中压电动机启动方法对比与分析
摘要：随着人类社会生产力的不断进步，电能源在社会生产中的地位越来越重要，而电动机所应用的行业也越来越广泛，钢铁、化工、制冷、机械制造和加工、冶金业等，几乎与人类社会生产的所有行业都有紧密的关联，相关报告指出，截至1995年年底，中国境内的各种性型号的风机泵设备多大4000余万台，随着最近几年经济的快速发展，行业的生产规模逐渐扩大，中压电动机的使用数量也越来越多，单机性能也越来越出色。
关键词：中压电动机启动分析
中压电动机的起动方式一直是社会各界所关注的问题，业内所提出的各种启动方式也是五花八门，百家争鸣，而具体哪种方式最有效，往往都各执一词。本文将就目前中压电动机的常见起动方式问题略作对比和浅析。
一、中压电动机常见的起动方式
1.全压起动
全压起动指当工厂或企业的电能来源直接来源于大型电网，且自身具有一定的发电能力时，以满功率的方式启动中压电动机。大容量中亚电动机的全压起动，必须以工厂自身的电能供给系统能够承受电动机启动时带来的电能波动为前提。
2.低压启动
在工厂所述电网电源容量比较小，限制了中压电动机全压起动的条件时，往往采用此种方法，这种方法多见于对老企业的扩建或重建过程中，此时，原有工厂的电力系统已经存在，然而由于电能容量小，如果强行全压起动电动机，工厂电网往往引起对原有电网的剧烈冲击，由于种种限制，在此情况下的中型电动机在起动时，其能使用的电流必定会小，其启动时的转矩也会小，导致机组整体在启动时的时间比较长，同时机组起动时温升增高，对电动机的构造和材质有较高的要求。
3.整体协调起动
在实际中往往会遇到这样的情况，工厂生产机械需求的转矩大，如果达不到需求，则生产机械不能正常运行，起动，从而影响企业的正常生产。企业的电力系统容量不足，无法承担电动机起动时引起的电流冲击，仅凭电力系统和中压电动机本身是无法解决问题的。需要设置额外的电容器，弥补起动时所需要的无功功率，才能满足电动机起动所需的全部条件。
二、中压电动机起动方式的优劣分析
电机的基础知识探讨分析 电机定义：是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。 电动机也称电机（俗称马达），在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。 电动机的种类 1．按工作电源分根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。 2．按结构及工作原理分根据电动机按结构及工作原理的不同，可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。 同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。 异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。 直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。 3．按起动与运行方式分类根据电动机按起动与运行方式不同，可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。 4．按用途分类可分为驱动用电动机和控制用电动机。 驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。 控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。 5．按转子的结构分类根据电动机按转子的结构不同，可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。 6．按运转速度分类根据电动机按运转速度不同，可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。
课程设计报告 课程名称微机控制技术 设计题目电机测速系统 专业班级自动化0741 姓名 学号 指导教师 起止时间2010.12.27~2011.01.07 电气与信息学院
课程设计考核和成绩评定办法 1．课程设计的考核由指导教师根据设计表现、设计报告、设计成果、答辩等几个方面，给出各项权重，综合评定。该设计考核教研室主任审核，主管院长审批备案。2．成绩评定采用五级分制，即优、良、中、及格、不及格。 3．参加本次设计时间不足三分之二或旷课四天以上者，不得参加本次考核，按不及格处理。 4．课程设计结束一周内，指导教师提交成绩和设计总结。 5．设计过程考核和成绩在教师手册中有记载。 课程设计报告内容 课程设计报告内容、格式各专业根据专业不同统一规范，经教研室主任审核、主管院长审批备案。 注：1. 课程设计任务书和指导书在课程设计前发给学生，设计任务书放置在设计报告封面后和正文目录前。 2. 为了节省纸张，保护环境，便于保管实习报告，统一采用A4纸，实习报告建议双面打印（正文 采用宋体五号字）或手写。
