电动机的选择

电动机的选择（共11篇）

电动机的选择 篇1

一、电动机容量的选择

电动机的选择主要是容量的选择, 如果容量选小了, 一方面不能充分发挥机械设备的能力, 使生产效率降低, 另一方面电动机长时间在过载状况下运行, 会过早损坏, 同时还可能出现启动困难, 经不起冲击负载等。如果容量选大了, 不仅使设备投资费用增加, 而且由于电动机经常在轻载情况下运行, 运行效率和功率因素 (对异步电动机而言) 都会下降。电动机容量的选择应根据以下三项原则进行。

1、发热

电动机在运行时, 必须保证电动机的实际最高温度等于或略小于电动机绝缘允许的最高工作温度。

2、过载能力

电动机在运行时, 必须有一定的过载能力。即所选电动机的最大转矩 (对异步电动机而言) 或最大允许工作电流 (对直流电动机而言) 必须大于运行过程中可能出现的最大负载转矩和最大负载电流。

3、启动能力

由于鼠笼式异步电动机的启动转矩一般比较小, 所以电动机必须有可靠的启动负载转矩。

二、电动机种类、电压、转速和结构形式的选择

1、电动机类型的选择

(1) 对于不要求调速, 对启动性能亦没有过高要求的生产机械, 应优先考虑使用一般的鼠笼式异步电动机 (如YL型、JS型、Y系列等) 。若要求启动转矩比较大时, 则可选用高启动转矩的鼠笼式异步电动机 (如JS—1XX型、JQ型和JQO系列等) 。

(2) 对于要求经常启动、制动, 且负载转矩较大, 又有一定要求的生产机械, 应使用线绕式异步电动机 (如YR型、YZR型、JZR型等) ;对于周期性波动负载的生产机械, 为了削平尖峰负载, 一般采用电动机带飞轮工作, 这种情况下, 也应选用线绕式异步电动机。

(3) 对于只需要几种速度, 而不要求无级调速的生产机械, 为了简化变速机构, 可选用多速异步电动机 (如YD系列小型多速异步电动机) 。

(4) 对于要求稳定恒速的生产机械, 且需要补偿电网功率因数的场合, 应优先考虑选用同步电动机 (如TD型等) 。

(5) 对于需要大的启动转矩, 又要求恒功率调速的生产机械, 常选用直流串励或复励电动机。

(6) 对于要求大范围无级调速, 且要求启动、制动、正反转的生产机械, 则可选用带调速装置的直流电动机或鼠笼式异步电动机。

2、电动机额定转速的选择

(1) 对于不需要调速的高、中转速的机械, 一般选用相应的额定转速的异步电动机或同步电动机, 直接与机械相连接。

(2) 对于不需要调速的低速运转机械, 一般选用适当转速的电动机通过减速机构来传动, 但电动机的额定转速不宜太高, 否则减速机构会很宠大。

(3) 对于需要调速的机械, 电动机的最高转速应与生产机构的最高转速相适应, 采用直接传动或通过减速机构来传动。

(4) 对于经常启动、制动和反转的生产机械, 要着重考虑缩短过渡过程, 减少启、制动时间, 提高生产效率, 而决定启、制动时间的主要因素是电动机的飞轮转矩和额定转速, 即GD2·N2, 所以欲使生产机械的生产效率最高, 则应该根据最小的GD2·N2的数值来选择电动机的额定转速。

3、电动机结构形式的选择

电动机的结构形式应根据生产机械安装位置和工作环境来选择。在多数情况下, 电动机工作的周围大气中含有不同分量的灰尘和水分, 有的还含有腐蚀性气体甚至含有易爆炸的混合物, 有的电动机要在水下工作。灰尘会使电动机绕组很快沾污, 散热条件恶化;水分、瓦斯、酸性气体、水蒸汽等会使电动机的绝缘材料性能变差甚至失去绝缘能力;易爆炸的混合物与电动机内产生的火花接触时将有发生爆炸的危险。为了保证电动机能在各种不同的环境下安全运行, 外壳的形式有多种。

(1) 开启式:开启式电动机两侧和端盖上有很大的通风口, 具有良好的散热条件, 价格便宜, 但是灰尘、水滴或铁屑很容易侵入电动机内部而影响电动机的正常工作和寿命。

(2) 防护式:防护式电动机的通风孔在机壳底部, 通风冷却条件较好, 可以防止水滴、铁屑等杂物从垂直方向或小于45°角的方向落入电动机内部, 但不能防止灰尘和潮气侵入, 是目前广泛应用的一种形式, 适用于比较干燥、灰尘不多、无腐蚀性和无爆炸性气体的场所。

(3) 封闭式:封闭式电动机又分为自冷式、强迫通风式与密闭式三种。前两种形式的电动机, 潮气和灰尘等不易进入其内部。适用于灰尘多、潮湿、易引起火灾和有腐蚀性气体的地方。密闭式电动机可以防止一定压力的水柱的冲击, 适用于在液体中工作的生产机械。

(4) 防爆式:防爆式电动机是在封闭式结构的基础上设计而成的, 其外壳和接线端子全部封闭, 能防止外部易燃气体侵入机内或机内因火花引起机外易燃气体起火爆炸, 适用于有易燃、易爆气体的场所。

电动机的选择 篇2

电动机已经系列化，通常由专门工厂，按标准系列成批或大量生产。机械设计中应根据工作载荷(大小、特性及其变化情况)、工作要求(转速高低、允差和调速要求、起动和反转频繁程度)、工作环境(尘土、金属屑、油、水、高温及爆炸气体等)、安装要求及尺寸、重量有无特殊限制等条件，从产品目录中选择电动机的类型和结构型式、容量(功率)和转速，确定具体型号。

1．选择电动机的类型和结构型式

生产单位一般用三相交流电源，如无特殊要求(如在较大范围内平稳地调速，经常起动和反转等)，通常都采用三相交流异步电动机。我国已制订统一标准的Y系列是一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械，如金属切削机床、风机、输送机、搅拌机、农业机械和食品机械等。由于Y系列电动机还具有较好的起动性能，因此也适用于某些对起动转矩有较高要求的机械(如压缩机等)。在经常起动，制动和反转的场合，要求电动机转动惯量小和过载能力大，此时宜选用起重及冶金用的YZ型或YZR型三相异步电动机。

三相交流异步电动机根据其额定功率(指连续运转下电机发热不超过许可温升的最大功率，其数值标在电动机铭牌上)和满载转速(指负荷相当于额定功率时的电动机转速，当负荷减小时，电机实际转速略有升高，但不会超过同步转速——磁场转速)的不同，具有系列型号。为适应不同的安装需要，同一类型的电动机结构又制成若干种安装形式。各型号电动机的技术数据(如额定功率、满载转速、堵转转矩与额定转矩之比、最大转矩与额定转矩之比等)、外形及安装尺寸可查阅产品目录或有关机械设计手册。

2．确定电动机功率

电动机的容量(功率)选得合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常工作，或使电动机因长期过载而过早损坏，容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，且因经常不在满载下运行，其效率和功率因数都较低，造成浪费。

电动机容量主要由电动机运行时的发热情况决定，而发热又与其工作情况有关．电动机的工作情况一般可分为两类：

(1)用于长期连续运转、载荷不变或很少变化的、在常温下工作的电动机。选择这类电动机的容量，只需使电动机的负载不超过其额定值，电动机便不会过热。这样可按电动机的额定功率Pm等于或略大于电动机所需的输出功率Po，即Pm≥Po，从手册中选择相应的电动机型号，而不必再作发热计算通常按Pm=(1～1.3)Po选择，电动机功率裕度的大小应视工作装置可能的过载情况而定。

电动机所需的输出功率为：

式中：Pw为工作装置所需功率，kW；为由电动机至工作装置的传动装置的总效率。

工作装置所需功率Pw 应由机器各种阻力和运行速度经计算求得。机械设计课程设计中，通常可由设计任务书给定参数，按下式计算：

或

为工作装置的线速度，m/s；

为工作式中：Fw为工作装置的阻力，N；

装置的阻力矩，N.m；为工作装置的转速，r/min ； 为工作装置的效率。由电动机至工作装置的传动装置总效率 按下式计算：

式中： 分别为传动装置中每一级传动副（齿轮、蜗杆、带或链传动等）、每对轴承或每个联轴器的效率，其值可查阅机械设计手册，表2-4列出了部分数据。

计算传动装置总效率时应注意以下几点：

1)所取传动副的效率是否已包括其轴承效率，如已包括则不再计入轴承效率； 2)百度搜索机智ask了解更多相关内容；

3)同类型的几对传动副、轴承或联轴器，要分别计入各自的效率；

4)蜗杆传动效率与蜗杆头数及材料有关，设计时应初选头数，估计效率，待设计出蜗杆传动后再确定效率，并修正前面的设计计算数据；

5)资料推荐的效率值一般有一个范围。如工作条件差、加工精度低、维护不良时，则应取低值，反之则取高值。

(2)用于变载下长期运行的电动机、短时运行的电动机(作时间短、停歇时间较长)和重复短时运行的电动机(工作时间和停歇时间都不长)，其容量选择按等效功率法计算，并校验过载能力和起动转矩。需要时可参阅电力拖动等有关专著．

