電機(jī)和控制技術(shù)論文
電機(jī)和控制技術(shù)論文
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電機(jī)和控制技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的電機(jī)和控制技術(shù)論文，希望你們喜歡。
電機(jī)和控制技術(shù)論文篇一
電機(jī)振動(dòng)的產(chǎn)生及控制管窺
【摘 要】在現(xiàn)代社會(huì)的工業(yè)生產(chǎn)中，電機(jī)作為原動(dòng)機(jī)被廣泛地應(yīng)用于拖動(dòng)各種生產(chǎn)的機(jī)械。然而，電機(jī)振動(dòng)可能會(huì)引起停機(jī)甚至停產(chǎn)等不良的現(xiàn)象，本文主要對(duì)電機(jī)振動(dòng)的產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的控制方法，從而能夠有效指導(dǎo)電機(jī)的使用和維護(hù)。
【關(guān)鍵詞】電機(jī)振動(dòng);轉(zhuǎn)子;平衡
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，用戶對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)的可靠性提出了越來(lái)越高的要求。目前，很多行業(yè)都大量應(yīng)用電機(jī)作為原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械。但是，如果電機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)就很有可能造成電機(jī)使用壽命縮短、附屬機(jī)械損壞等經(jīng)濟(jì)損失。因此需要找出電機(jī)振動(dòng)的原因并加以控制，從而有效避免由于振動(dòng)造成的設(shè)備故障。
1.電機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的影響
設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中都會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)的現(xiàn)象，而電機(jī)振動(dòng)會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)的安全平穩(wěn)運(yùn)行產(chǎn)生一些負(fù)面影響。其一，電機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)后會(huì)消耗大量的能量，因而電動(dòng)機(jī)的效率就會(huì)大大降低;其二，電機(jī)振動(dòng)會(huì)直接傷害電機(jī)的軸承，因而使得軸承的壽命不斷縮短;其三，電機(jī)振動(dòng)會(huì)使得電機(jī)端部的綁線松動(dòng)，從而導(dǎo)致端部繞組之間相互摩擦，絕緣的電阻就會(huì)降低，甚至造成絕緣擊穿;其四，電機(jī)振動(dòng)甚至?xí)罐D(zhuǎn)子磁極出現(xiàn)松動(dòng)的狀況，轉(zhuǎn)子和定子間的相互摩擦，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子的斷裂;其五，電機(jī)振動(dòng)會(huì)使基礎(chǔ)或者與電機(jī)配套的其他設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)受到一定的影響，可能會(huì)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(dǎo)致安全隱患的出現(xiàn)。
2.電機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的原因
造成電機(jī)振動(dòng)的原因主要是由其定子鐵心、定子繞組、轉(zhuǎn)子、機(jī)座以及軸承五部分的振動(dòng)造成的。
2.1由定子鐵心振動(dòng)造成的電機(jī)振動(dòng)
電磁力是導(dǎo)致定子鐵心振動(dòng)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(chǎng)通過(guò)，就很有可能產(chǎn)生軸向振動(dòng)，如果鐵心沒(méi)有壓緊，就會(huì)產(chǎn)生比較劇烈的振動(dòng)，甚至造成斷齒。
2.2由機(jī)座的振動(dòng)造成電機(jī)的振動(dòng)
電機(jī)機(jī)座產(chǎn)生振動(dòng)也會(huì)造成電機(jī)的振動(dòng)，其原因主要有兩種：一種是轉(zhuǎn)子振動(dòng)的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生激振力;另一種則是定子鐵心的電磁振動(dòng)則由鐵心與機(jī)座的連接傳過(guò)來(lái)的時(shí)候，就會(huì)引起機(jī)座的倍頻振動(dòng)，如果單機(jī)容量增大其機(jī)座的振動(dòng)則越大。
2.3由定子繞組振動(dòng)引起的電機(jī)振動(dòng)
在電機(jī)的正常運(yùn)行過(guò)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(huì)引起繞組的系統(tǒng)頻率的振動(dòng)。尤其是由電磁力引起的定子繞組的槽部和頂部振動(dòng)會(huì)對(duì)電機(jī)的振動(dòng)產(chǎn)生較大的影響。
2.4由轉(zhuǎn)子振動(dòng)引起的電機(jī)振動(dòng)