摘要 现代工业现场和生活中多应用电机测速系统，所以对其了解及进一步研究很是必要。本次设计给我们提供了这样的一个机会。 设计测速电动机系统，实现按键能设定4个电机转动速度，PLC和上位机组态软件连接，PLC通过控制变频器输出不同频率三相电使电机转动起来，然后通过旋转编码器测量电机速度，旋转编码器输出接PLC高速计数输入通道，计算当前电机转速，并在上位机组态软件中上显示出来。 关键词 PLC 电动机旋转编码器变频器 Abstract： Motor speed system is applied to the modern industrial field and in life，So understanding and further study of it is very necessary. The design provides us with such a chance. Designing motor speed system which realize buttons which can set up four motor rotation speed，PLC can connect to upper unit configuration software,PLC control inverter which can export different frequencies,its exporting can make motor turn,then Rotary encoder measure motor’s speed through the revolving ,Rotary encoder’s outputing connect to PLC high-speed counting input,while it calculates the motor speed and in the upper unit configuration software displayed. Keywords: plc electric motor Rotary encoder inverter
分析和研究电机的方法 综合介绍旋转点的分析步骤和研究方法： 一、分析电机的步骤 研究机—电能量转换过程的关键在于分析耦合磁场对电系统和机械系统的作用和反作用。因此分析电机时，一般来讲可有以下三个步骤： （1）电机内部物理情况的分析。这一步主要是分析空载和负载运行时电机内部的磁势和磁场，并建立物理模型。 （2）列出电机的运动方程。电机内部的磁场分析清楚以后，利用电磁感应定律和电磁力定律，即可求出各个绕组内的感应电势和作用在转子上的电磁转矩；再利用基尔霍夫定律、安培全电流定律、牛顿定律和能量守恒原理，即可列出各个绕组的电势方程式、电机的磁势方程式、转矩方程式和功率方程式。这些方程统称为电机的运动方程。这一步实质上就是把物理模型变为数学模型。 电机的运动方程，除了可用上述传统的方法建立之外，亦可以用汉密尔顿原理通过变分法来建立。 （3）求电机的运行特性和性能。列出运动方程后，求解这些方程，既可确定电机的运行特性和一些主要的运行数据。对于动力用电机，在稳态运行特性中，发电机以外特性最为重要，电动机以机械特性为最重要。所谓外特性就是指负载电流变化时，发电机端电压的变化曲线。所谓机械特性就是指电磁转矩变化时，电动机转速的变化曲线。此外，效率、功率因数、温升、过载能力等指标对电机亦很重要。暂态运行时，还要考虑电机的稳定性、暂态电流和暂态电磁转矩的大小等。对于控制电机，则要考察电机的速应性、精确性和可控性等指标。 二、研究电机的一些基本方法和理论 在分析电机内部的磁场并建立和求解电机的运动方程时，常常用到下列方法和理论：（1）不计磁路饱和时，常用叠加原理来分析电机内部的各个磁场和气隙合成磁场及其相应的感应电势。考虑饱和时，主磁通和漏磁通分开处理；主磁通用合成磁势和主磁 路的磁化曲线来确定，漏磁通的效果通常作为漏抗压降来处理。 （2）在解决交流电机中由于绕组匝数不等、相数不等、频率不同引起的困难时，常常用到归算法（即坐标变换法）。 （3）在分析交流电机的稳态运行时，常用等效电路和相量图。 （4）在分析交流电机的不对称运行时，常常用到双旋转磁场理论和对称分量法。 （5）在研究凸极电机（直流电机、凸极同步电机）时，常常用到双反应理论。 研究电机的另外一个重要方法，就是科学实验。 研究电机电磁性能的试验方法有二类，一类是直接法，一类是间接法。直接法就是让电机在接近实际工况的条件下进行试验，并把测得的数据与理论计算结果相比较，以判定理论计算是否正确。间接法就是利用一些比较简单的测试性试验（例如空载试验、短路试验等）测出电机的参数，然后间接算出电机的性能。对于中、大型电机和不具备进行直接负载试验的电机，间接法得到广泛使用。
收稿日期:2005209202 作者简介:于炳亮(1964-),男,研究员,从事海洋仪器表研究。 文章编号:100224026(2005)0520041202电机转速测量方法研究 于炳亮 (山东省科学院海洋仪器仪表研究所,山东青岛266001) 摘要:介绍了几种基本的电机转速的数字测量方法,并以一种利用Intel 的8089单片机和旋转式光电编码器构 成的数字实时转速检测系统为例,详细阐述了如何选择和综合应用几种转速测量方法,来实验最佳的转速测 量。 关键词:电机;转速;测量 中图分类号:TH86 文献标识码:A 1 概述 转速是电动机极为重要的一个状态参数,在很多运动系统的测控中,都需要对电机的转速进行测量,速度测量的精度直接影响系统的控制情况,它是关系测控效果的一个重要因素。不论是直流调速系统还是交流调速系统,只有转速的高精度检测才能得到高精度的控制系统。 在电机的转速测量中,影响测量精度的主要因素有两个:一是采样点的多少,采样点越多,速度测量结果越精确,尤其是对于低转速的测量。二是采样频率,采样频率越高,采样的数据就越准确。 2 常用的数字测量方法 电机转动速度的数字检测基本方法是利用与电动机同轴连接的光电脉冲发生器的输出脉冲频率与转速成正比的原理[1],根据脉冲发生器发出的脉冲速度和序列,测量转速和判别其转动方向。根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有:M 法(测频法)、T 法(测周期法)和M ΠT 法(频率Π周期法)。 