)動的原因有三個，即：一是轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不平衡。轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡分為靜不平衡、動不平衡以及兩者都有。所以，為了消除由于質(zhì)量不平衡對轉(zhuǎn)子的影響，則在制造轉(zhuǎn)子的時候就要進行嚴格的動、靜平衡試驗;二是轉(zhuǎn)子在運行的時候由于轉(zhuǎn)子冷熱不均以及電磁不平衡導致電機轉(zhuǎn)子的彎曲轉(zhuǎn)動;其三是由于轉(zhuǎn)子有振動的特性，因而就會引起電機轉(zhuǎn)子的彎曲振動。
轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)振動會使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生疲勞甚至損壞，進而導致轉(zhuǎn)子的壽命縮短，甚至會引起比較嚴重的電機事故。
2.5由軸承引起的電機振動
電機軸承形式之所以不同是因為電機軸承的功率不同，一般而言滾動軸承多用于中小型電機之中，而滑動軸承多用于大型的電機之中。由滾動軸承引起的振動的因素主要有四種，一是軸承的制造精度，比如軸承內(nèi)圈的徑向偏擺、滾動體的橢圓度、架空中的間隙等過大或者過小就會導致劇烈的機械振動;二是軸承的安裝配合精度，主要是指軸承與端蓋以及軸承與轉(zhuǎn)軸軸承擋的配合精度，軸承的安裝配合精度過大或者過小也會導致機械的劇烈振動，導致電機的壽命縮短;三是軸承潤滑脂的情況，如果軸承潤滑脂過稠，其會對滾動體振動的阻礙作用產(chǎn)生的效果較差，若軸承潤滑脂過稀少，則會導致軸承的摩擦，減少軸承的使用壽命;四是軸承的安裝方法也會對電機的振動造成一定的影響。當油膜渦動以及油膜振蕩的時候，就會引起系統(tǒng)劇烈的振動，從而對電機的系統(tǒng)造成一定的破壞。
3.電機振動的控制措施
首先，為抑制由定子鐵心引起的電機振動，定子鐵心通常采用壓板及螺桿壓緊的結構，同時還應當注意避免由于鐵心局部壓力過大而導致的損傷。
其次，為了防止由于電磁力引起的定子繞組的槽部和頂部的振動，通常采用的措施是采用槽部線棒固緊結構以及使用端部軸向剛性支架。
再次，經(jīng)過實踐證明落地軸承形式的轉(zhuǎn)子激振力對于機座的影響要遠遠小于軸承座設置在定子機座端蓋上的軸承形式。對于減少電機機座振動而采取的措施有兩種，一種是將鐵心與機座之間的連接換成彈性結構，這樣就會減少鐵心振動對于機座的影響;另一種則是要控制機座的自振頻率，這樣就可以有效避開鐵心的倍頻振動頻率以及轉(zhuǎn)子的振動頻率。
另外，在設計轉(zhuǎn)子的時候要擴大轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速與電機額定轉(zhuǎn)速的差距，最好的方法要使臨界轉(zhuǎn)速偏離電機額定轉(zhuǎn)速的15%以上，并且還要避開轉(zhuǎn)子的工作頻率以及倍頻。
最后，要合理設置電機軸承的制造精度、軸承的安裝配合精度，采用較為合理的軸承安裝方法，以及合理調(diào)制潤滑脂的黏稠程度。只有對電機振動采取有效的控制措施，才能夠有效減少電機磨損，增加電機的壽命，提高生產(chǎn)的效率，增加企業(yè)的經(jīng)濟效益。
4.結語
在日常的工作生產(chǎn)中，電機振動會對電機的壽命產(chǎn)生一定的影響。因而，就要準確分析導致電機振動的原因，嚴格對電機做好選型、安裝、運行以及停機的各項檢查工作，盡可能消除電機振動對電機壽命的不利影響，從而保證電機能夠在最佳的狀態(tài)下工作，提高生產(chǎn)的效率。