電機(jī)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)是彎曲轉(zhuǎn)動(dòng)，另一類(lèi)則是扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。其中，引起電機(jī)轉(zhuǎn)子彎曲轉(zhuǎn)動(dòng)的原因有三個(gè)，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(dòng)不平衡以及兩者都有。所以，為了消除由于質(zhì)量不平衡對(duì)轉(zhuǎn)子的影響，則在制造轉(zhuǎn)子的時(shí)候就要進(jìn)行嚴(yán)格的動(dòng)、靜平衡試驗(yàn);二是轉(zhuǎn)子在運(yùn)行的時(shí)候由于轉(zhuǎn)子冷熱不均以及電磁不平衡導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子的彎曲轉(zhuǎn)動(dòng);其三是由于轉(zhuǎn)子有振動(dòng)的特性，因而就會(huì)引起電機(jī)轉(zhuǎn)子的彎曲振動(dòng)。
轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)會(huì)使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生疲勞甚至損壞，進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的壽命縮短，甚至?xí)鸨容^嚴(yán)重的電機(jī)事故。
2.5由軸承引起的電機(jī)振動(dòng)
電機(jī)軸承形式之所以不同是因?yàn)殡姍C(jī)軸承的功率不同，一般而言滾動(dòng)軸承多用于中小型電機(jī)之中，而滑動(dòng)軸承多用于大型的電機(jī)之中。由滾動(dòng)軸承引起的振動(dòng)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(dòng)體的橢圓度、架空中的間隙等過(guò)大或者過(guò)小就會(huì)導(dǎo)致劇烈的機(jī)械振動(dòng);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(guò)大或者過(guò)小也會(huì)導(dǎo)致機(jī)械的劇烈振動(dòng)，導(dǎo)致電機(jī)的壽命縮短;三是軸承潤(rùn)滑脂的情況，如果軸承潤(rùn)滑脂過(guò)稠，其會(huì)對(duì)滾動(dòng)體振動(dòng)的阻礙作用產(chǎn)生的效果較差，若軸承潤(rùn)滑脂過(guò)稀少，則會(huì)導(dǎo)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(huì)對(duì)電機(jī)的振動(dòng)造成一定的影響。當(dāng)油膜渦動(dòng)以及油膜振蕩的時(shí)候，就會(huì)引起系統(tǒng)劇烈的振動(dòng)，從而對(duì)電機(jī)的系統(tǒng)造成一定的破壞。
3.電機(jī)振動(dòng)的控制措施
首先，為抑制由定子鐵心引起的電機(jī)振動(dòng)，定子鐵心通常采用壓板及螺桿壓緊的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)注意避免由于鐵心局部壓力過(guò)大而導(dǎo)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(dòng)，通常采用的措施是采用槽部線棒固緊結(jié)構(gòu)以及使用端部軸向剛性支架。
再次，經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明落地軸承形式的轉(zhuǎn)子激振力對(duì)于機(jī)座的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于軸承座設(shè)置在定子機(jī)座端蓋上的軸承形式。對(duì)于減少電機(jī)機(jī)座振動(dòng)而采取的措施有兩種，一種是將鐵心與機(jī)座之間的連接換成彈性結(jié)構(gòu)，這樣就會(huì)減少鐵心振動(dòng)對(duì)于機(jī)座的影響;另一種則是要控制機(jī)座的自振頻率，這樣就可以有效避開(kāi)鐵心的倍頻振動(dòng)頻率以及轉(zhuǎn)子的振動(dòng)頻率。
另外，在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子的時(shí)候要擴(kuò)大轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速與電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的差距，最好的方法要使臨界轉(zhuǎn)速偏離電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的15%以上，并且還要避開(kāi)轉(zhuǎn)子的工作頻率以及倍頻。
最后，要合理設(shè)置電機(jī)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(rùn)滑脂的黏稠程度。只有對(duì)電機(jī)振動(dòng)采取有效的控制措施，才能夠有效減少電機(jī)磨損，增加電機(jī)的壽命，提高生產(chǎn)的效率，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
4.結(jié)語(yǔ)