3．确定电动机转速

额定功率相同的同类型电动机有若干种转速可供设计选用。电动机转速越高，则磁极越少，尺寸及重量越小，一般说价格也越低；但是由于所选用的电动机转速越高，当工作机械低速时，减速传动所需传动装置的总传动比必然增大，传动级数增多，尺寸及重量增大，从而百度搜索机智ask了解更多相关内容。因此确定电动机转速时应同时兼顾电动机及传动装置两者加以综合分析比较确定。电动机选用最多的是同步转速为1000r/min及 1500r/min两种,如无特殊要求,一般不选用低于750r/min的电动机。

电动机的选择 篇3

关键词：存货计价方法;企业所得税

一、存货计价方法对本期利润和应纳税额的影响

（一）物价上涨：例1：华煜股份有限公司2014年2月B商品的购销情况如下：期初结存100万件，单价10元。2月7日购入200万件，单价12元。2月11日购入250万件，单价14元;销售300万件，单价16元。2月20日购入180万件，单价20元;销售200万件，单价22元。

A.先进先出法：销售成本=100×10+200×12+200×14=6200（万元）;销售收入=300×16+200×22=9200（万元）;销售利润=9200-6200=3000（万元）;应纳所得税额= 3000×25%

=750（万元）

B.月末一次加权平均法：平均单价=（100×10+200×12+250×14+180×20）/（100+200+250+180） =14.38（元）;销售成本=（300+200）×14.38=7190（元）;销售收入=9200（万元）;销售利润=9200-7190=2010（万元）;应纳所得税额=2010×25%

=502.5（万元）

C.移动加权平均法：2月11日结存存货单价=（100×

10+200×12+250×14）/（100+200+250） =12.55（元）;2月20日结存存货单价=（250×12.55+180×20）/（250+180）=15.67（元）;销售成本=250×12.55+200×15.67=6271.5（元）;销售收入

=9200（万元）;销售利润=9200-6271.5=2928.5（万元）;应纳所得税额=2928.5×25%=732.125（万元）

从以上计算结果可以看出：（1）不同的存货计价方法得出的销售成本、销售收入、销售利润、应纳所得税额都不一样。总的来说，期末存货变化大小与销售成本相反，与利润相同，进而影响企业应纳所得税额;（2）采用先进先出法计算出的利润最高、应纳税额最多，这是因为在物价上涨的情况下，后入库的存货成本高于先入库的存货成本，使用先进先出法的话，本期发出存货的成本就会低于结存存货的成本，减少了企业本期的销售成本，增加了本期利润，进而增加了本期应纳所得税负担;（3）采用月末一次加权平均法计算的利润最低、应纳税额最少，这是因为采用月末一次加权平均法物价上涨后的存货成本会提高物价较低时的存货成本，所以存货的本期发出成本会升高，减少了企业本期的利润，进而减少了本期应纳所得税负担;（4）采用移动加权平均法计算的处于以上两种方法计算的结果之间，这是因为移动加权平均法时，每购入一次存货都要计算加权成本，所以物价上涨时对前期发出存货成本的影响不是很大，企业本期利润较高、应纳所得税额较多，而后期发出存货成本随之升高，企业本期利润较低、应纳所得税额较少。从长期来看，对企业利润和应纳所得税的影响就处于以上两种方法之间。

（二）物价下跌：例2： 华煜股份有限公司2014年2月B商品的购销情况如下：期初结存100万件，单价20元。2月7日购入200万件，单价18元。2月11日购入250万件，单价15元;销售300万件，单价21元。2月20日购入180万件，单价12元;销售200万件，单价16元。

A.先进先出法：销售成本=100×20+200×18+200×15=8600（万元）;销售收入=300×21+200×16=9500（万元）;销售利润=9500-8600=900（万元）;应纳所得税额= 900×25%

=225（万元）

B.月末一次加权平均法：平均单价=（100×20+200×18+250×15+180×12）/（100+200+250+180）=15.77（元）;销售成本=（300+200）×15.77=7885（元）;销售收入=9500（万元）;销售利润=9500-7885=1615（万元）;应纳所得税额=1615×25%

=403.75（万元）

C.移动加权平均法：2月11日结存存货单价=（100×

20+200×18+250×15）/（100+200+250）  =17（元）;2月20日结存存货单价=（250×17+180×12）/（250+180）=14.91（元）;销售成本=250×17+200×14.91=7232（元）;销售收入=9500（万元）;销售利润=9500-7232=2268（万元）;应纳所得税额

=2268×25%=567（万元）

从以上计算结果可以看出：（1）采用先进先出法计算的利润最低、应纳税额最少，这是因为在物价下跌的情况下，后入库的存货成本低于先入库的存货成本，使用先进先出法的话，发出存货的成本就会高于结存存货的成本，增加了企业本期的销售成本，减少了本期利润，进而减少了本期应纳所得税额;（2）采用移动加权平均法计算的利润最高、应纳税额最多，这是因为采用移动加权平均法时，每购入一次存货都要计算加权成本，所以物价下跌时对前期发出存货成本的影响不是很大，而后期发出存货成本随之降低，企业本期利润较高、应纳所得税额较多;（3）采用月末一次加权平均法计算的在以上两种方法计算出的结果之间，这是因为物价下跌后的存货成本会降低物价较高时的成本，所以存货的发出成本会降低，增加了企业本期利润，进而增加了应纳所得税额。

二、对企业选择存货计价方法的建议

选择适合企业的存货计价方法要考虑多方面的因素，采用任何一种存货计价方法都很难满足所有要求，最适当的方法就是以企业所在的角度和所考虑的主要因素来做出具体的选择。又由于存货的计价方法一旦确定，不得随意改变，所以企业在选择存货计价方法时，要根据本企业的行业性质、经营目的、财务状况、纳税筹划和市场物价波动、信息技术发展等因素慎重考虑。最适合企业的存货计价方法对企业来说才是最好的方法，才能够达到自身的目的从中获益。因此，企业需要因地制宜、考虑全面以选择适当的存货计价方法。

从企业所得税纳税筹划来看，在物价不断上涨的情况下，企业应该采用加权平均法或移动加权平均法，可以相对减轻纳税负担，从而达到延缓纳税的效果;在物价不断下跌的情况下，企业应该采用先进先出法;在物价上下波动时，价格涨落幅度较大，可以采用移动加权平均法，价格涨落幅度不大的话，可以采用加权平均法，从而避免因企业应纳税额上下波动影响到资金周转和其他经营活动。对处于享受减税免税期间的企业，取得越多的利润就能获得越多的免税额，那么选择先进先出法就能获得更多利润。处于征税期时，可以采用加权平均法计价。

综上所述，企业要根据不同的情况从多个角度去分析具体问题，作出有利于企业的选择，从而达到合理避税的目的使之利润最大化。

参考文献：

[1]  刘永泽，陈立军.中级财务会计[M].第三版.东北财经大学， 2012：39-85.

[2] 王亚明.存货计价方法的选择对商业企业的影响[J].企业导报，2013，（13）：8-11.

[3] 徐亚非.浅论中小企业存货计价方法的选择[J].企业导报， 2013，（3）：56-57.

电动机及控制系统的选择 篇4

1 电动机的工作方式的特点

为满足生产机械的需要, 根据电动机的发热状况, 可将其分为连续工作方式、短时工作方式和间歇工作方式三种电动机。

1) 连续工作方式电动机的特点是, 工作时间长, 其工作温度可达到相应的温升稳定值, 矿山通风、压气、排水、提升等设备的拖动电动机均是这种工作方式的电动机。这种电动机可满足长时间工作的生产机械的需要。

2) 短时工作方式电动机的特点是, 工作时间较短, 在一次运行后, 停歇时间量较长, 它的温升达不到稳定值, 如小水窝水泵、电动风门等设备使用的电动机。这类生产机械可选用短时工作方式的电动机。在规定的短时工作条件下, 不可能超过许可温升。一般的短时定额电动机的时间标准为10min、30min、60min、90min。

3) 间歇工作方式的电动机, 其工作时间量和停歇时间量 (或空载运行时间) 重复交替, 循环周期不超过10min。电动机在工作时间内温度上升, 在停歇时间内下降。所以在整个运行过程中, 电动机温度不断上、下波动, 且逐渐升高。这类工作方式的生产机械有电铲、起重机、电梯等.间歇工作的生产机械, 可按实际工作情况选用间歇定额的电动机。

2 电动机的选择要求

2.1 其性能要满足生产机械的要求

所选电动机与生产机械的特性曲线之间要有稳定的工作点, 保证系统能可靠运行;对需要平滑启动和有较大调速范围的生产机械, 可根据实际生产情况进行经济技术比较, 选用启动性能和调速性能较好的电动机, 在选用鼠笼型交流电动机时, 要看电源容量能否满足电动机启动性能要求。

2.2 其结构应适应生产机械的工作条件

电动机的结构分为开启式、防护式、封闭式和隔爆式等类型。开启式电动机两侧端盖上有较大的开口, 有较好的散热条件, 电动机的转动部分和带电端子没有专门的防护, 这类电动机仅可用于工作环境干燥、无粉尘飞扬的机械。防护式电动机可避免一定方向的水滴、水浆或固体物质落入电动机内部, 而散热条件比开启式电动机差, 能用在工作条件较差的机械。封闭式电动机的机壳为密封防护, 可防尘、滴水或固体物质进入电动机内部, 而因其内部空气不能与外界流通, 散热条件较差, 可用在工作环境潮湿的机械。