2.1 M 法(测频法) 在规定的检测时间内,检测光电脉冲发生器所产生的脉冲信号的个数来确定转速。虽然检测时间一定,但检测的起止时间具有随机性,因此M 法测量转速在极端情况下会产生士1个转速脉冲的误差。当被测转速较高或电机转动一圈发出的转速脉冲信号的个数较大时,才有较高的测量精度,因此M 法适合于高速测量。 2.2 T 法(测周期法) 它是测量光电脉冲发生器所产生的相邻两个转速脉冲信号的时间来确定转速。相邻两个转速脉冲信号时间的测量是采用对已知高频脉冲信号进行计数来实现的。在极端情况下,时间的测量会产生士1个高频脉冲周期,因此T 法在被测转速较低(相邻两个转速脉冲信号时间较大)时,才有较高的测量精度,所以T 法适合于低速测量。 第18卷 第5期 2005年12月 山东科学SH ANDONG SCIE NCE V ol 118 N o 15Dec 12005
同步电动机的起动 1.同步电机的基本原理 同步发电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。 图1.1给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型，其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。 转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场) 气隙处于电枢内圆和转子磁极之间，气隙层的厚度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性能有重大影响。 除了转场式同步电机外,还有转枢式同步电机，其磁极安装于定子上，而交流绕组分布于转子表面的槽内，这种同步电机的转子充当了电枢。图中用AX、BY、CZ三个在空间错开120 分布的线圈代表三相对称交流绕组。 图1.1同步电机结构模型 1.1工作原理 主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主
磁场。 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。 感应电势有效值：每相感应电势的有效值为E0 =4.44fNψ Φ 感应电势频率:感应电势的频率决定于同步电机的转速n和极对数p ，即 f=pn/60 交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。 1.2同步转速 同步转速从供电品质考虑，由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值，这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。我国电网的频率为50Hz ，故有： n=60f/p=3000/p 要使得发电机供给电网50Hz的工频电能，发电机的转速必须为某些固定值，这些固定值称为同步转速。例如2极电机的同步转速为3000r/min，4极电机的同步转速为1500r/min，依次类推。只有运行于同步转速，同步电机才能正常运行，这也是同步电机名称的由来。 1.3运行方式 同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。 分析表明，同步电机运行于哪一种状态，主要取决于定子合成磁场与转子主极磁场之间的夹角δ，δ称为功率角。
2009 届毕业设计（论文）开题报告 二级学院：延陵学院班级：09电Y1 学生：尚严鑫学号：09120920 指导教师：张建生职称：教授 课题名称 课题类型 □毕业设计□毕业论文 起止时间 开题报告 （毕业设计：含课题来源及现状、设计要求、工作内容、设计方案、技术路线、预期目标、时间安排及参考文献等。字数为3000以上。） （毕业论文：含课题来源、研究价值，国内外研究现状，研究内容，研究方法，研究思路，论文提纲，预期目标，时间安排及参考文献等。字数为3000以上。） 一．课题来源及研究价值 步进电动机是将电脉冲信号转化为机械角位移或线位移的控制电机，它可以看作是一个比较特殊的运行方式的同步电机。步进电机是由专门的电源提供脉冲信号。当每输入一个电脉冲信号时，步进电机就会往前移动一小步，移动的角度大小叫做步距角，因此这种不同于普通的匀速旋转的电机被称为步进电动机。步进电动机是受走脉冲信号控制的，直线位移量、角位移量和电脉冲数的关系成正比例，所以电动机的线速度、转速也与脉冲频率构成正比关系。利用改变脉冲频率的高与低，可以在很大范围内调节电动机的转速，从而实现电机的快速启动、制动和反转控制。步进电机的优点是在不失步的情况下工作，步距误差不会积累。从而完全适用数字控制的开环系统中，并使整个系统运行可靠。是工业生产中性能优良的数字执行元件。随着单片机应用技术、电力电子技术和自动控制技术在工业生产中的普及和深入，步进电机的的需求量愈来愈大。根据调查显示，全球步进电机的年产量在以13%以上的速度增加。同时国内对步进电机的要求也与日增加。对步进电机的研究，提高步进电机的系统性能，可以改善劳动条件、节约能源、提高产品质量和经济效益。基于微型单片机的控制系统则通过软件控制步进电机，能够更好地发挥步进电机的潜力。因此，用微型单片机控制步进电机已经成为一种必然的趋势，也符合数字化的时代发展需要。 步进电机作为数字式执行元件，具有成本低廉、容易控制、定位方便和步距误差不会长期累积等优点，被广泛应用在数控装置、绘图机、机械手、印刷和包装设备等工业、军事和医疗自动化领域中。在多种步进电机中，混合式步进电机集反应式和永磁式步进电机的优点于一身，应用更加普遍。但是步进电机在应用当中仍然存在一些制约性的因素，步进电机及其系