【參考文獻】
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電機和控制技術論文篇二
高壓電機的保護和控制技術及電氣調(diào)試
【摘 要】隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術的不斷進步，高壓電機的自動化控制技術應用越來越廣泛，對于進一步促進高壓電機保護，提高電機設備的運行效率起到了較大的積極作用。文章對高壓電機的自動化控制技術及電氣調(diào)試進行了分析和研究，以期加強高壓電機的自動化控制技術研究及電氣調(diào)試管理，更好的促進電機設備運行質(zhì)量及效率。
【關鍵詞】高壓電機 電機保護 電氣調(diào)試
社會經(jīng)濟的發(fā)展推動了工業(yè)化規(guī)模的不斷擴大，對于大功率的電機設備應用呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢，由此，很多低電壓大功率的電機設備暴露出了很多缺點，在工作時的電流很大，而在啟動的瞬間則需要更大的電流，從而導致電機設備在實際應用過程中存在著較多的問題，因此，對于此種情況，需要采取高壓電機設備應用，以有效降低其啟動電流和工作電流，從而最大限度的降低其在啟動時對電網(wǎng)造成的影響。
一、高壓電機的保護控制
高壓電機需保護的功能很多，主電路高壓部分控制可采用計算機綜合保護控制器和交流真空斷路器聯(lián)合控制的直接啟動或高壓變頻器控制及高壓軟啟動器控制。
(一)高壓電機的直接啟動控制原理
采用真空接觸器直接啟動與綜合保護控制器相結合，通過電TA和零序電TA采樣電路，將高壓電機工作電流及漏電電流送入綜合保護控制器電流信號輸入端，供綜合保護控制器進行電機運行狀態(tài)監(jiān)測分析一旦發(fā)生過流漏電短路缺相等故障通過執(zhí)行元件真空接觸器動作，切斷電機運行電源，并將故障情況上傳到控制中心，同時聲光報警 在故障沒有排除的狀態(tài)下，綜合保護控制器程序鎖定不能合閘的真空接觸器，運行電機。
(二)高壓電機的變頻啟動控制原理
高壓變頻器通過大功率IGBT絕緣柵雙極性晶體管直接控制電機的高壓電源，其結構為高壓-低壓-高壓或三電平疊加結構隨著大功率高電壓等級IGBT絕緣柵雙極性晶體管開關管的研制成功，一種新型結構的交-直-交形式逐漸替代前兩種都帶有體積大而笨重鐵心變壓器的結構。三相高壓交流電經(jīng)大電流高壓整流二極管整流成高壓直流電，供快速絕緣柵雙極性高壓開關管IGBT觸發(fā)生成可變頻的三相交流高壓脈沖電源，經(jīng)電抗器濾波后，變成可變頻的三相正弦波交流電，供高壓交流電機工作?？焖俳^緣柵雙極性高壓開關管IGBT的開啟與關斷由變頻器內(nèi)計算機控制中心控制，通過計算機內(nèi)部程序及外圍電子電路來控制高壓交流電的頻率和電壓幅值，實現(xiàn)高壓交流電機的軟啟動軟停車及轉(zhuǎn)速的調(diào)速控制 電壓輸出頻率的可控范圍為：0～400Hz 當停車后，通過計算機內(nèi)部程序控制觸發(fā)脈沖觸發(fā)高壓濾波電容放電控制的IGBT管，使整流電容的殘余存電通過放電電阻釋放，高壓電源指示燈熄滅放電完畢，避免檢修高壓電路發(fā)生電擊事故。
電機的轉(zhuǎn)速：n=60f/2p，由此可知，電機轉(zhuǎn)速與頻率f成線性關系變頻器擬采用u/f=c 方式(帶PG)輸出三相交流電，變頻范圍為：0～400Hz，采用高載波頻率的SPWM方式，載波頻率為：10～20kHz，開關功率管為IGBT (絕緣柵雙極性晶體管)，開關功率管可以多只串聯(lián)使用 在頻率較低時，可通過提高起步電壓來提高電機的機械運行性能。