防爆式电动机具有严密的防爆外壳, 在电动机内部出现火花引起爆炸时, 不会波及电动机外部, 适用于有爆炸可能的场所。

2.3 其容量应与机械相适应

电动机容量的选择应在满足生产机械要求的条件下, 最经济、合理地确定电动机功率。若电动机功率选的太大, 就可能导致投资费用高, 长期工作在欠载下的电动机, 其效率和功率团数较低而增加运行费用造成浪费;如果电动机容量选的太小, 可能使电动机长期超载运行, 导致电动机过热和绝缘材料提前老化而缩短寿命。电动机的容量要根据负载运行情况合理选用。

选择电动机容量时, 应满足下述三方面的要求:1) 电动机在规定运行方式工作时, 其温升应接近但不超过其绝缘材料的最高允许温度;2) 电动机应具有一定的过载能力。电动机在实际应用中, 会因电网波动、负载变化等原因, 造成电动机过载。3) 电动机启动转矩应满足生产机械的要求。对启动转矩小, 而又不能改变机械特性的鼠笼型电动机, 要考虑其启动转矩能否满足生产机械的要求。不能满足时, 要选用功率较大的电动机;对绕线式交流电动机或直流电动机, 因其启动转矩可通过改变其机械特性进行调节, 可不考虑启动转矩的要求。

电动机的选择是以生产机械的工作要求和工作条件, 确定电动机的种类、结构、额定电压、转速等基本规格;以发热条件为基础, 确定电动机的容量, 并进行经济技术比较, 科学确定电动机满足拖动系统安全可靠、运行经济合理的要求。

3 煤矿固定机械设备拖动电动机的选择

3.1 空气压缩机电动机的选择

空气压缩机采用的拖动电动机是由主机制造厂成套供应的。其功率在200kw以下都采用低压供电, 功率在200kw以上的采用高压供电。低压供电时, 功率较大的可配置绕线式交流电动机;功率较小者可配鼠笼式电动机。采用高压供电的拖动电动机时, 对大型活塞式空压机, 由于其曲轴转速较低, 若采用低速异步电动机, 会使转子功率因数低, 对电网运行不利, 所以采用刚性连接、直接拖动的低速同步电动机。采用同步电动机后, 不但能满足空压机低速运行要求, 而且还能向电网输送超前的无功功率, 提高矿井供电系统的功率因数。

3.2 通风设备电动机的选择

1) 在采用同步电动机拖动时, 对轴流式通风机还要进行牵入转矩的校验, 以保证同步电动机异步启动时的转差率能达到0.05, 使同步电动机投入励磁后, 能将转子牵入同步。

2) 采用调节叶片角度实现反风运行的风机, 要校验反风运行时电动机的功率。

3) 对如轴流式通风机等重载启动设备, 鼠笼型电动机和同步电动机的额定功率要按启动条件校验。

4) 选用笼型异步电动机作为主传动电动机, 由于它价廉、容易运行操作、方便维护。与鼠笼型异步电动机相比, 同步电动机可输出无功功率, 效率较高, 可根据系统无功负荷的大小、分布、价格等因素决定较大容量的主传动电动机是否选用同步电动机。在风机转动惯量较大或电网容量较小时, 笼型异步电动机和同步电动机都不能满足启动要求或加大功率不合理时, 要选用绕线型异步电动机。

5) 在对电动机调速性能有特殊要求时, 电动机类型要结合调速方式依据技术经济比较确定。

6) 在电动机容量小于200 kw时, 选用380V或660V电压等级;容量大于400kw时, 可选用6k V或10k V电压等级;容量在200kw~400kw之间, 可进行技术经济比较确定电压等级。

7) 选用同步电动机, 要按通风机的转向对电动机旋转方向提出要求。在采用通风机反转反风时, 电动机要符合可逆转的要求。

3.3 矿井主排水泵电动机的选择

超声速巡航发动机设计点参数选择 篇5

超声速巡航发动机设计点参数选择

针对高性能军用发动机实现不加力超声速巡航所需要高推力性能的要求,并兼顾经济性,提出了发动机设计点热力参数的优化选择方案,并利用建立的发动机仿真程序,对某型发动机进行了计算,对提出的方案进行了验证.

作 者：李志刚 李军 张晓怀 作者单位：空军工程大学,工程学院,陕西,西安,710038刊 名：推进技术 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY年，卷(期)：23(3)分类号：V231关键词：航空发动机 超声速特性 巡航飞行 发动机性能参数 性能分析

为什么选择购买纯电动车？ 篇6

Q：在选择电动车时会考虑哪些方面？

价格，续航里程。

Q：你的电动车标定的续航里程是多少？

实际驾驶时续航里程为多少？

300公里，实际不开空调280公里左右。

Q：是否自行安装充电桩？

你认为充电是否方便？

如果物业不阻拦安装充电桩的话还是很方便的。

Q：你认为纯电动车外出时是否方便？

有效距离内非常划算，还不限行。

Q：是否后悔购买电动车？

最主要的理由是什么？

不后悔，要不可能一辈子都没有北京牌照。

在经过多番对比之后，我选定了比亚迪秦EV300，主要是看中300公里的续航里程，平时上下班来回40公里，对于有里程纠结症的我来说，媳妇再也不用担心我会经常看仪表盘的续航里程，导致开车注意力不集中了。其次就是秦有很多黑科技配置，还是挺实用的，就是不知道是否耐用，有待日后考验。

关于这款比亚迪秦EV300，开起来非常轻快，对比我的另一辆车福克斯，秦感觉要灵活许多。缺点是秦在过减速带之后，会有一些细碎的颠簸传到车内，驾驶感受不是很好，不过这车动力还是不错的，城市道路够用了。内饰方面，做工感觉还可以，比别的国产车要好些，就是挡把自带呼吸灯有点汽配城范儿。还有一些比较实用的配置比如360°倒车可视，PM2.5净化系统，云服务等都非常好用。电动车上下班代步还是非常划算的，我是从自己家飞线充电，来回40公里也就几块钱的电钱，比坐地铁还省。

不过也有几点担心，现在已经慢慢入冬，天气越来越冷，如果以后上班都是全程空调的话，估计续航里程衰减的会比较厉害，由于秦是今年下半年刚上的车型，也没有之前车主过冬的数据可以参考，有待考验。还有就是充电桩问题，我已经开了将近三千公里了，但是到现在物业也没有给我解决充电桩的问题。我在家有自己的地库停车位，也有全部申请充电桩的手续，物业就是不给盖章，导致没法申请电表，在政府这么大力推广电动车的政策下，还希望物业不要真的成为充电桩受阻的最后一公里。还有就是第三方的快速充电桩，虽然1个多小时就能充满，但是相对的费用也不低，费用构成（电费+服务费+停车费），主流的几个APP充电，费用基本都在1.9元一度左右，和油车的一箱油钱也相差无几。最后一点顾虑是秦的充电口在前脸中网处，和别的竞品不同，所以如果以后如果发生追尾事故，对充电影响会不会很大，维修费用和维修时间是怎样还不得而知。

总结一下，我不想去考究新能源车是否真的环保，还是仅仅将污染源从终端向上游转移，也不想去考究新能源车在国内制造环境下的质量、安全性是否经得起比较，也不去质疑新能源车的定价、配套设施是否合理、充分。我认为只要能在能力范围之内购买一辆性价比高的，符合出行需求的，能在北京自由出行的，其他的问题都不是问题。

我想好像所有男孩都喜欢汽车，但我觉得我自己这台新能源江淮iEV5也最多就算本身概念中所谓“汽车”的一半。为啥这么说呢，我跟你聊聊我的日常你就知道了。

我家在老旧小区里，本来停车位就紧张。没安充电桩之前，我是从家里拉电线。所以必须停车离家最近的车位。后来安充电桩之后，更是得停在那个固定的位置了。可是大家都是出来混的，谁又能给你这个特殊照顾——都自觉把这个位置留给你？于是，迫于无奈我就把我爷爷的三轮车横在那个位置上，我车来了开锁让位。我车走了锁上占位，结果今年夏天还跟一辆外来车辆因为这事发生了冲突，就不细说了。

我开这车就作为上下班的代步工具，要是自驾游确实也难为它。可要开去朋友家之类就又有别的蹊跷了。比如有一次去我哥们家喝酒，喝完打算在哥们家里住一晚。结果夜里拉线想从他家充点电好第二天回去，结果由于他家线路比较细，充了1小时左右保险丝就给烧坏了。幸好我哥们的爸爸就是电工，也没造成多大麻烦。也多亏我比较注意车的续航里程，到现在还没出现给我撂在半路的悲剧事情。

不过说真的每次因为这个充电的事情都在折磨我这个强迫症。要是上天再给我一个机会——我绝对会穿越在2010年底不摇号之前买上一台汽油车。今年听说北京的电动车也是要中签才能购买了，我只想到阿Q的精神胜利法。至少，我还有个你。

电动机的选择 篇7

一般来说, 三相异步电动机具备更好的应用效益, 通过其相关材料成本、运作成本等的控制, 有利于促进该电动机的有效普及。其具备普通单相电动机无法比拟的优势, 比如良好的运行性能、较低的材料成本。通过对转子结构模式的划分, 三相异步电动机可以分为多种模式, 这要针对实际的应用场合, 展开相关变频调速系统的有效选择了, 从而实现电动机的最大利用效益的实现, 满足现实工作的发展需要。