电机速度测试方法的研究 一、基本内容 通常，常用的测速方法有：旋转轴编码器测速、直流发电机测速、交流测速发电机测速、光电测速等。本实验中用到轴编码器测速、交直流测速发电机测速以及无接触式转速表测速。 1、轴编码器测速及其原理 增量式编码器由主码盘、鉴向盘、光学系统和光电变换器组成。在主码盘（光电盘）周边上刻有节距相等的辐射状窄缝，形成均匀分布的透明区和不透明区。鉴向盘与主码盘平行，并刻有a、b两组透明检测窄缝，它们彼此错开1/4节距，以使A、B两个光电变换器的输出信号在相位上相差90°。工作时，鉴向盘静止不动，主码盘与转轴一起转动，光源发出的光投射到主码盘与鉴向盘上。当主码盘上的不透明区正好与鉴向盘上的透明窄缝对齐时，光线被全部遮住，光电变换器输出电压为最小；当主码盘上的透明区正好与鉴向盘上的透明窄缝对齐时，光线全部通过，光电变换器输出电压为最大。主码盘每转过一个刻线周期，光电变换器将输出一个近似的正弦波电压，且光电变换器A、B的输出电压相位差为90°。光电编码器的测量准确度与码盘圆周上的狭缝条纹数n有关，能分辨的角度α为： α=360°/n （1） 分辨率=1/n （2） 2、交直流测速发电机测速原理 通过负载带动发电机转动，发电机转动后根据电磁感应原理产生电动势，从而有对外输出电压U，输出电压U正比于转速，进而测出转速。 3、非接触式转速表测量原理 非接触式转速计系采用光电反射原理的量法（光学RPM 转速测量法）。转速计发射出的红外线经固定在待测目标上的反射条反射后，即携带有关转速的信息，当转速计接收到反射波后，经过处理即得到转速测量数据。 二、实验内容 1、采用无接触式转速表测速 序号n(r/min) n标准序号n(r/min) n标准 1 10 2 100 11 1100 1100 2 199 200 12 1201 1200 3 302 300 13 1300 1300 4 401 400 14 1400 1400 5 501 500 15 1501 1500 6 599 600 16 1600 1600 7 700 700 17 1700 1700
同步电动机启动过程中环火故障及解决办法 发表时间：2018-10-16T15:51:43.973Z 来源：《基层建设》2018年第27期作者：赵勇 [导读] 摘要：通过生产实践中同步电动机起机过程中产生环火的故障，分析原因及其解决办法。 新疆钢铁雅满苏矿业有限责任公司新疆哈密 839126 摘要：通过生产实践中同步电动机起机过程中产生环火的故障，分析原因及其解决办法。 关键词：同步电动机励磁绕组环火 1 引言 选矿厂普遍采用同步电动机作为球磨机的驱动设备，具有功率因数高、转速恒定的优点。同步电动机运转的好坏直接影响球磨机的作业率。 2 同步电动机的启动工作原理 同步电动机主要用于拖动恒定转速的大型机械设备，如球磨机、空气压缩机、离心水泵等。 由于同步电动机的启动转矩为零，不能自行启动，所以采用异步启动方法帮助启动，整个启动过程分为异步启动和牵入同步两个阶段。在启动过程中转子绕组是不能投入励磁电流的，否则将增加启动的困难，即发生堵转。同时励磁绕组又不能开路，否则启动时励磁绕组上感应出较高的危险电压，使绕组绝缘击穿受损伤。但是，如果将励磁绕组短路，则会产生很大的启动电流，使励磁装置受到损坏。因此，在启动同步电动机时励磁绕组通常是通过灭磁电阻短接的，灭磁电阻约为励磁绕组电阻值的十倍左右。启动过程结束前，也就是转子转速接近同步时，在亚同步时切除灭磁电阻，并且投入励磁电流。 3 问题的产生及原因分析 选矿厂共有4台同步电动机，沈阳股份电机厂，1997年制造，使用时间已经达到21年。最近其中一台同步电动机起机过程中，产生环火现象，进入同步转速后环火消失，电机运行正常。 最初故障是偶尔出现一次，后期每次起机过程都会发生，持续时间2-3秒，停机后，拆开防护网，仔细查找故障点，发现转子励磁绕组线圈连接处开焊，局部过热绝缘烧出几个小洞。 初步分析原因师同步电动机在带励失步时，励磁系统虽仍有直流励磁，但励磁电流及定子电流强烈脉动，电机亦遭受强烈脉振，有时甚至产生电气共振和机械共振。带励失步大多引起电机产生疲劳效应，造成电机内部暗伤，并逐步积累和发展。带励失步所造成电机损伤，转子励磁绕组接头处产生裂纹，出现过热、开焊、绝缘烤焦，同步电动机起机过程中转子励磁绕组产生感应电流，在接头处打火，转子旋转形成环火。 4 解决方案 4.1 临时解决方案 转子励磁绕组接头处已经开焊，部位在两个线圈中间，比较靠里，无法在现场采用铜焊进行修复，要想彻底修复只能更换后离线修理，但更换电机需要2天时间，影响球磨机作业率。分析电气连接的方法，常用的连接方法有绞合连接、紧压连接、焊接等，我们采用压接的方式固定开焊部位，采用5mm的胶木板，制作两块平板，两块楔子板，把两块平板浸泡绝缘漆后塞入接头的两边，再用楔子板打进平板和接头之间，压紧线圈接头，经过这样处理后转子环火现象消失，运行正常。 4.2 长期解决方案 需要更换同步电动机，送到修理厂家，选用银铜焊条，采用气焊焊接，电机转子抽芯后，线圈经过预先处理后，将接头之间的缝隙全部焊满，再重新绝缘处理。 对同步电动机励磁部分进行改造，应用先进的LZK-3型同步电动机励磁装置，增强了系统的稳定性，具有如下主要功能。（1）通过合理选配灭磁电阻RF，分级整定灭磁可控硅KQ的开通电压，使电机在异步驱动状态时，KQ在较低电压下便开通，故具有良好的异步驱动消除了原励磁屏在电机异步暂态过程中所存在的脉振，满足带载起动及再整步的要求；而当电机在同步状态时，KQ在过电压情况下才开通，既起到保护器件的作用，又使电机在正常同步运行时，KQ不误导通。 （2）机组异步启动时，励磁系统能在转子滑差为0.05-0.03时“准角”投励，并有后备计时投励环节，具有强励磁整步的功能。电机可在全压或降压条件下可靠拉入同步.启动过程平滑、快速、可靠。 （3）具有完善可靠的带励失步、失励失步保护系统，保证电机在发生带励失步和失励失步时，快速动作，保护电机，使电机免受损伤. （4）具有快速可靠的灭磁系统，可使电机在遇到故障，被迫跳闸停机时，明显减少其损伤程度。（5）在电机失步后，可根据现场工况选择跳闸停机或不停机带载自动再整步。当采用不停机带载自动再整步方式时，整个过程平滑、快速（仅需数秒钟），不损伤电机，不必减负载，并设有后备保护环节，以保证电机的安全运行。 5、结论 同步电动机故障处理完成后，降低球磨机停机时间，提高设备作业率，保证了生产的稳定，确保了质量指标的稳定，为全年生产任务的完成打下了坚实的基础，同时也降低了电耗，降低了成本。 参考文献： 《电机学》（中国电力出版社） 《同步发电机励磁系统原理与运行维护》（中国水利水电出版社） 作者简介：赵勇（1976-），男，电气工程师，长期从事电气设备及自动化控制技术的维护工作
大型同步电动机的静止变频起动装置 摘要：大型同步电动机能够输出稳定的动力，不会随着载荷的增加而减少，因此，在各行业中的大型机械中被广泛使用，工作可靠稳定，能够提供足够的动力驱动各种设备的稳定运转。由于提供的电流和功率远高于启动所需，会造成启动困难，产生较大的振动，对电动机的零部件造成不利的影响。因此，实现大型同步电动机的静止变频具有重要的意义，能够将所需频率调成与启动的额定频率相同，是电动机稳定的启动，降低产生的机械冲击，对设备的工作效率、使用年限都有利。本研究对静止变频装置进行分析，了解静止变频的工作原理，促进静止变频在同步电动机中的良好应用。 关键词：大型同步电动机；静止变频；分析 前言 同步电动机因为其与同步转速具有一定的比例关系，而且一旦确定比例因数就不会改变，始终保持相应的转动频率，所以称为同步电动机。根据同步电动机的这一特性，在我国的经济发展中起到了重要的作用，用于工、农业等大型用电机械的动力来源，能够输出固定的动力，而不随着载荷变化，与异步电动机相比，能够输出更稳定的动力来驱动设备，满足设备的工作需求，得到了广泛的应用。但是其频率是固定值，不会发生改变，也有一定的限制性，同步电动机的启动较为困难，能够提供的转速与所需频率不符，需要多次的启动才能实现，在大型同步电动机上体现的更加明显，这不仅会加大大型同步电动机零部件的磨损，减少同步电动机的使用寿命，还会浪费不必要的资源。实现同步电动机的静止变频能够有效的弥补同步电动机具有的局限性，是电动机能够更加稳定的启动，应用在大型机械中更加安全可靠。 1 大型同步电动机静止变频简介 1.1 大型同步电动机起动困难 大型同步电动机对电压的波动不敏感，自身受到的影响很低，而且，具有可调的功劳因数，适用范围广，在水泵、大型风机、抽水设备等大型的机械中都能蚪行使用，不论设备的负载多大，同步电动机始终能够提供固定的动力，具有可靠、稳定、动力大的特点，受到了广泛的应用。但是，大型同步电动机的起动十分困难，提供的电流和功率是所需的6-8倍，远远大于额定电流和额定功率，造成起动困难、起动滞后等现象。提供的起动电流过大，会使得电动机工作状况不稳定，往往需要多次起动才能成功，在这个过程中，对设备的磨损和损耗加大，造成设备的振动，可能会造成内部结构的变形、移动等，降低设备的使用寿命，也会增加设备发生事故的可能性。要实现大型同步电动机在技术上的进步，使得同步电动机的应用范围加大，对我国的经济发展和社会建设发挥更大的作用，解决大型同步电动机的起动困难是首要应该解决的问题。 1.2 静止变频在国内外的发展现状 同步电动机在国内外都得到了广泛的应用，起动困难这一缺点也受到了关注，都积极寻求可靠的解决方法。在不同的设备上使用的同步电动机特性也有所不同，要解决起动困难问题的静止变频装置也会发生变化。最初实现同步电动机的静止变频是西方发达国家在燃气轮
2016-2022年中国交流电机制造行业发展研究分 析与市场前景预测报告 报告编号：1627576
行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容： 一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网https://www.doczj.com/doc/0717375398.html,基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。
一、基本信息 报告名称：2016-2022年中国交流电机制造行业发展研究分析与市场前景预测报告报告编号：1627576←咨询时，请说明此编号。 优惠价：￥7920 元可开具增值税专用发票 网上阅读： 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。 二、内容介绍 电机作为风机、水泵、压缩机、机床、传输带等各种设备的驱动装置，广泛用于冶金、石化、化工、煤炭、建材、公用设施等多个行业和领域，是用电量最大的耗电机械。近年来，在国家政策下，我国电机能效水平逐步提高，但总体能效水平仍然较低。从电机自身效率看，平均水平比国外低3-5个百分点，目前在用的高效电机仅占3%左右；从电机系统看，因匹配不合理，调节方式落后等原因，电机系统运行效率比国外先进水平低10-20个百分点。