二、高壓電機的電氣調(diào)試
(一)高壓電機進行電氣調(diào)試的內(nèi)容
對于電機綜合保護器中技術參數(shù)的設定，應當根據(jù)高壓電機出廠說明書中標明的技術參數(shù)及電機設備運行的實際情況進行設置，同時還要實行一次高壓不送電和二次線路模擬的動作試驗，同時應當確保動作顯示均保持正常。在對電機設備進行調(diào)試的過程中，應當嚴格遵照高壓電器設備交接實驗標準和驗收規(guī)范進行，而且在高壓耐壓的前和后都要對絕緣電阻實行測試。在測量的過程中，對于搖表的轉(zhuǎn)速控制應當保持勻速，轉(zhuǎn)速維持在每分鐘 120 r 左右，在 15 s 和 60 s 時進行讀數(shù)處理，并將數(shù)值記錄，然后計算出較為精確的阻值吸收比。當完成讀數(shù)后，應當首先將試驗表筆撤離，然后將搖表轉(zhuǎn)速逐漸下降，以免試驗中出現(xiàn)的高壓發(fā)生反沖現(xiàn)象，從而導致絕緣的電阻搖表出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。高壓真空接觸器應當對分閘線圈位置的動作電壓、合閘線圈進行準確測量，同時對其返回的系數(shù)值、主觸點的端口耐壓和主觸點位置的直流電阻進行計算。
(二)高壓電機的電氣調(diào)試過程
對于高壓電機的電氣調(diào)試，應當實行繞組極性、三相直流電阻、高壓耐壓試驗、絕緣電阻等試驗處理，對于三相直流電阻的試驗應當采用精密的直流電橋進行測量。試驗過程中的電源在通過實驗操作臺時應當對變壓器進行調(diào)壓處理，輸入的高壓變壓器通過升壓接入到放電保護間隙的高壓一側(cè)，而另一側(cè)則應當進行可靠接地處理。放電保護球隙器應當對球放電的間隙進行調(diào)整，放電動作所保護的電壓值應當比試驗中的電壓值偏大，當電壓值調(diào)節(jié)好后。將調(diào)試的電源切斷，然后將操作臺上的調(diào)壓器回歸到零位，然后將其余水電阻、高壓電流表及高壓電機繞組等試驗相連接，對接地連線進行檢查，查看其是否安全接地，當確定無誤后，才能夠進行下一步的試驗處理。在試驗的過程中應當確保電壓是緩慢上升，而且在試驗的規(guī)定時間內(nèi)，應當確保高壓電流表指針不出現(xiàn)閃動現(xiàn)象，定時間結束后緩慢下降，然后將電源切除，對于泄漏的電流值應當確保符合規(guī)范要求，在進行測量的前后過程中都應當對其絕緣電阻進行測量，并確保阻值符合規(guī)范要求。此外，對于高壓變頻器和綜合電機保護器等電子器件類的設備，亦應當采取高壓耐壓方法進行試驗檢測，但是可以根據(jù)各種標準的技術參數(shù)進行設定處理，同時還可以對相關的試驗動作及指示進行模擬處理，以確保其應用的靈活性和可靠性。
三、結束語
學會應用高壓電機設備自動化的控制原理以及高壓電氣應用技術是很重要的，因為隨著工業(yè)規(guī)?；臄U大，大功率(400KW以上)電機設備應用越來越多，低電壓大功率的電機設備暴露出的缺點很多工作電流很大啟動瞬時電流更大，在實際生產(chǎn)使用中帶來很多問題 因此宜采用高壓電機降低其工作電流和啟動電流，以減少其啟動時對電網(wǎng)的影響。
參考文獻：
[1]趙慧凱.高壓電機的自動化控制技術及電氣調(diào)試[J].企 業(yè) 技 術 開 發(fā)，2013年1月，96-97.
[2]倪曉華.淺析高壓電機的保護控制原理及電氣調(diào)試技術[J].廣東科技，2009年12月，103.
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