1 关于交流电动机变频调速环节的分析

三相异步电动机主要分为绕线模式与笼式模式, 这两种模式具备各自的优缺点。一般来说, 笼式三相异步电动机的应用范围是比较广泛的, 其价格是比较低的, 运作安全性高, 结构模式简单, 方便操作。这种应用模式也存在一定程度的缺陷, 比如其调速的困难性, 难以实现其调速环节的优化。绕线式电动机也有其自身的运作优势, 通过其变阻器电阻的有效控制, 可以保证电动机转速模式的有效调节, 实现电动机起动性能的有效提升。交流电动机不论是三相异步还是同步的, 只要设法改变三相交流电动机的供电频率, 就可方便地改变电机的转速。它比改变极对数, 和转差率, 两个参数要简单得多, 特别是近年来, 静态电力变频调速器技术的飞速发展, 使得三相交流电动机变频调速成为当前电气调速的主流。实际上, 仅仅改变电动机的频率并不能获得良好的变频效果。在应用变频调速时, 需同时改变电压和频率, 才能保持磁通的基本恒定。

为了满足现实经济的发展, 进行一系列的电动机模式及其变频器模式的有效组合, 是非常必要的, 通过其控制体系的应用, 来满足实际生产工作的需要。一般来说, 三相异步电动机开环控制模式存在多种变频器调速模式, 其控制方式是通俗易懂的, 其工作可靠程度是比较高的。也是受到开环控制模式的影响, 无论是其动态响应环节及其精度控制环节都存在一定程度的麻烦, 这需要针对实际应用场合, 展开相关区域电压的有效调整, 在调整过程中, 其低速区域的电压调整是比较复杂的, 如果不能实现该环节的有效控制, 其调度精度的提升及其调速范围扩大的实现是基本不可能的。由于受到转差率的影响, 异步电动机的最大利用效益是难以实现的, 这需要一系列的变频器的应用, 实现其功能效益的提升。通用变频器异步机开环变频调速仅适用于一般场合, 例如风机、水泵等机械。三相异步电动机开环控制的矢量变频器调速控制。与上述通用比较, 两者的差别仅在使用的变频器不同。由于使用无速度传感器矢量控制的变频器, 可以分别对异步电动机的磁通和转矩电流进行检测、控制, 自动改变电压和频率, 使指令值和检测实际值达到一致, 从而实现了矢量控制。虽然是开环控制系统, 但是大大提升了静态精度和动态品质, 转速响应也较快。它应用于生产要求不太高的场合, 可达到控制结构简单, 可靠性高的实效。

2 关于三相异步电机变频调速环节的分析

为了实现三相异步电机变频模式的有效选择, 实现其变频器模式的有效应用是非常必要的, 这需要通过一系列的电力半导体器件的应用, 来满足其工频电源的有效转换。在现实工作场合中, 变频器的应用范围也是比较广泛的, 这也有赖于三相异步电机的有效普及。目前来说, 现阶段应用比较普遍的变频模式, 其主要是利用矢量控制变频来实现具体操作的。这需要进行工频交流电源的有效应用, 实现其直流电源的有效调整, 保证其直流电源的有效转换, 从而满足电动机的发展需要。为了更好的进行三相异步电机变频调速的选择, 实现其相关变频器电路的选择是非常必要的。变频器的应用, 需要遵循一定的顺序性, 比如整流环节、直流环节等的应用。在整流应用模式中, 要进行相关类型的三相桥式逆变器的应用, 其输出为PWM波形, 中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。变频器选型, 变频器选型时要确定以下几点:采用变频的目的;恒压控制或恒流控制等。变频器的负载类型;如叶片泵或容积泵等, 特别注意负载的性能曲线, 性能曲线决定了应用时的方式方法。变频器与负载的匹配问题;电压匹配;变频器的额定电压与负载的额定电压相符。电流匹配;普通的离心泵, 变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数, 以最大电流确定变频器电流和过载能力。转矩匹配;这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。

在变频器的应用过程中, 通过相关应用环节的控制, 可以保证电机的有效驱动。受到高速电机的自身应用性质的应用, 变频器的选择, 要保证其内部电容量的控制。这是高速电机变频器选择的关键, 只有做好该环节的工作, 才能保证其普通电机选型的有效选择, 实现变频器的综合利用效益的提升。在变频器的电缆运作过程中, 可以通过相关措施的应用, 保证地耦合电容的有效控制, 实现变频器的有效应用。这对于电动机的综合利用效益的提升是非常必要的。通过对上述模式的采取, 可以避免变频器工作过程中的各个麻烦。所以在这样情况下, 变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。对于一些特殊的应用场合, 如高温, 高海拔, 此时会引起变频器的降容, 变频器容量要放大一挡三相异步电动机闭环控制矢量变频器调速系统。矢量控制异步电机闭环变频调速是一种理想的控制方式, 它具有如下优点:可以从零转速起进行速度控制, 即甚低速亦能运行, 因此调速范围很宽, 可达到100:1或1000:1;可以对转矩实行精确控制;系统的动态响应速度甚快;电动机的加速度特性很好。

通过对相关变频调速技术的有效应用, 实现其异步电动机综合利用效率的提升。这需要积极进行相关异步电动机配套设备的优化, 比如速度传感器的应用, 从而确保移动电动机的有效工作, 保证其工作质量效率的提升。受到相关外界因素及其电动机内部因素的影响, 如果不能实现速度传感器的有效安装, 并且受到一些操作行为的限制, 比如多了反馈电路和环节, 也增加了出故障的机率。因此, 在必须采用的情况下, 对于调速范围、转速精度和动态品质要求不是特别高的场合, 适宜采用无速度传感器矢量变频器开环控制异步机变频调速系统。

在不同的应用场合, 必须要展开相关电动机应用模式的选择, 比如永磁同步电动机的应用, 该模式实行了对变频调速系统的有效选择, 实现其电动机开环控制模式的有效选择, 具备比较简单的电路控制模式, 可以满足现实工业的发展需要。广泛应用于各行各业的风机、水泵类负载;应用于重载及调速精度要求较高的场所;应用于轧钢、纺织、化纤等多电机同步传动系统, 各种方式的应用示例在此不一一例举。

3 结束语

电动机的选择 篇8

卫星通信地球站是设置在地球上能通过卫星传输信息的微波站。设立在固定地点的地球站叫做卫星固定地球站, 简称固定站。设置在车、船、飞机上, 可以在移动中通过卫星进行通信的地球站叫作卫星移动地球站, 即通常说的动中通[1,2,3]。可以移动, 但是通过卫星进行通信是在某一固定地点进行的地球站叫作静中通[4]。而便于携带的静中通叫作便携式卫星地球站, 简称便携站。

众所周知, 天线是卫星通信地球站系统中最主要的设备之一[5]。无论是何种卫星通信地球站天线, 通常都包括方位、俯仰和极化三个转动部分, 相应地, 要实现自动对星就需要三个电动机。电动机的选择需根据转矩、转速、转动加速度、精度和伺服控制等的要求来综合考虑, 其涉及到机械、电子、天馈和控制等方面的知识, 而且电动机的种类繁多, 所以选择合适的电动机至关重要且难度较大。

1选择驱动电动机需考虑的因素

1.1 转矩

电动机经过减速增矩 (需考虑传动系统的效率) 后的输出转矩应大于最大阻力矩且有一定的裕量, 通常为20%～50%。这里的阻力矩对方位来说主要是摩擦力矩, 对于动中通还需根据控制要求满足一定的转动加速度要求, 所以必须考虑惯性力矩, 如果没有天线罩则阻力矩还要考虑风力矩, 而对于俯仰阻力矩还有重力引起的阻力矩通常是最大的。对方位阻力矩通常只考虑摩擦力矩即可。

1.2 转速和转动加速度

对固定站 (包括静中通、便携站) 天线, 通常要求在满足力矩和传动系统响应时间的条件下, 转动平稳即可, 一般转速为零点几度到两三度每秒, 对转动加速度无特殊要求。对动中通天线通常需根据一定的控制策略确定转动速度和转动加速度。

1.3 精度

对固定站 (包括静中通、便携站) 天线, 方位、俯仰角的精度一般不应超过-3 dB波束宽度的1/10, 极化角精度不应超过0.1°;对动中通, 方位、俯仰角的精度一般不应超过-3 dB波束宽度的1/7, 极化角精度不应超过0.1°。所以需根据方位、俯仰和极化角要求的精度, 并考虑传动系统的回差和成本等因素来综合确定电动机的精度。

2卫星通信地球站天线驱动电动机的选用

2.1 固定站天线驱动电动机的选用

对固定站天线, 因方位和俯仰力矩均较大, 其传动系统功率大、体积大、质量大、控制规律复杂, 所以可以选择交流异步电动机通过大的减速比减速增矩, 再配以高精度的位置传感器[6]。而极化传动系统相应的功率小的多, 所以可以采用单相交流同步电动机。其在天线伺服系统中运用具有速度快、精度高、控制灵活等优点[7]。而且交流同步电动机是一种恒速驱动电动机, 其转子转速与电源频率保持恒定的比例关系, 故控制简单, 但需配合价格较高的编码器使用, 因此, 虽然小功率交流同步电动机价格在百元以下, 但整个极化传动系统的成本较高。笔者认为, 可改为开环控制的步进电动机, 国产0.5 nm左右的步进电动机加驱动器几百元左右, 其细分数可达256, 因步进电动机无积累误差, 所以, 即使丢失几步, 也完全可以满足要求。对特殊的用户, 例如, 航天恒星空间技术应用有限公司给中国移动制作的2.4 m固定站, 因中国移动要求该地面站在发生大的自然灾害而交流电供应中断时要立刻通过电瓶为固定站的正常工作供电, 所以该固定站天线的方位和俯仰电动机均选择直流力矩电动机, 极化电动机选择有刷直流电动机。

