起动方案（通用9篇）
起动方案 篇1
对于电动机的额定电压由于类型和规格的不同, 并没有固定的数值, 其能够提供的功率范围可以从毫瓦级到万千瓦级。一般认为电压超过1500V的电动机就属于高压电动机, 一般的高压电动机使用6000V和10000V电压。由于电动机的使用极其方便, 能够满足各种运行的要求, 并且其无烟无味的环保因素也越来越被考虑。用6k V的配电电压是我国工矿企业供电系统的首选, 而如果有2000kW的高压电动机依附于6kV配电电网而存在, 那么将造成电网电压的大规模波动, 最终将会影响使用同一个电网的其他设备, 这一种情况是非常严重的, 它将直接影响电网供电的质量。空分设备电控设计中对高压电动机的起动转矩、电网压降起动时间和起动电流等数据的要求非常高。在现有的高压电动机的起动方法设计中, 这些情况的重视是不足的。所以本文强调在对电网负载情况和条件的熟悉为依据的情况下, 对高压电动机的起动进行核算, 从而选择一种合理的起动设备和起动方法。
一、常用高压电动机起动方式
(一) 常用高压电动机起动方式
在日常生活中, 一种设备在起动的时候通常会引起电压的波动, 高压电动机的起动更是如此, 严重者会影响正在使用设备的功能和寿命。例如, 大功率电机如果直接启动, 而供电变压器容量小, 就会在起动瞬间电网电压下降, 这时如果一台机床正在加工轴, 由于电压下降, 车床转速突然下降, 轴的光洁度就会下降。所以, 一般来说, 我们以电网容量的大小为准绳, 降压起动和全压起动是高压电动机起动的两种最常规的方式。
1) 降压起动。降压起动的原理是:在不考虑其他条件的情况下, 电机起动电流与定子的电压基本成正比, 由此可知道, 只要降低定子电压就可以降低起动电流, 即降压起动又称减压启动。在起动电流过大而使设备无法承受的场合通常采用降压起动的方式保证设备的正常运转。降压起动有两种方式, 一种是以连续调节方式的无级, 另一种是分档调节方式的有级。无级的降压起动则是以缓慢改变电动机定子端的电压为手段的连续调节方式, 使用此种方式可以保证高压电动机起动的时候是平稳而安全的。这种降压起动方式可以使用晶闸管变流软起动和液阻降压起动的方法。有级的降压运动是选择不同电压抽头来实现降压的目的。
2) 全压起动。全压起动是最常用的起动方式, 也可以称之为直接起动。全压起动的工作原理是不需要其他辅助设备和装置就直接把电动机的定子绕组接入电源。在额定电压下起动, 具有起动转矩大, 起动时间短的特点, 也是最简单, 最经济和最可靠的起动方式。一般来说, 这种在全电压条件下直接起动电动机需要具备的条件有两个:第一个是起动设备的时候, 一般母线上的线压最好不要超过15%;第二个是保证电动机起动时候的加速转矩, 因此起动电压必须满足电机及其它设备的要求。
(二) 起动方式的选择
在高压电动机起动方式的选择上, 并不是一定要采用降压运动或者全压运动, 这要根据高压电动机起动的实际情况以及电网的情况来具体分析和解决。出于经济技术等方面的考虑, 对多种起动方案进行考虑, 选择正确的设备和起动方式。一般认为, 电动机厂提出的技术要求和高压母线上的电压降是决定高压电动机起动方式选择的最重要影响因素。
二、电网条件和高压电动机的主要技术数据
(一) 电网条件