在用非高效电机的大量使用造成巨大的用电浪费。工业领域电机能效每提高一个百分点，可年节约用电260亿千瓦时左右。 在全球降低能耗的背景下，高效节能电机成为全球电机产业发展的共识。在电机系统节能方面，中国相继出台了一些指导政策，特别是2008年以后，加快了淘汰低效电机及拖动设备的速度，加强了高效节能电机推广力度；财政部和国家发改委将高效、超高效电机应用列入惠民工程；工业和信息化部也先后发布了两批“高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录”。随着新能源汽车保有量大幅增加，在政策刺激下，中国新能源汽车产业市场预期良好，带动驱动电机市场规模迅速增长。 据中国产业调研网发布的2016-2022年中国交流电机制造行业发展研究分析与市场前景预测报告显示，目前，中国电机占全球电机的市场份额约21.5%，这一数据随着国际经济大环境的回暖变化，还会增加。而国内市场，在下一个五年规划中较欧美市场和其他国家市场增长更快，特别是高效能电机的市场将有很大的增大空间。电机未来的趋势在2015年之后，电机需求将向IE2类标准电机转移，至于超高效率IE4类型的电机的市场占有率并不高。预计在2015年时IE4类型的超高效电机市场份额占5%，增长缓慢的原因主要是由于电机生产中原材料的价格过高而导致电机产品的价格过高。我国按照工业节能“十二五”规划要求，提出了以提升电机能效为目标，加快淘汰非高效电机，大力开发和推广高效电机产品，扩大高效电机市场份额；在建立健全废旧电机回收机制，
河南科技学院新科学院 电子课程设计报告 题目：电动机测速器设计 专业班级：电气工程及其自动化 姓名：曹旺 时间：2011年6月6日到6月17日指导教师：徐涛王玉萍 完成日期：2011年6月15日
目录 摘要 (1) 1 引言 (2) 1.1 电动机转速测量现状及前景 (2) 1.2 研发意义 (2) 2 总体设计方案 (2) 2.1 设计思路 (2) 2.2 总体设计框图 (4) 3 设计原理分析 (4) 3.1 电源的选择 (4) 3.2 传感器电路 (4) 3.3 定时电路 (5) 3.4 控制电路 (7) 3.5 计数器电路 (7) 3.6 驱动显示电路 (8) 3.7总体电路 (9) 3.8 PCB文件的打印输出 (11) 4 总结与体会 (12) 参考文献 (13)
电动机测速器设计任务书 1.计设目的与要求 设计一电动机测速器装置，理解相关要求，自主完成对系统的相关设计，要求所设计的电路具有以下功能： （1)能够测量电动机每秒钟所转的圈数并监视电动机的运转情况； （2）自己选择要测量的电动机的合适的转速范围； （3）运用相关的集成芯片对信号进行译码，用四位数码管显示电动机的转速（转/分）。 2 设计内容 （1）画出电路原理图，熟练掌握各种逻辑功能并正确使用逻辑关系； （2）确定相关元器件的合适的元件参数； （3）制作出电路仿真图示； （4）制作SCH文件的生成与打印输出； （5）制作PCB文件的生成与打印输出。 3编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和电路图，并且有自己的有总结体会。 4 答辩 在规定时间内完成相关叙述并回答出提出的相关问题。
同步电机异步电机的原理及启动 同步电机 同步电机和感应电机一样是一种常用的交流电机。特点是：稳态运行时，转子的转速和电网频率之间有不变的关系n=ns=60f/p，ns称为同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。 同步电机分为同步发电机和同步电动机。现代发电厂中的交流机以同步电机为主。 工作原理 ◆主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。 ◆载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。 ◆切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。 ◆交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。 ◆交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。 运行方式 ◆同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。 同步电动机
编者按我国已经成为世界上最大的中小型电机生产、使用和出口国，目前中小型电机行业具备一定规模的企业有８０余家，产品约有３００多个系列、近１５００个品种。随着科学技术水平的不断提高，中小型电机产品的产量及品种也将会逐步得到发展。根据国际通用估算方法，电动机装机容量为发电机装机容量的２．５～３．５倍，预计９１１２０２０年，我国电动机的装机容量将达Ｎ４５亿ｋＷ左右，目前我国电动机的装机容量在１２（７，ｋＷ左右，新增的３０多亿ｋＷ电机将为高效电机、专用电机带来巨大的市场空间。 行业发展现状 随着国民经济的高速发展和国际市场需求增长，中小型电机处于快速发展阶段。据国家统计局公布的数据，２００８年我国交流电动机的产量达到创纪录的１９８２５．５１万ｋＷ，２００９年全国交流电动机产量同比下降４．６个百分点，达１８７１０．１４７５ｋＷ。从国际市场需求来看， ２０”．０１．ＤＱＧＹ１４２００８年中小型电机的年出口量达３０００多万ｋＷ，出口额达２８．５８亿美元，然而受国际金融危机影响，２００９年出口额同比下降２１．２７％，为２２．５（）亿美元。我国已经成为世界上最大的中小型电机生产、使用和出口大国。目前中小型电机行业具有一定规模企业８０余家。中小型电机产品约 有３００多个系列、近１５００个品种。随着科学技术水平的