2.2 静中通天线驱动电动机的选用

控制电动机是伺服控制系统的动力部件, 它是电能转化为机械能的一种能量转换装置。由于其可在很宽的速度和负载范围内进行连续、精确的控制, 因而在各种机电一体化系统中得到了广泛的应用[8]。控制电动机包括交直流伺服电动机、步进电动机等。所以, 原则上这些控制电动机均可以用在静中通天线的方位和俯仰传动系统中, 但选择伺服电动机时需注意:虽然与交流伺服电动机相比, 直流伺服电动机的机械特性和控制特性均为线性, 可以在大范围内平滑地调速, 启动转矩大, 单位容量的容积小, 重量轻, 但直流伺服电动机换向器和电刷的接触可靠性差, 易产生电火花对无线电产生干扰[8], 而地球站是典型的无线电通信产品, 所以, 需特别注意。同上分析, 其极化电动机可以选用小功率交流同步电动机或步进电动机。

2.3 便携站天线驱动电动机的选用

尽管与伺服电动机相比, 步进电动机的控制精度、低频特性、矩频特性、过载能力、运行性能及速度响应性能等均较伺服电动机差, 但步进电动机可采用开环控制, 不需要光电编码器之类的位置传感器, 因此控制系统的价格较低[9]。而且以步距角较大的两相混合式步进电动机为例, 一般步距角为3.6°, 1.8°, 如果采用256细分, 则每个脉冲电动机最大转过0.014°, 加之一般便携站为减轻重量、缩小体积, 方位和俯仰传动通常采用高精度行星齿轮减速机减速增矩, 所以实际上方位和俯仰传动系统的输出精度会更高。因此, 在便携站天线中, 一般选用步进电动机作为方位和俯仰的驱动电动机[10]。极化部分因阻力矩较小, 所以可以选用调速性能良好的微型直流调速电动机或小型步进电动机

2.4 动中通天线驱动电动机的选用

直流力矩电动机属于低速伺服电动机, 通常使用在堵转或低速情况下。其特点是堵转力矩大, 空载转速低, 不需要任何减速装置可直接驱动负载, 过载能力强。大机座号电动机一般呈薄环结构, 长期连续堵转时能产生足够大的转矩而不损坏。该电动机可作为位置和低速随动系统中的执行元件, 不用齿轮而直接驱动负载, 既消除了齿隙又缩短了传动链。直流力矩电动机作为执行和伺服驱动元件, 具有高精度、高耦合刚度、较高转矩/惯量比、高线性度、直接驱动负载及低速运行等特点因而提高了系统的稳定性及静态、动态控制精度[9]。所以, 在对重量、外形尺寸、控制功率都有一定限制而又要求快速响应、较高的速度精度、加速度及位置精度的动中通天线伺服系统中, 一般选用直流力矩电动机作为方位、俯仰和极化传动系统的驱动电动机。

3结语

综上所述, 卫星通信地球站天线中驱动电动机的选用需根据转矩、转速、转动加速度、精度、伺服控制和系统等要求综合考虑。

(1) 固定站天线选用的俯仰电动机和方位电动机, 针对电瓶用户, 可使用异步交流电动机或直流力矩电动机, 选用的极化电动机, 针对电瓶用户, 可使用单相同步交流电动机或有刷直流电动机;

(2) 静中通天线选用的俯仰电动机和方位电动机, 可使用步进电动机或伺服电动机, 极化电动机可使用单相同步交流电动机;

(3) 便携站天线选用的俯仰电动机和方位电动机, 可使用步进电动机, 极化电动机可选用微型直流调速电动机/步进电动机;

(4) 动中通天线选用的俯仰电动机、方位电动机和极化电动机都可选用直流力矩电动机。

上述结论对卫星通信地球站天线驱动电动机的选择有一定的指导和借鉴意义。

参考文献

[1]陈芳烈, 章燕翼.现代电信百科[M].北京:电子工业出版社, 2007.

[2]陈辉华, 姚敏立, 毕清波, 等.平板动中通天线波束稳定的分析研究[J].微计算机信息, 2009, 25 (19) :185-186.

[3]林毅.动中通技术在新闻直播中的应用[J].广播与电视技术, 2009 (6) :70-73.

[4]车船通.卫星电视的移动接收 (3) ——移动接收天线的种类[J].卫星电视与宽带多媒体, 2007 (20) :47-50.

[5]秦顺友, 许德森, 高南.地球站天线技术的新进展及其发展趋势[J].电波科学学报, 2003, 18 (4) :466-471.

[6]张波, 李健君, 齐晓林.小功率天线驱动系统[J].火炮发射与控制学报, 2003 (3) :38-40.

[7]江涛, 董海瑞.车载卫星通信站天线自动控制系统设计[J].电视技术, 2001 (11) :34-35.

[8]丁继斌, 邓利民.电动机[M].北京:化学工业出版社, 2008.

[9]巫传专, 王晓雷.控制电机及其应用[M].北京:电子工业出版社, 2008.

合理选择电动机启动方式 篇9

笔者最近承担了某房地产公司的生活小区泵房电气设计, 泵房中功率最大的用电设备为循环水泵, 其中与其配套拖动的电动机为380V, 22k W三相交流异步鼠笼电动机, 其电源由变电所里的800KVA干式变压器提供。

对于该电动机启动方式有人提议超过15KW及以上的笼型电动机时就采用降压启动, 这是没有根据的, 以下就对此问题进行定性分析。

2 电动机启动过程考虑的问题

2.1 电流冲击

笼型电机直接启动电流大约为其额定电流的5～7倍, 若系统容量不够大, 过大的启动电流会引起短时系统配电母线压降过大, 这样一来会造成其供电的其它负载, 比如其它正在运行着的电机可能会停转, 照明灯会突然变暗、电阻焊机由于负偏差过大会造成虚焊、同一电网的其它电气设备发生保护动作及误动作等。

2.2 冲击转矩

笼型电动机直接启动时, 其启动电磁转矩约为额定电磁转矩的1.2～2倍。其产生的机械冲击, 会使整个传动系统受到过大的扭矩力冲击, 容易损坏设备或缩短设备的使用寿命。如转子笼条断裂, 变速箱齿轮打坏, 转轴变形等。必须考虑到被拖动机械能否承受由此应能保证传动机械所要求的启动转矩。

可见, 电动机的启动方式取决于三个方面: (1) 当笼型电动机启动时, 其它用电设备的工作要求; (2) 电动机本身结构的要求; (3) 电机所拖动的机械负载要求。

3 笼型电动机的各种启动方式的选择与比较

笼型电动机的启动方式有全压启动和降压启动二种:由《通用用电设备配电设计规范》GB50055第2.3.3条可知, 全压启动是优先采用的, 它最经济的, 操作最简单。只有在不满足全压启动的情况下, 才宜采用降压启动。

笼型电动机的各种启动方式的特点见下表:

4 电动机实际启动过程计算及分析

笔者通过对规范和相关参考资料的学习, 经过计算, 认为该电机可采用全压启动方式, 经济合理, 技术可靠。

4.1 启动条件:

对于全压启动方式, 由于启动电流过大, 会造成配电母线电压下降, 产生电压波动。根据G12326-2000《电能能电压允许波动和闪变》的要求, 一般情况下, 对于频繁启动的电动机, 其配电母线上的电压不应低于额定电压的90%, 对于不频繁启动的电动机, 配电母线上的电压不应低于额定电压的85%。

启动时电动机端子电压应能保证传动机械要求的启动转矩, 即

式中

ustM———启动时电动机端子电压相对值;

MstM———电动机启动转矩相对值;

Mj———电动机传动机械的静阻转矩相对值。

根据循环水泵厂家提供的数据, 启动转矩为额定转矩的1.3倍, 也即Mst M=1.3;从《工业与民用配电设计手册》第三版P268表6-14。查得, 电动机传动机械的静阻转矩相对值Mj=0.3;经过计算得出ust M≥0.504, 也即当电动机端电压应≥380*0.504=191.52V才能满足启动转矩要求。

设备专业提供的资料, 运行过程中的循环水泵频繁启动。循环水泵厂家的资料, 循环水泵能承受全电压启动的冲击转矩。其配套的电动机, 根据电机行业制造标准可知, 所有的低压笼型电动机均允许全压启动。

综上所述, 能否全压启动, 只要验算启动时, 其配电母线上的电压降是否能满足不应低于额定电压的90%的要求。

4.2 启动计算及分析:

4.2.1 该小区泵房的循环水泵已知条件如下:

(1) 该小区提供本工程800kVA变压器10kV高压侧进线处最小运行方式的短路容量是200MVA, 变压器电抗相对值为6%。 (2) 根据厂家的资料, 循环水泵配套电机型号Y2-180L-4, 额定电压为380V, 额定功率为22kW, 额定电流为43.1A启动电流为310.3A。 (3) 从配电柜到循环水泵接线盒的配电电缆长度为0.1km, 电缆规格为YJV-4*16。 (4) 供电变压器二次侧母线预接负荷为312.4kW, 功率因数为0.8。

4.2.2 供电变压器二次侧母线短路容量

SrT———变压器额定容量, MVA;

xT———变压器的电抗相对值, 取为阻抗电压相对值u T;

Sk变压器一次侧短路容量, MVA。

4.2.3 启动回路的额定输入容量

SstM———电动机额定启动容量, MVA, 其值为其中UrM为电动机额定电压, kV;IstM为电动机启动电流, kA;

Xl———电缆的线路电抗, Ω, 这里取, 其中l为线路长度, km;

Um———母线标称电压, kV, 这里取0.38kV。

4.2.4 预接负荷的无功功率

Sfh———预接负荷的视在功率, KVA, Pfh———预接负荷的有功功率, kW, cos○/———预接负荷的功率因数。

4.2.5 电动机启动时母线电压相对值

4.2.6 电动机启动时端子电压相对值

通过上述计算可知该小区泵房的循环水泵在全压启动时的电压情况, 并证明了全压启动方式能满足启动条件。现场一次开车成功也证明了启动方式的可行性和合理性。

5 结束语

理论和实践证明, 按电动机功率统一规定启动的方式, 是没有根据的。在不同时代和地点, 电源情况差别很大, 从过去30kVA杆上变压器, 到生活小区的800kVA变电所, 相差近几十倍。不应该搞“一刀切”。通过该小区泵房的电气设计, 体会到任何工程中, 如果有大功率的电动机的存在, 要根据工程的具体情况, 供电电源及设备的要求, 确定采用全压还是降压启动。

笼型电动机全压启动是最简单、最经济、最可靠的启动方式, 只要符合规定条件, 就优先采用;当经过计算不符合全压启动的条件, 就采用降压启动。总之, 各种降压启动方式都比全压启动接线复杂、电器多、投资大、操作维护工作量大、故障率相应提高, 而且电动机的发热也高, 因此, 降压启动只在必要时才选用。

参考文献

[1]李发海, 王岩编.《电机与拖动基础》.清华大学出版社.

[2]中国航空工业规划设计研究院等编.《工业与民用配电设计手册》.中国电力出版社.

[3]《电能质量电压波动和闪变》.GB12326-2000.

电动机控制技术及使用选择 篇10

1774年,苏格兰工程师詹姆瓦特研制成功第一台能真正投入实用的蒸汽机,因其的产生及运用,世界进入了第一次动力革命时代,由于结构简明,运行可靠,操纵、保养简单且易于将直线运动转变成旋转运动,并能能开倒车,起动力矩很大,所以在当时工业机械中成为动力源。在十八世纪中叶到十九世纪末的一百多年里,蒸汽机是世界工业领域内广泛使用的唯一的热力发动机。到一八二一年英格兰科学家迈克尔.法拉第发现了载流导线在磁场中受力现象并用模型给以验证,1934年俄国人雅克比第一个在电机中用电磁铁代替磁性很弱的永久磁铁为提高电机功率打下基础。俄罗斯工程师杜列夫一多波洛尔斯基发明了鼠笼式三相电动机为三相电动机进入实用领域开辟世界第二次动力革命道路奠定了坚实的基础,三相交流电的电网输送和分配技术相当方便,结构简单,工作可靠,操作方便,效率高达80%～90%,使得效率仅5%～20%且不易分配布局的笨重蒸汽原动机立即为鼠笼式三相感应电动机所取代。从此以电动机为原动机的各种生产机械如雨后春笋般遍布全球。美国、德国凭借其先进的电力技术在全世界国家力量的竞争中很快取代了英国、法国的领导地位,电力新能源创造了比蒸汽机时代大得无法比拟的生产力,电能和其它能源形态比较来看,电能是最方便使用、配置及控制的能源。现有的技术及历史经验充分说明“电能”是最方便大量生产、商品化、大规模传输及管理分配,计量销售准确、简洁,由此我们完全有理由相信,能源以电的形态继续主导世界经济的局面不会改变,所以由电来驱动电动机作为各类工业装置的原动机的局面同样不会改变,电动机作为一种由电能转化成机械能的装置是个很大的家族,尚无一个普遍认可的分类标准。但是,使用领域最广,数量最多的是交流电动机。交流电动机按原理可分为异步交流电动机和同步交流电动机。在这里本文仅以三相异步电动机为例来说明交流原动机的控制要点和选用要求。因三相交流电源是最容易得到电源种类,所以选用三相交流异步电动机作为工业装置系统的原动机显然是合乎逻辑的正确选择。也许有读者要问,现在不是有变频器来控制电动机调速运行吗,有这么先进的控制方式,还有什么必要讲选用、控制,不错,变频器调速技术的出现是电动机调速技术的一个革命性的飞跃,它在彻底改变了直流电动机占据电动机调速领域长达一个多世纪的垄断地位的陈旧局面后,而使原本无法调速,但却简单坚固的鼠笼式异步电动机登上了电动机调速系统新主人的统治地位。这个事实是不能否认的,但是,我们也要实事求是的看到经济领域、各行业及社会生活各个方面,它们所使用的各类装置的形状千姿百态,对它们的要求也各有不同的特性,不是对所有的原动机都要求调速运行,如很多的金属切削机床,大量的通风机及水泵也不要求必须全部作调速驱动。在这样的情况下用工频50赫兹的交流电源直接驱动电动机就能完成人们预定的工作的情况下,为什么非要另添加一个价格不菲的变频器,用它输出的变频变压的电源来驱动对调速要求不高而使用极为广泛的鼠笼式电动机,同时由于使用变频器电源,变频切换电子开关的工况给电控系统内的电气设备带来不少弊端,如此得不偿失的做法,值得我们认真反思而作出慎重的合理选择。

2鼠笼式异步电动机

1)鼠笼式电动机主要优点

三相感应式异步电动机(笼式、绕线型)进入实用以来至今的一个多世纪以来,为什么鼠笼式异步电动机使用量一直是最大的,这是因为除鼠笼式异步电动机的优异性能适合于更广泛的领域外,鼠笼式异步电动机本身的结构简单、坚固耐用、价格低廉、运行可靠也是一个主要原因。其次鼠笼式异步电动机和电源连接只有三个线头,便于维护,且三相异步电动机要改变运动方向也非常简单,只要改变三根连线中的任意两根线的连接就能改变同步旋转磁场的旋转方向,方便了用户需要反转或倒车的要求。为实施转向需投入的电器元件也不多,并且都是价廉、易于购得的标准元件。

2)使用变频器输出电源驱动对电动机有很高的要求

①提高鼠笼式异步电动机的绝缘等级

原标准型鼠笼式异步电动机是以固定的额定转速旋转的,故以额定转速转动的风扇产生的风量能有效地对电动机进行冷却。而当用变频器输出电源来驱动三相鼠笼式异步电动机时,当电动机运行的基频以下甚至只有几十转的很低转速时,风扇无法对电机产生的热量进行有效的冷却,所以原电动机设计的B级绝缘(130℃)等的绝缘材料,在高温下将使绝缘性能劣化而缩短了电动机的工作寿命。所以目前在线运行的用以对付热劣化的变频器驱动的电动机的绝缘等级已达200℃级。

②选择高等级耐电晕绝缘材料包扎电机线川,并采用真空压力浸漆进行处理

变频器使用的大功率电力电子开关管在逆变器运行时,因高速切换产生过高的dv/dt将会击穿在绑扎线川绝缘过程中产生小空隙中的空气,从而破坏绝缘性能,所以对绝缘材料有了耐电晕的要求,作为一种应对措施,最好的办法是对包扎的电机绕组进行抽真空处理,并压力浸漆。这样才能消除线圈绑扎时无法避免的小气隙,并由绝缘漆在压力推动下挤进小空隙并占据它从而使小空隙消除而杜绝电晕现象的产生,使绝缘材料在高的du/dt的冲击下,绝缘性能不会过快的产生电老化,从而保证电机有正常的工作寿命。

③对有少量的重载工况下的电动机要另设置专门的冷却装置

如果重载工况下的电动机,低频运行的时间比较长时,就有可能出现过热的结果,提高了电动机的绝缘等级,但因重载和长时间低速运行的频频出现,导致电动机热量积聚无法及时散发,导致电动机在不利条件下运行的工作温度超过了高级绝缘材料所允许的正常工作温度。在这种情况下只有在电控系统之外,另为电动机专设单独的降温环节。如工程实践中对变频电机运行系统中增加空调制冷为电机降温这样使设备投入及保养成本上升。这样的现象并不普遍,但是一旦出现,这也是最有效的办法。