在日常的工作生產(chǎn)中，電機(jī)振動(dòng)會(huì)對(duì)電機(jī)的壽命產(chǎn)生一定的影響。因而，就要準(zhǔn)確分析導(dǎo)致電機(jī)振動(dòng)的原因，嚴(yán)格對(duì)電機(jī)做好選型、安裝、運(yùn)行以及停機(jī)的各項(xiàng)檢查工作，盡可能消除電機(jī)振動(dòng)對(duì)電機(jī)壽命的不利影響，從而保證電機(jī)能夠在最佳的狀態(tài)下工作，提高生產(chǎn)的效率。
【參考文獻(xiàn)】
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電機(jī)和控制技術(shù)論文篇二
高壓電機(jī)的保護(hù)和控制技術(shù)及電氣調(diào)試
【摘 要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，高壓電機(jī)的自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)于進(jìn)一步促進(jìn)高壓電機(jī)保護(hù)，提高電機(jī)設(shè)備的運(yùn)行效率起到了較大的積極作用。文章對(duì)高壓電機(jī)的自動(dòng)化控制技術(shù)及電氣調(diào)試進(jìn)行了分析和研究，以期加強(qiáng)高壓電機(jī)的自動(dòng)化控制技術(shù)研究及電氣調(diào)試管理，更好的促進(jìn)電機(jī)設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量及效率。
【關(guān)鍵詞】高壓電機(jī) 電機(jī)保護(hù) 電氣調(diào)試
社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)了工業(yè)化規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)于大功率的電機(jī)設(shè)備應(yīng)用呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)，由此，很多低電壓大功率的電機(jī)設(shè)備暴露出了很多缺點(diǎn)，在工作時(shí)的電流很大，而在啟動(dòng)的瞬間則需要更大的電流，從而導(dǎo)致電機(jī)設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在著較多的問(wèn)題，因此，對(duì)于此種情況，需要采取高壓電機(jī)設(shè)備應(yīng)用，以有效降低其啟動(dòng)電流和工作電流，從而最大限度的降低其在啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)造成的影響。
一、高壓電機(jī)的保護(hù)控制
高壓電機(jī)需保護(hù)的功能很多，主電路高壓部分控制可采用計(jì)算機(jī)綜合保護(hù)控制器和交流真空斷路器聯(lián)合控制的直接啟動(dòng)或高壓變頻器控制及高壓軟啟動(dòng)器控制。
(一)高壓電機(jī)的直接啟動(dòng)控制原理
采用真空接觸器直接啟動(dòng)與綜合保護(hù)控制器相結(jié)合，通過(guò)電TA和零序電TA采樣電路，將高壓電機(jī)工作電流及漏電電流送入綜合保護(hù)控制器電流信號(hào)輸入端，供綜合保護(hù)控制器進(jìn)行電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析一旦發(fā)生過(guò)流漏電短路缺相等故障通過(guò)執(zhí)行元件真空接觸器動(dòng)作，切斷電機(jī)運(yùn)行電源，并將故障情況上傳到控制中心，同時(shí)聲光報(bào)警 在故障沒(méi)有排除的狀態(tài)下，綜合保護(hù)控制器程序鎖定不能合閘的真空接觸器，運(yùn)行電機(jī)。
(二)高壓電機(jī)的變頻啟動(dòng)控制原理
高壓變頻器通過(guò)大功率IGBT絕緣柵雙極性晶體管直接控制電機(jī)的高壓電源，其結(jié)構(gòu)為高壓-低壓-高壓或三電平疊加結(jié)構(gòu)隨著大功率高電壓等級(jí)IGBT絕緣柵雙極性晶體管開(kāi)關(guān)管的研制成功，一種新型結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。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(kāi)關(guān)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(jī)工作?？焖俳^緣柵雙極性高壓開(kāi)關(guān)管IGBT的開(kāi)啟與關(guān)斷由變頻器內(nèi)計(jì)算機(jī)控制中心控制，通過(guò)計(jì)算機(jī)內(nèi)部程序及外圍電子電路來(lái)控制高壓交流電的頻率和電壓幅值，實(shí)現(xiàn)高壓交流電機(jī)的軟啟動(dòng)軟停車(chē)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(dāng)停車(chē)后，通過(guò)計(jì)算機(jī)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(guò)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(jī)的轉(zhuǎn)速：n=60f/2p，由此可知，電機(jī)轉(zhuǎn)速與頻率f成線性關(guān)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(kāi)關(guān)功率管為IGBT (絕緣柵雙極性晶體管)，開(kāi)關(guān)功率管可以多只串聯(lián)使用 在頻率較低時(shí)，可通過(guò)提高起步電壓來(lái)提高電機(jī)的機(jī)械運(yùn)行性能。
二、高壓電機(jī)的電氣調(diào)試
(一)高壓電機(jī)進(jìn)行電氣調(diào)試的內(nèi)容