某化肥厂自行备有发电设备。在该化肥厂的电网条件中, 6千伏母线最大短路容量Sd=82.4M VA, 供电线路的阻抗XL=0.045欧姆, 供电线路的额定电压ULN=6千伏, 6k V母线预接负荷的无功功率Qf=1.8M var。
(二) 高压电动机的主要技术数据
空气压缩机是该空分设备厂的主要使用设备。其高压电动机的参数如下:额定电压Ur M=6千伏, 额定功率Pr M=2500千瓦, 额定电流Ir M=320A, 起动电流倍数kst=4, 额定容量Sr M=3220 k VA, 功率因数cosU=0.8, 频率f=50赫兹;转速n0=1200r/min;电动机起动转矩相对值MstM=1.5;机组静阻转矩相对值Mj=0.4;同步电动机牵入转矩相对值M=1.12;飞轮力矩为2575N·m2;电动机最长允许起动时间ts.tmax=30s;电动机允许连续起动次数N=2次。
三、高压电动机起动方式的确定和设计
(一) 自耦变压器起动
在起动回路额定输入容量的基础上, 我们忽略了电动机线路电抗值Xb, 自耦变压器变化的的计算公式如下:
经过这一公式, 可以计算出自耦变压器降压起动的数据, 我们发现自耦变压器降压起动可以保证母线压降不大于85%, 起动时间前面两组都是符合标准起动时间的, 但是第三组我们发现其起动时间超过了最长起动时间。
(二) 电抗器降压起动
在起动的时候, 以大于0.21欧姆的电抗器电抗值为标准最好, 即选用额定电压为6k V, 额定起动电流1.9k A, 额定起动容量为5500k VA, 每相额定电抗值0.6欧姆。在计算之后, 可知电抗器降压起动有着保护电动机的作用, 其可以保证母线压降高于85%, 在允许起动时间的范围, 可以保证电动机的起动。在实际应用中, 4500k W的电动机选用电抗中间档0.48欧姆进行起动。在起动的时候, 可以发现在起动的时候, 系统标称电压中母线电压为86%, 而这一数值是大于85%的, 并且我们可以看到, 起动电流1.445k A, 电动机端电压5.21千伏, 这一数值是电动机额定电流的2.56倍。
四、结论
两组数据的比较我们可以发现, 电抗器降压起动的计算数据要优于自耦变压器起动。在选择高压电动机的起动方案时候, 要综合考虑各方面的因素, 选择能够符合实际情况, 可以为企业节省投资的、性价比最高的起动方式是最合理的。
摘要：电动机作为一种实现能量转换的设备, 以其便捷高效性得到广泛运用。本文通过对高压电动机全压起动与降压起动两种配合起动方式的比较与设计, 再通过对高压电动机在电网条件下的主要技术数据的研究来最后确定高压电动机的起动方式。通过对两种方式的理论数据对比, 最后确定最优化的起动方案来为实际的运行和设计提供参考。
关键词：高压电动机,起动方案,设计
参考文献
[1]中国航空工业规划设计研究院组.工业与民用配电设计手册 (第三版) [M].北京:中国电力出版社, 2005.
[2]余林展.高压电动机软起动装置的选择[J].金属材料与冶金工程, 2008.
起动方案 篇2
基于粗糙基的高超声速进气道起动/不起动分类方法研究
进气道起动/不起动状态检测是高超声速进气道研究的重要内容,它是进气道保护控制的基础和前提.针对这一问题,对高超声速进气道进行了不同边界条件下的二维稳态流场数值模拟.提出了利用粗糙集方法对进气道的测点进行约简处理,得到了进气道起动/不起动的分类准则,对分类准则进行了内在的`物理机制分析,并利用其它工况数据对判断准则进行了验证.验证结果表明了分类准则的正确性.