④普通滚动轴承用绝缘轴承取代保证电动机正常的工作寿命

工频电源驱动的电机也会产生轴电压,但变频电源驱动的电动机产生轴电压更大。同样是由于变频器中的逆变器电路中的大功率电力电子器件频繁地开、关,使输出的高频变频变压因电动机和变频器的连接电缆和大地之间的杂散电容而产生了高的漏电流,并在轴承间流过轴电流。使轴承受电蚀作用影响而丧失正常运行能力。所以由变频器电源驱动的电动机轴承不能使用普通轴承,它的内、外套之间产生了电压、电流流过时发生电腐蚀无法避免而必须采用绝缘轴承来防止电腐蚀发生。所谓绝缘轴承见图1所示,它是在轴承的外圈涂抹一层绝缘材料构成的绝缘层阻断了轴承中电流流通路径,从而避免了轴承受到电腐蚀作用,绝缘轴承的绝缘层很薄很均匀,可以保证耐500V以上的电压。

⑤变频器变频变压电源驱动的鼠笼式异步电动机转子结构的改进

由变频器驱动的鼠笼式异步电机之所以要改进鼠笼是有原因的,一是鼠笼电机实践中正常额定转速约为1440r/min左右。但是当由变频器输出电源驱动时,当它运行在基频以上恒功率区域阶段时,如地铁、轻轨的变频电机转速常达4000～5000转/分,即要高出三倍以上,因此,要加强鼠笼强度,保证电机可靠运行。二是鼠笼式异步电动机的电机转子参数在运行过程中是始终处于变化之中的,并且难以观测。因此,为了对电动机运行中转子电阻因温度升高波动过大进行限制。故原来传统的鼠笼式异步电动机的制造方法必须改变,鼠笼的结构要件导条、端环及为加固作用的护环均要选用电阻系数较小、机械性能高还须施行锻造生产的专用铜合金材料。

从上看出用变频器来驱动交流电动机是要做大量工作,投入很大成本的。如一台变频电机的成本是一台普通鼠笼电动机的2～3倍,还要多投入一台变频器,可见一次性投入是传统控制技术的3倍左右。所以在要求不高的情况下选用成本很高的变频器虽然技术上很先进但并不是合理的。

3)鼠笼式异步电动机的启动

三相鼠笼式异步电动机启动方式很多,最先进的当然是我们前文中提到的用变频器驱动的方式,但是,也正如上文中提到的多种条件限制,所以,我们这里主要讨论其他的启动方式。当要启动的异步电动机容量不大,启动时不会引起大电流的冲击,传统且可靠的技术方式,目前工程上对鼠笼式异步电动机启动控制中最常用的方式有直接启动法、降压启动法、变频器启动法。其中的降压启动法有多种控制方式,共同的特点是以牺牲部分电磁转矩为代价启动电机,这对大部分电控负载在启动时处于空载或者轻载的实践情况是合适的,所以降压启动技术在电机控制技术中有着广泛的应用和大量的工程实践。

4)鼠笼式异步电动机的运行方式

①直接启动技术

由电工原理了解到三相鼠笼式异步电动机直接启动时,电动机的启动电流可达到该电动机额定电流的4～7倍,这在电机功率和电网容量相比不大的情况下,电机直接启动是不成问题的。具体可按下面判断公式:

式中:IQ------三相异步电动机的启动电流[A],由电动机使用说明书查阅。

Ie------三相异步电动机的额定电流[A],由电动机铭牌给出。

②鼠笼式异步电动机降压启动控制

电抗器降压启动方式是最典型的方式,鼠笼式异步电动机在定子回路中串入电抗器,以降低电网实际加到电机端子上的电压值,以这种方式来减少启动电流,该方式典型的主电路原理图和控制电路原理图如下图2所示:

图2中的a图为鼠笼式异步电动机降压启动的主电路原理图,b图为配合主电路图元器件动作的控制回路(俗称二次回路),在串电抗器降压启动的过程中,a、b两图中各种元、器件的动作步骤如下:

分别手动合上二次回路,一次回路中的隔离开关QS1、QS2,按SB1启动按钮接触器KM1线圈上电,KM1动作,其主触点闭合将电抗器X接入电动机M的定子回路中,电动机开启启动,同时KM1的常开触点闭合以自保,并接延时继电器线圈动作,降压启动开始并开始启动计时,当延时继电器KTM1根据启动电流值速定的时间到了,则它的辅助触点动作闭合,接触器KM2的线圈通电线路KM2动作,其主触点短接电抗器X,它的延时辅助常闭触点KM2则断开接触器KM1的线圈及KT1的线圈通电回路使KM1主触点断开,至此主电动机启动降压串电抗器X过程完成,电抗器X退出鼠笼式异步电动机定子回路。鼠笼式异步电动机进入正常的全压工作阶段,当因工艺需要或遇意外情况需工作时,可按SB2急停按钮。由文中所叙知,该串电抗器降压启动控制方法所需电器元件少、启动过程平稳可察,工作可靠,不足之处是因串入电路中的电抗器X降落部分电源电压使鼠笼式电动机端子上的实际工作电压低,使之电磁转矩降低,所以只能适于轻载或空载启动,当电动机需要完成重载启动任务时,则要另选绕线式三相异步电动机来担当原动机了。

5)鼠笼式异步电动机的制动控制

鼠笼式异步电动机的制动控制和电动机运行控制比起来是技术难度更大的一种电机的控制技术,电动机的制动,从广义上来说,实际上也是电动机的一种运行形态,现对电动机制动中控制主要的技术手段有机械制动、反接制动控制、能耗制动控制和发电反馈制动控制四类,现在流行的变频器控制电动机在制动时,在本质上就是发电反馈制动。

①机械制动控制方法

电机的机械制动是一种最简单、最直接的制动控制方法,它是在切断电动机的电源后,立即对电动机的主轴施加一个制动转矩,使主轴立即停车,如C620车床主电动机的制动停车。

②反接制动控制技术

反接制动的控制方法是将电动机三相电源中的三根导线的任意两根互换连接,使电动机的旋转磁场立即反向旋转,而电动机转子由于机械惯性仍保持原方向旋转,这就使得电动机旋转磁场与转子的相对转速很大,达到因n0+n而电流很大,产生的制动转矩也很大,所以在电气和机械两方面都带来问题,首先在电气上因制动电流很大,若频繁制动,电动机就易发热而烧坏电机,如车床中的C616型车床是以车制小零件为主,每道工序所需时间很短,所以需频繁制动---导致电机频繁受到大电流冲击发热而烧坏电机。同样也是C16型车床,因反接制动力很大产生了很大的冲击力,操作者稍有不慎,当车床手柄越过零位电机即刻反转,导致齿轮箱的传动齿轮产生很大的冲击,所以这种制动方式经常造成打坏齿轮,所以这种制动手段在实践中是不容易操作的且对设备带来损伤是很难避免的。

③能耗制动控制

三相鼠笼式异步电动机在需要停车进行能耗制动使电动机停止转动的控制过程,方法是首先断开异步电动机的电源,随即向电子绕组接入直流电源使电源流过电子绕组,并产生一个固定的磁场,利用因惯性继续转动的电动机转子导体则切割磁力线,产生了感生电流,这个电流与固定磁场相互作用则会产生一个制动转矩力图阻止电动机转子运动,达到停车目的。三相鼠笼式异步电动机实行能耗制动控制的电路图如下面图3所示:

图3中DK为隔离开关,IRD为熔断器,RJ为热继电器,1C、2C分别为电源接触器,2B为变压器,ZL为整流器,R为可控电阻,2RD为控制回路熔断器,QA为启动按钮,SJ为时间继电器,调节可调电阻的阻值即能调节制动电流的大小,实质上也是调节制动力矩大小和制动时间的长短,制动电流越大,则制停所需时间越短,应该注意,电流的大小应适度,一味求快,则容易造成冲击损坏机件结构,经验认为制动电流以0.5～1倍的电动机额定电流较好。该制动方式经济,制动力大小可调,制动性能稳定可靠,不足之处是要配备有直流电源以产生静止固定磁场,增大了设备投资。

④发电反馈制动

发电反馈制动又称再生发电制动或回馈制动法,它的制动原理是鼠笼式异步电动机在机械负载的作用下(如地铁车辆下坡运行)运行速度升高到同步转速以上,使处于电动状态下运行的电动机立即转变为发电机状态,并将发出的电能返回电网或供给其他用电设备。

这种制动方式的优点是产生的电能反馈到电网得到了有效利用,制动时无需对电路进行切换,所以也不要另外增加电器元、器件来完成这个制动控制过程,使电路得以简化,降低成本,同时,发电反馈制动能产生很大的制动力,制动控制可靠性提高,但是这种制动方式也有它的不足之处,因为它只有在电机转子速度高于同步速度才能进行制动,所以应用范围窄。但是当电动机由变频器输出的变频电压电源驱动时,则这种制动方式的范围将大大扩展,能在全频段实行制动减速,甚至停车。

3 电动机使用选择

对电动机的使用选择有多种标准,本文就按电源种类及工作环境两个方面说说对电动机的使用选择。

1)按电源种类和选择电机类别

一般来说直流电源不如交流电源使用普遍,所以使用直流电动机不如使用交流电动机方便,使用成本也高些,但最终的选择还要取决于工艺需要及现场条件而定。另外在有些传统要求调速运行的领域如在矿山运行的机车,它的运行及环境要求远不如地铁和高铁高,所以尚不会使直流电机完全退出,但是在变频器对性能优良的鼠笼式异步电动机进行调速的技术已经成熟的今天,在原动机的队伍里还会有直流电动机的位置吗?确实很多领域内直流电动机退出了历史舞台,但是在选择是直流机还是选交流电动机这样的问题在有些行业及领域内还是有可能出现的。如潜水艇和石油平台的某些水下舱室作业是以电池为电源的,因此直流电动机在这样的场合会更适应些。还有汽车行业也更是如此,多达50多台电动机将大都由电池供电工作。