不断提高，中小型电机产品的产量及品种也将会逐步得到发展。 截至２００９年，据中小型电机行业统计，参加分会统计的５０多家企业工业总产值从２００５年度的２２２．９亿元，上升至２００９年度的３８７．９２亿元，增长７４．０３％；销售收入从２００５年度的２１９．１８亿元，上升至２００９年度的３９２．５３亿元，增长７９．０９％；其中电动机销售收入从２００５年度的１７３．１５亿元，上升至２００９年度的２６５．５４亿元，增长５３．５８％；利润从２００５年度的１０．９７亿元，上升至２００９年度的２７．９亿元，增长１５４．３３％。小型交流电动机产量从２００５年度的５４１３．２万千瓦，上升至２００９年度的５７７５．７万千瓦，增长６．７０％；大中型交流电动机产量从２００５年度的３３５７．３万千瓦，上升至２００９年度的５７２０．７万千瓦，增长７０．４０％；直流电机产量从２００５年度的７６９．６万千瓦，下降到２００９年度的５３１．８万千瓦，降低３０．９０％；一般交流发电机产量从２００５年度的５６２．２万千瓦，上升至２００９年度的１０２４．１万千瓦，增长８２．１６％；其中出口电机产量从２００５年度的１３６９．９万千瓦，冲高至２００８年度的２５０８．１万干瓦后回落到２００９年度的１５８１．５万千瓦，增长１５．４５％。 ２００９年，５２家电机企业产品销售总量达到１３５５４．５万千瓦，比２００５年５６家企业产品销售总量增打Ｄ３６６０．３万千瓦，产品销售总量增长了３７．ｏ％。其中交流电动机销售量１１７４４．９万千瓦，比２００５年５６家企业交流电动机销售量增加２７７８．１万千瓦，交流电动机销售量增长了３０．９８％；起重冶金电机的销售量从２００５年度的１４９６万千瓦，上升至２００９年度的２６２３．８万千瓦，增长了７５．３９％。 ２００９年在５２家企业中利润总 额超过２０００万元的企业有２２家， 利润总额超过６０００万元的企业 有１２家；产量超过３００万千瓦的 企业有１５家，产量超过４００万千 瓦的企业有１２家，产量超过６００ 万千瓦的企业有８家；电动机销 售收入突破１０亿元的企业有１０ 家。 国内外行业发展水平及差距对比 １．国内外行业发展水平 “十一五”期间，在国家实施节能减排及国务院十大产业调整和振兴规划的重大背景下，国家科技部对电机及系统节能给予了重点关注和支持，国家科技支撑计划“工业电机及典型泵阀节能关键技术研究”和８６３计划“达至ＵｘＥ３标准的节能型三相异步电动机核心技术研究”等重大项目的实施，使我国高效电机和变频调速专用电机设计技术、电机系统控制技术、电机及系统测试技术等方面取得了一些重要的技术突破，同时通过专利战略实施、技术标准制定等方面的工作，为自主知识产权的中小型电机及系统的产业化奠定了良好的基础。但在实现产业化方面与国外先进水平相比，存在电机精准设计、降耗降噪、系统节能、系统测试、变频绝缘结构及测试、电机及控制系统的精细化匹配、高性能工程型矢量控制、变频电机动态性能测试等关键技术滞后的现象，如表１所示。 ２．国内外差距对比分析 我国中小型电机及系统与国外同类先进产品相比，主要差距表现在以下几个方面： （１）能效标准执行的差距 美国自１９９７年起已开始强制推广使用高效率标准电机，２０１１年开始强制推行超高效率标准电机，欧盟及我国拟于２０１１年起强制推行高效率标准电机。而我国目前生产的中小型电机产品大多数是Ｙ、Ｙ２、Ｙ３及派生系列产品，绝大部分是普通效率标准ＩＥ１电机，比高效率标准 ＩＥ２平均低３％，比超高效率标准 ＩＥ３平均低５％。 （２）技术开发的差距 国外企业电机设计理念先 进，重视每一代产品的基础设 计。是所有后续衍生电机产品的 基础，所有的衍生电机开发采用 菜单式模块化选项，最多的衍生 电机模块化选项可达２００多个， 对于报价、设计、生产来说效率 非常高；对于大型、特种电机 ２０１１．０１．ＤｏＧＹ １５
Automation 测量与检测技术 Measurement ＆Detecting Technics 《电气自动化》2011年第33卷第4期 基于DSP 2812的电动机测速方法的研究 李昕奇金勇 （1．南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094；2．总装工程兵驻武汉军事代表室，湖北武汉430000）摘 要：为了精确的快速检测伺服系统的速度特性，介绍了采用TMS320F2812以及光电编码器作为硬件进行电动机测速，提出了一种 基于QEP 电路的变M /T 测速算法。实验结果表明转速测量精度高，响应速度快，具有一定的实际意义。关键词：TMS320F2812光电编码器变M /T 法 ［中图分类号］TM921．54+1［文献标志码］A ［文章编号］1000－3886（2011）04－0081－02 The Research of Speed Measuring of Motor Based on DSP 2812 Li Xinqi 1Jin Yong 2 （1．Nanjing University of Science and Technology ，Nanjing Jiangsu 210094，China ； 2．