作 者：鲍文 郭新刚 常军涛 于达仁 胡清华 BAO Wen GUO Xin-gang CHANG Jun-tao YU Da-ren HU Qing-hua 作者单位：哈尔滨工业大学,能源科学与工程学院,哈尔滨,150001 刊 名：宇航学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ASTRONAUTICS 年，卷(期)： 27(z1) 分类号：V235.213 关键词：高超声速进气道 不起动 分类准则 粗糙集起动方案 篇3
关键词：开关磁阻电机,负载转矩追踪,恒加速度起动
0引言
开关磁阻电机简称SRM。该电机转子无绕组、无永磁体,因此具有结构简单坚固、可靠性高等特点,此外还有起动转矩大、控制方式灵活、调速性能好、功率密度大、易冷却等优点,因此被广泛应用于各种工业驱动场合[1]。
随着多/全电飞机(MEA/AEA)成为未来航空的发展趋势,以往的低压直流、恒速恒频和变速恒频发电系统在可靠性、容错性、环境的适应性以及发电机大容量、高功率密度等重要指标上已渐渐无法满足飞机的总体要求,因此,270 V高压直流电源相比起传统电源优势明显。而由于在可靠性、功率密度等方面的优点前SR电机在270 V航空高压起动/发电系统的应用上面临极大的机遇。
但SR电机较大的起动转矩在有利于发动机起动时,也对轴系系统产生较大负荷。在某些极端环境下,当飞机发动机进行多次频繁起动时,轴系将会积累较大损伤,甚至会造成断轴[2]。从电源特性分析,就是绕组电流快速上升时会产生较大冲击力,当其超过电机薄弱环节的扭矩极限时,电机轴断裂,这种情况是要极力避免的。
本研究试图探讨通过对SR电机起动转矩进行控制,以避免负荷过大或断轴情况的产生,提高起动/发电系统的可靠性。
1传统起动方案
现代航空发动机起动/发电系统在实际应用中,常采用的是限功率起动方式(恒转矩+恒功率)。在这种方法下,电机启动速度快,时间短。根据输出电磁转矩不同情况,可分为3个阶段:①恒转矩环节,此时根据电机及系统元器件性能,选择电流斩波限,输出转矩恒定;②恒功率环节,当到达一定转速后,发动机点火,提供正转矩,功率恒定,继续加速,此时根据P=T∙ω ,输出转矩下降;③直到到达脱开转速,电机与发动机脱开,开始进行发电工作[3-5]。
本研究以一台12/8的SR电机作为实验对象。其电源电压为270 V,电流限取值为开关管可流过最大电流值160 A,此时开通角为0°,关断角为20°,设定负载转矩随转速变化特性在500 rad/s时等于给定转矩。转速和转矩波形如图1所示,转速迅速上升,当输出转矩与负载转矩相等时,进入匀速状态。
转矩在起动瞬间从0升至最大值。虽然这种大起动转矩提供了较大的起动加速度,但也会对轴承造成损害。为了克服这一缺点,实现平稳起动,就需要对输出转矩进行控制。
2恒加速度起动控制方案
环境的不同使得发动机的阻转矩特性有很大不同,为了使得同一型号的起动/发电系统工作于不同类型和不同工作条件的发动机上,需要使输出电磁转矩随负载转矩变化。开关磁阻电机机械方程如下式:
式中:J —转动惯量,ω —转速,Kc—阻尼系数,TL— 负载转矩。阻尼系数较小,进行分析时可以视为0,如下式:
当输出转矩随负载转矩变化时,表现为加速度恒定。为了减小起动转矩过冲,可在限功率起动方式基础上增加一个恒加速度环节,限功率与恒加速度SR电动机转矩—转速特性对比如图2所示。
其中负载转矩是随转速变化的。可以设为:
2.1负载转矩已知情况下起动控制方案
如果负载发动机机械特性稳定,工作环境对负载转矩随转速变化特性影响不大,即可认为负载转矩随转速变化曲线已知,可考虑直接控制输出转矩。
在对SR电机的研究中,瞬时转矩的控制相对比较复杂,实际应用性较差。一般往往将一个周期的平均转矩作为控制对象。
开关磁阻电机电动运行时,输出转矩是电流与定转子相对位置的函数。所以可以以电流为控制对象, 利用Ansoft等电磁仿真软件模拟不同电流下一个单周期的平均转矩,以此建立电流-平均转矩二维表。