2)按工作环境选择电动机

a)要求风冷效果好且工作场所干燥、清洁、少尘,选开启式电动机。

b)要求一定的散热能力且工作场所少尘、无腐蚀性化学尘埃和瓦斯,选防护式电动机;

c)要求能防尘、水珠、杂物及潮湿的恶劣环境,如纺织厂、水泥厂等,选封闭式强制通风式电动机;

d)对于工作场所有瓦斯甲烷气体或面粉尘埃,如煤矿、面粉厂,选防爆式电动机。

4 结语

鼠笼式电动机是使用最多的原动机,设计好简洁、低成本、高效的电动机控制方式,对保证电动机电气控制系统可靠、安全的运行是很有意义的。

摘要：自电动机问世以来以蒸汽机为动力的世界工业即进入新的动力革命的前夜,当1889年俄罗斯人发明了第一台实用的鼠笼式三相感应电动机之后,全球工业即进入了气势磅礴的第二次动力革命的浪潮中,由于电力便于长距离长距离传输并方便配置,使用效率高,操作控制十分容易,工作运行可靠性很高,所以很快地取代了蒸汽机在工业动力中的统治地位。本文对目前原动力装置中使用最广泛,用量最多的三相交流感应电动机的控制,运行技术作了简要的介绍,并对变频器发明以后仍有不少领域内仍宜采用传统的电机控制技术的合理性作了说明。

关键词：鼠笼式异步电动机,降压启动,变频器,制动控制,调速系统

参考文献

[1]陈伯时,李发海,王岩编.电机与拖动

浅议笼型电动机起动方式选择 篇11

笼型电动机起动基本要求应满足《通用用电设备配电设计规范》GB50055-1993第2.3.1条的规定;电动机起动时, 各级配电母线上的电压应符合GB50055第2.3.2条的规定。

规范中电动机对系统各点电压的影响, 包括对电动机本身和对其他电气设备有两个方面的要求:第一方面应保证电动机起动时不妨碍其他电气设备的工作, 在工程设计时可以只校验流过电动机起动电流的各级母线配电电压, 只要各级母线配电电压符合GB50055第2.3.2条第一款和第二款要求即认为“不妨碍其他电气设备的工作”。第二方面应保证电动机的起动转矩满足其所拖动的机械的要求。起动转矩既要满足其所拖动的机械最小转矩, 同时又不应超过其所拖动机械能承受的最大转矩的要求。

2 笼型电动机起动方式选择

笼型电动机起动方式的选择, 应符合GB50055第2.3.3条的规定。本规定是面对高低压笼式和同步电动机及其所拖动的全面情况所做的规定。对低压配电设计而言, 有的情况是不出现的, 有的情况则极少遇到。例如, “制造厂对电动机的起动方式无特殊规定”是针对高压、大型、构造特殊的电动机。根据制造标准, 低压笼型电动机均允许全压起动, 民用建筑所采用的通用机械 (主要是各类水泵、风机等) 绝大多数均能承受全压起动的冲击转矩, 不宜全压起动者仅有长轴传动的深井泵等极少例子而已。

3 笼型电动机几种降压起动方式比较

民用建筑中笼式电动机常用的起动方式为全压起动、星-三角降压起动、自耦变压器降压起动、软起动器降压起动 (见表1) 。

从表1可以看出笼型电动机全压起动是最简单、最经济、最可靠的起动方式, 只要符合GB50055第2.3.3条规定的条件, 就应采用;只有不符合全压起动条件时, 才可选用降压起动。

4 笼型电动机配电设计中需注意的几个问题

虽然设计规范对笼型电动机起动作了相应规定, 但在民用建筑配电设计中还是会遇到一些问题。

4.1 电能质量问题

为使笼型电动机正常运行并有合理的使用寿命, 配电设计时应考虑用电设备对电压偏差的要求。《供配电系统设计规范》GB50052-2009第5.0.4条及《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第3.4.5条均规定正常运行情况下, 一般电动机电压偏差允许值为±5%;《电机基本技术要求》GB755-81第4.1条更明确规定“电动机当电源电压与额定值的偏差不超过±5%时, 输出功率仍能维持额定值”。当异步电动机电源电压偏离规定允许的电压偏差范围, 将导致设备的性能变劣, 寿命降低, 及在不合理运行下增加运行费用, 故应给以注意。

注:表中Un———标称电压, Ist、Mst-电动机的全压起动电流和起动转矩k———起动电压与标称电压的比值, 对于自藕变压器为抽头变比

在配电设计中, 少数距电源 (变电所) 较远的电动机, 在技术经济合理时, 可合理选择变压器的变比和电压分接头, 增加线路截面, 采用电缆供电, 使用电容器就地进行无功补偿等方法来减少电压偏差, 提高电能质量。

4.2 笼型电动机直接起动容量的问题

除了旧版《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16-92第10.2.1.5条对城市公用低压电网及居住小区变电所供电的电动机允许全压起动的容量有过统一规定外, 新版《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008及其他相关规范均无规定。在配电设计中, 有的设计人员不考虑电源状况, 11kW及以下的小容量电动机也采用降压起动;而有的设计人员100kW及以上大容量电动机在电源 (变压器及发电机容量) 较小的状况下却采用全压起动, 较为纷乱。笔者认为不考虑项目电源的状况, 按电动机功率统一规定起动方式, 搞一刀切的方式是错误的。

实际工程电动机配电设计时可按电源容量进行估算, 确定允许全压起动的电动机最大功率。普通负荷 (普通水泵、普通风机及一般建筑物空调设备) 按变压器容量选择, 而重要负荷 (消防水泵、消防风机及重点建筑物空调设备) 由发电机组作为备用电源时应按发电机组容量选择 (见表2) 。

(1) 对应于电动机额定起动电流倍数为7~4.5时。

4.3 笼型电动机降压起动方式选择的问题

在民用建筑配电设计中, 常用的风机 (包括普通风机及消防风机) 、潜污泵由于用电设备功率较小, 一般均能满足全压起动的条件;采用无负压供水的生活给水泵则根据工艺的要求配有变频调速技术。而常用水泵 (包括消防泵、空调冷水机组、冷冻冷却泵) 属于用电设备功率较大, 在工程项目电源容量较小的状况下, 由于超过允许全压起动的最大容量而必须采用降压起动设备;星-三角起动因其成本低, 维护相对容易, 目前在实际运用中还占有很大的比重 (特别是由设备厂家配套的, 如空调冷水机组等) 。配电设计时, 应根据不同的设备运行方式采用不同的降压起动方式, 消防泵等平时不经常使用且起动次数较少的设备可采用星-三角或自藕降压起动方式;而冷却冷冻泵等平时经常使用且起动次数较多的用电设备, 在经济条件许可下, 从冷冻冷却水泵运行特点来考虑可采用软起动器。

设备运行时, 由于空调系统冷却冷冻水管管路的问题, 可能造成电动机长期过负荷, 如果过负荷保护选择不当, 则会缩短电动机的寿命, 甚至烧毁电动机;停机时, 拖动系统突然失去转矩, 靠系统的摩擦转矩克服系统的滑行惯性停车, 也给拖动系统带来诸多问题, 如水泵的水锤现象造成水管破裂受损等。

软启动器由于采用智能化数字控制, 以单片机为智能中心, 可控硅模块为执行元件对电动机进行全自动控制, 使电动机在任何工况下均能平滑起动以保护拖动系统, 减少起动电流对电网的冲击;停机时, 平滑减速停车, 消除拖动系统的反惯性冲击, 延长系统的使用寿命。

如何合理地使用软起动器, 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第9.2.6条第2点中第2小点规定如下:“每台电动机宜分别装设软起动装置, 当符合下列条件之一时, 数台电动机可共用一套软起动装置:◇共用一套短路保护电器和控制电器的电动机组;◇对具有‘使用/备用’的电动机组, 软起动装置仅用于启动电动机时。”在实际应用中, 虽然数台电动机共用一套软起动器的经济性好, 但个人认为还是要根据不同的用电设备来考虑。冷冻冷却水泵均有备用水泵, 采用软起动器不仅是用于软起动电动机, 更主要是要用来软停止电动机的, 因此每台电动机宜单独装设软起动器;而大功率的消防水泵属于重要设备, 若共用一套短路保护电器和控制电器, 可靠性大大降低, 也就不适用。

总之, 在民用建筑配电设计时, 应充分考虑用电设备的具体运行使用特点及工程电源状况, 合理地选择笼型电动机的起动方式, 做到既简单、经济, 又安全、可靠。

摘要：工矿企业生产设备采用的电动机种类繁多, 民用建筑用电设备采用的电动机则较为简单, 无论是大容量的空调冷水机组、冷冻冷却水泵, 还是小容量的排风机、潜污泵, 均属于笼式异步电动机。本文介绍了笼型电动机起动的基本要求, 起动方式选择及降压起动方式的比较, 并对民用建筑电动机配电设计中遇到的问题提出个人的见解。

关键词：笼式电动机,起动方式,降压起动,软起动器

参考文献

[1]GB50055-1993, 通用用电设备配电设计规范

[2]JGJ16-2008, 民用建筑电气设计规范