對(duì)于電機(jī)綜合保護(hù)器中技術(shù)參數(shù)的設(shè)定，應(yīng)當(dāng)根據(jù)高壓電機(jī)出廠說(shuō)明書(shū)中標(biāo)明的技術(shù)參數(shù)及電機(jī)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)還要實(shí)行一次高壓不送電和二次線路模擬的動(dòng)作試驗(yàn)，同時(shí)應(yīng)當(dāng)確保動(dòng)作顯示均保持正常。在對(duì)電機(jī)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵照高壓電器設(shè)備交接實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行，而且在高壓耐壓的前和后都要對(duì)絕緣電阻實(shí)行測(cè)試。在測(cè)量的過(guò)程中，對(duì)于搖表的轉(zhuǎn)速控制應(yīng)當(dāng)保持勻速，轉(zhuǎn)速維持在每分鐘 120 r 左右，在 15 s 和 60 s 時(shí)進(jìn)行讀數(shù)處理，并將數(shù)值記錄，然后計(jì)算出較為精確的阻值吸收比。當(dāng)完成讀數(shù)后，應(yīng)當(dāng)首先將試驗(yàn)表筆撤離，然后將搖表轉(zhuǎn)速逐漸下降，以免試驗(yàn)中出現(xiàn)的高壓發(fā)生反沖現(xiàn)象，從而導(dǎo)致絕緣的電阻搖表出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。高壓真空接觸器應(yīng)當(dāng)對(duì)分閘線圈位置的動(dòng)作電壓、合閘線圈進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，同時(shí)對(duì)其返回的系數(shù)值、主觸點(diǎn)的端口耐壓和主觸點(diǎn)位置的直流電阻進(jìn)行計(jì)算。
(二)高壓電機(jī)的電氣調(diào)試過(guò)程
對(duì)于高壓電機(jī)的電氣調(diào)試，應(yīng)當(dāng)實(shí)行繞組極性、三相直流電阻、高壓耐壓試驗(yàn)、絕緣電阻等試驗(yàn)處理，對(duì)于三相直流電阻的試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)采用精密的直流電橋進(jìn)行測(cè)量。試驗(yàn)過(guò)程中的電源在通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)變壓器進(jìn)行調(diào)壓處理，輸入的高壓變壓器通過(guò)升壓接入到放電保護(hù)間隙的高壓一側(cè)，而另一側(cè)則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行可靠接地處理。放電保護(hù)球隙器應(yīng)當(dāng)對(duì)球放電的間隙進(jìn)行調(diào)整，放電動(dòng)作所保護(hù)的電壓值應(yīng)當(dāng)比試驗(yàn)中的電壓值偏大，當(dāng)電壓值調(diào)節(jié)好后。將調(diào)試的電源切斷，然后將操作臺(tái)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(jī)繞組等試驗(yàn)相連接，對(duì)接地連線進(jìn)行檢查，查看其是否安全接地，當(dāng)確定無(wú)誤后，才能夠進(jìn)行下一步的試驗(yàn)處理。在試驗(yàn)的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)確保電壓是緩慢上升，而且在試驗(yàn)的規(guī)定時(shí)間內(nèi)，應(yīng)當(dāng)確保高壓電流表指針不出現(xiàn)閃動(dòng)現(xiàn)象，定時(shí)間結(jié)束后緩慢下降，然后將電源切除，對(duì)于泄漏的電流值應(yīng)當(dāng)確保符合規(guī)范要求，在進(jìn)行測(cè)量的前后過(guò)程中都應(yīng)當(dāng)對(duì)其絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量，并確保阻值符合規(guī)范要求。此外，對(duì)于高壓變頻器和綜合電機(jī)保護(hù)器等電子器件類(lèi)的設(shè)備，亦應(yīng)當(dāng)采取高壓耐壓方法進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，但是可以根據(jù)各種標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定處理，同時(shí)還可以對(duì)相關(guān)的試驗(yàn)動(dòng)作及指示進(jìn)行模擬處理，以確保其應(yīng)用的靈活性和可靠性。
三、結(jié)束語(yǔ)
學(xué)會(huì)應(yīng)用高壓電機(jī)設(shè)備自動(dòng)化的控制原理以及高壓電氣應(yīng)用技術(shù)是很重要的，因?yàn)殡S著工業(yè)規(guī)?；臄U(kuò)大，大功率(400KW以上)電機(jī)設(shè)備應(yīng)用越來(lái)越多，低電壓大功率的電機(jī)設(shè)備暴露出的缺點(diǎn)很多工作電流很大啟動(dòng)瞬時(shí)電流更大，在實(shí)際生產(chǎn)使用中帶來(lái)很多問(wèn)題 因此宜采用高壓電機(jī)降低其工作電流和啟動(dòng)電流，以減少其啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響。
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