负载转矩与转速关系已知情况下的控制系统如图3所示,在负载转矩曲线已知的情况下,本研究建立负载转矩-转速的二维表。需要注意的是,由于开关磁阻电机的控制特性,此时得到的转速为前一个检测周期的平均转速。因此,所能得到的也是一个周期内的平均转矩。
根据式(2),将其离散化,可得:
这样,本研究就可以获得下一个控制周期内所要输出的平均电磁转矩,再利用电流—平均转矩二维表,查表得到斩波电流限。这样就实现了对输出转矩的控制。
本研究在Simulink上按照这种情况进行模拟仿真,根据实际情况反馈,获得一定情况下的负载转矩- 转速表,以此按式(4)设计电流斩波控制方案,此时设定负载转矩曲线TL=K∙v2。仿真结果如图4所示,在这种情况下电机起动加速度可以有效跟随给定加速度。相对地,起动时转矩较缓慢上升,直到可输出的最大转矩,避免了转矩过冲。
2.2负载转矩未知情况下起动控制方案
在许多情况下,SR电机负载转矩随速度变化曲线并不可知。如飞机发动机,在高原或沙漠等不同工作环境下,所产生的负载转矩变化趋势就有差异。所以不可能获得准确的负载转矩-转速曲线。但可以确定,负载转矩随转速的变化是连续的。
SR电机电动运行时,能够得到的控制量为电流(电压)和转速。定子中通电流,转子产生电磁转矩, 电磁转矩与负载转矩的差值决定电机的转动状态。 一般来说,要对电机转矩进行控制,电流(电压)是首选的控制量。但在负载转矩未知情况下,很难得到在某一转速下应该提供的电磁转矩。用这种方法控制输出转矩较为困难。
因此,可以考虑将转速作为控制对象。
根据式(2)可以发现,如果对SR电机加速度进行控制,使其保持恒定,也可实现输出转矩对负载转矩的追踪。
基于SR电机高度非线性,负载转矩随转速变化, 以加速度作为控制对象的系统是时变的,系统参数随转速变化。所以,在这里考虑采用电压PWM控制[6]。 但在控制加速度时,有以下几个问题需要考虑:
(1)对于SR电机在计算转速时,一般采用光电传感器,获得转过一个固定角度的时间,以此求得在这个时间内的平均转速,而并不是实时转速。此时已经存在一阶延时。若将加速度作为控制对象,需要对转速再次微分离散化,又会产生一次延时。这就造成了加速度闭环控制极大的滞后性。笔者在仿真中也发现以采集的加速度进行控制时,存在较大的振荡。
因此必须进行降阶。可以将恒定加速度下与时间对应的转速斜坡作为参考对象,令检测到的实际转速跟踪斜坡转速,以此来实现恒加速度控制,负载转矩曲线未知情况下的控制系统如图5所示。
(2)在实际仿真实验过程中会发现,在电机刚起动阶段,在采用同一套PID参数控制时,在某些负载转矩曲线下,会产生超调,反映到转矩上就是在开通瞬间仍会有部分转矩过冲。
这是由于SR电机的转速检测并不是连续的,必须由光耦产生的位置信号来进行计算。这就导致初起动时,因为转速较慢,在若干个控制周期内无法获得有效位置信号。即虽然实际转速已经产生,但检测转速在一段时间内却持续为0,由于PID调节的性质, 误差积分不断积累,就会产生较大的开通占空比,导致了初起动时的转矩过冲。因此本研究要考虑在刚起动时对进行转矩补偿以减小初期的转矩过冲。
通过在起动初期低速情况下调节开通关断角,改变开通时间,对输出转矩的影响更明显[7-8],同时也可以减小换相期间转矩脉动[9]。
由图6、图7可以发现,开关管开通时间较短的情况下,起动初期转矩过冲较小,但随着转速上升,会有较大的转矩脉动;而开通时间较长情况下,转矩特性与之相反[10-11],即开通初期有较大转矩脉动,但较高速后脉动较小。
(3)在PID调节中,一般不同系统参数对应不同的最适合PID参数。以航空发动机作为转矩为例,一般认为其理想负载特性为:转矩与转速的平方成正比,或与转速指数函数成正比。但由于工作环境复杂,虽然实际负载特性整体变化曲线没有较大改变, 但与理想特性存在偏差。
根据式(2),在恒加速度情况下,经过一段时间, SR电动机转速发生变化时,引起的转矩变化为:
按照航空发动机的负载特性,随着转速上升,经过相同控制周期后产生的转矩差会越来越大:
即不同转速下,若需转速提高相同的值,所要输出的转矩差值不同,即所需的电压差也不同。虽然PID调节中积分调节本身具有误差积累的作用,但由于加速度控制时系统整体是时变的,如果仍采用同一套PID参数,会削弱PID的控制效果[12]。