Military Represantative Office of Chief Equipment Department Engineering Corp in Wuhan ，Wuhan Hubei 430000，China ） Abstract ：For improving the accuracy and speed of velocity detection of servo system ，this paper introduced the principle of using TMS320F2812 and incremental encoder for velocity detection ， and introduced a method of Alterable M /T based on QEP circuit．The experiment result shows that this method has a higher precision and fast response in velocity measuring．It ’s very significant for improving the capacity of servo system． Keywords ：TMS320F2812 Encoder the Method of Alterable M /T 收稿日期：2010－11－04 0引言 位置伺服系统是电流、速度、位置的三闭环控制系统，需要传感器精确检测被控对象的瞬时信息， 进行误差校正。测速装置是伺服系统中的重要装置，其速度分辨能力的高低是实现高精度，大范围速度测量的重要因素。对于不同的伺服系统，所选择的测速装置以及测速方法也会有所不同，所以应根据实际系统的要求，选择不同的测速方法以满足系统要求。 1基于光电编码器测速方法的分析 常用的基于光电编码器的电动机测速方法有以下几种：M 法、T 法、M /T 法、变M /T 法。 M 法是在规定的时间间隔T 内，测量编码器所产生的脉冲数来获得被测速度值。此方法的检测过程在极端情况下会产生?1个转速脉冲的误差，故只有在电动机转速较高时才会有较高的测量精度。所以M 法只适用于高速测量场合。 T 法是测量相邻两个脉冲的时间间隔来确定被测速度的方法。此方法在极端情况下会产生?1个高频脉冲周期。因此T 法在低速测量（相邻转速脉冲间隔时间较大）时才会有较高的精度。 M /T 法是同时测量检测时间和此检测时间内转速脉冲的个数来确定被测转速。M /T 具有较高的检测精度，但在低速状态下检测时间过长， 无法满足伺服系统的快速响应要求。变M /T 法是指测速过程中，不仅测取的测速脉冲与高频时钟脉冲随电机的转速不同而变化，而且测量时间T 也是变化的。所以变M /T 法相比较其它三种测速方法在高速、低速时都具有较高的测量精度，而且响应速度快，在闭环控制中具有较高的使 用价值。 基于以上分析，本文将采用变M/T 法完成电动机的转速测量。 2测试系统的硬件设计 光电编码器是一种高精度的角位移传感器，常被用于高精度的 控制系统（例如数控机床、机器人、伺服系统的速度反馈控制）中，实现角位移的检测。增量式光电编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A 、B 和Z 相，A 、B 两组脉冲相位差90?，从而可方便地判断旋转方向，而Z 相为每转一个脉冲，用于基准点定位。 TMS320F2812的两个事件管理器模块都有一个QEP 电路，如果电路被使能，那么可以对从CAP1/QEP1和CAP2/QEP2（EVA ）或CAP4/QEP3和CAP5/QEP4（EVB ）引脚上输入的正交编码脉冲进行解码和计数。QEP 电路和光电编码器接口可用来实现从电动机上获得其速度信息。如图1所示光电编码器的正交脉冲从QEP1、 QEP2口输入完成解码和计数。图1EVA 的QEP 电路结构框图 QEP 电路对正交编码脉冲的两个沿都进行计数，因此，通用定时器2（或4）产生的时钟频率是光电编码器发出频率的四倍，同时QEP 电路通过解码逻辑判断哪个相位超前以确定定时器的 1 8
同步电动机常见启动故障分析及处理 摘要：同步电动机能否顺利启动，不仅影响到同步电动机自身的安全，还影响到生产系统，为了快速、准确的发现故障、排除故障，对同步电动机常见的启动故障分析就显得非常必要。文章结合维修实践，分析了同步电动机常见启动故障，并给出了具体的处理措施，为今后同步电动机启动故障的维修提供了方法，具有一定的参考价值。 0 引言 同步电动机由于其功率因数高，运行效率高，稳定性好，转速恒定等优点广泛应用于工业生产中。熟悉同步电动机启动故障，并及时排除故障，对电 动机本身及生产系统都具有现实意义，为了能及时、准确排除故障，必须对 同步电动机常见故障进行详细的分析。 1 常见故障 1）同步电动机通电后，不能启动。 同步电动机接通电源后，不能启动和运行，一般有以下几方面的原因：（一）电源电压过低，由于同步电动机启动转矩正比于电压的平方，电源电压过低，使得电机的启动转矩大幅下降，低于负载转矩，从而无法启动，对此，应提高电源电压，以增大电机的启动转矩。（二）电动机本身的故障检查电动机定、转子绕组有无断、短路，开焊和连接不良等故障，这些故障都使电机无法建立起额定的磁场强度，从而电动机无法启动；检查电动机轴承有无损坏，端盖有无松动，如果轴承损坏或端盖松动，造成转子下沉，与定子铁心相擦，从而导致电机无法启动。对定、转子绕组故障可用低压摇表，逐步查找，视具体情况，采取相应的处理方法，对轴承和端盖松动故障，每次开车前都应盘车，看电动机转子转动是否灵活，如轴承（或轴瓦）损坏，应及时更换。（三）控制装置故障此类故障多为励磁装置的直流输出电压调整不当或无输出，造成电动机的定子电流过大，致使电机过流保护动作或引起电机的失磁运行，此时，检查励磁装置的输出电压、电流是否正常，电压、电流波形是否正常，如电压或电流波形不正常，为了节省时间，更换备用触发板。（四）机械故障如被拖动的机械卡住，