因此应针对不同的负载转矩类型,在不同转速阶段有各自适合的PID参数。以风机类负载转矩为例: 低转速时,选取较低的比例系数,可减小开通时的转矩超调,但这是以减缓反应时间为代价的,高速后稳定速度会变慢,这时就要增大比例系数和积分系数。 因此变参数PID是一种较为可行的办法[13]。
因此本研究考虑将开通/关断角调节与PID调节结合起来,随转速变化采用不同的开通/关断角;同时再加以可变PID参数,在不同速度阶段采用不同的参数。以此优化起动阶段的转矩波形。
3起动仿真分析
本研究主要针对负载转矩—转速关系未知条件下,设置不同负载转矩曲线,采用PWM方法控制加速度。仿真时设置负载转矩最大值为电流斩波限对应的平均转矩。在带载起动时,假设5 000 r/min时的负载转矩为给定电流斩波限下所能输出的的最大平均电磁转矩16 N·m。按转速变化设置5组PID参数,以及3组开通/关断角:转速低于150 rad/s,开通角5°,关断角19°;转速低于400 rad/s,开通角2°,关断角20°;转速高于400 rad/s,开通角0°,关断角20°。随转速变化, 采用不同的参数组。两种不同带载情况下仿真得到的转速和转矩波形如图8、图9所示:① 空载情况下仿真波形;② 风机类负载,即负载转矩与转速的平方成正比(TL=K2∙v2)。
通过仿真可以看出,对不同的负载转矩曲线,通过采用可变PID与开通关断角结合的方法,可使SR电动机转速跟随给定斜坡曲线,与之相对,输出的电磁转矩波形与负载转矩波形一致,与一般恒转矩以及限功率起动方式相比,可有效减小SR电机起动时的转矩过冲。
4结束语
本研究主要探讨了SR电动机起动阶段控制转矩过冲,使电机输出转矩随负载转矩变化的方法,着重分析了在负载转矩与转速关系已知情况下如何通过电流对平均电磁转矩进行控制;以及在负载转矩与转速关系未知情况下,如何通过电机的恒加速度起动对转矩进行控制。
起动机拆装实习报告 篇4
篇一：起动机实训报告
《起动机拆装》
实
训
报
告
班 级应 电 二 班 姓 名 张
雪
伟 学 号 103001571 指导教师
2011 年 11 月 25 日
机电工程系
郑州信息科技职业学院 绪论..............................................................2 1.1 引言........................................................2 1.2汽车启动机的分类、组成及工作原理.............................3 1.3启动机拆装实训的目的及意义...................................5 2 启动机的拆装.....................................................6 2.1启动机拆装所需设备和工具.....................................6 2.2 启动机拆解和清洗............................................6 2.3拆装过程中注意的事项.........................................6 3启动机的故障检测.................................................7 3.1磁场绕组的检查...............................................7 3.2磁场绕组搭铁的检查：.........................................7 3.3磁场绕组短路的检查：.........................................8 3.4电枢绕组的检查：.............................................8 3.5短路检验.....................................................9 3.6断路检验.....................................................9 3.7传动机构的检修..............................................10 4实训心得.........................................................11 1 绪论
1.1 引言
在国外，各个行业的市场已经非常饱和，没有什么行业可以有多好的发展前景了，包括汽车行业，在美国，哪一个家庭如果连一辆汽车都没有的话，那对于那个一家之主来说，那是非常非没有面子的事，是说不出口的（看过经典励志电影《幸福来敲门的》都知道，而且在那个片子中美国的经济还不是那么发达），如果多了解这方面的事情就会知道，在美国汽车的普及程度就像自行车在中国一样，但是在我国，汽车对一个普通家庭来说，依旧是奢侈品。
但随着国外汽车行业的饱和，一些汽车商家把眼光放到了中国市场上，这就促进了我国汽车产业以及一些相关产业的产生与发展，包括汽车生产、汽车销售﹑汽车维修和汽车零部件的生产，还产生了这方面的专业课程，主要针对汽车上的主要部件（如汽车发动机、汽车底盘、汽车交流发电机、汽车启动机等）和主要电路的检查与维修。其中发动机是一个汽车的核心，整个汽车的动力都来源于发动机，发动机的好坏已成为衡量一个汽车性能的重要标准。但是发动机有一个重要的缺点是不可忽略的，那就是发动机是很笨重的，想让它运转起来可不是那么容易的，我们应该都见过农村耕地用的拖拉机，每次启动都得费好大力气，才可能使之运转。但为什么汽车就能轻易的打着火跑起来呢？因为汽车上有启动机的存在！
汽车发动机在燃料供给系统、点火系统、（汽油机）、气缸压力正常的情况下，设法使曲轴转速达到一定值即可被启动。启动系统的功用就是通过转动曲轴启动发电机，发动机启动之后，启动系统便立即停止工作。汽车启动机是在汽车启动瞬间，仅仅工作几秒只几十秒的短时工作电机。其主要作用是启动汽车发动机在工作过程中要克服发动机的阻力矩，并达到一定转速，以满足发动机的点火要求。除此之外，还要能在恶劣环境下运行，保证较高的使用次数，做到体积小、重量轻、适合汽车发动机的工作。
1.2汽车启动机的分类、组成及工作原理
㈠ 启动机的分类：
1）按电动机磁场产生方式分类：
①励磁式起动机：
励磁式起动机一般采用串励式直流电动机，各型号的结构相差不大。永磁式起动机：
②永磁式起动机以永磁材料为磁极，由于电动机中无次级绕组，故可使起动机结构简化，体积和质量都可相应减小。
2）按操纵机构分类：
①直接操纵式起动机：
直接操纵式起动机是有脚踏或手拉杠杆联动机构直接控制其动机的主电路开挂俺来接通或切断主电路，也称机械式起动机。这种方式虽然结构简单、工作可靠，但由于要求启动机、蓄电池靠近驾驶室，而受安置布局的限制，并且操作不便，已很少采用。
②电磁操纵式起动机：
电磁操纵式起动机是由按钮或点火开关控制继电器，再有继电器控制其动机的主开关来接通切断主电路，也称电磁控制式启动机。
按传动机构的啮合方式分类
③惯性啮合式起动机：
启动机旋转时，其啮合小齿轮靠惯性力自动啮入飞轮齿圈；启动后，小齿轮又借惯性力自动与飞轮齿圈脱离。
④强制啮合式启动机：
强制啮合式启动机是靠人力或电磁力拉动杠杆强制小齿轮啮入飞轮齿圈的，这种啮合机构简单、动作可靠、操作方便，仍被现代汽车所采用。
⑤电枢移动式启动机：
电枢移动式启动机是靠启动机磁极磁通的吸力，是电枢沿轴向移动而使小齿轮 啮入汽轮齿圈的，启动后再由回位弹簧使电枢回位，让驱动齿轮退出飞轮齿圈。
⑥齿轮移动式启动机：
它是由磁开关推动安装在电枢轴孔内的啮合杆，而使小齿轮啮入飞轮齿圈的。
⑦减速式启动机：
减速式启动机是靠电磁吸力推动单向离合器，使小齿轮啮入飞轮齿圈的。减速起动机的结构特点是在电枢和驱动齿轮之间装有一级减速齿轮（一般转速比为3-4），它的优点是：可采用小型高速低转矩的电动机，是启动机的体积减小、质量约减少35%，并便于安装；提高了启动机的启动转矩，有利于发动机的启动；电枢轴较短，不易弯曲；减速齿轮的结构简单、效率高，保证了良好的机械性能。
㈡ 启动机的组成：
启动机是由直流串励电动机、传动机构和操作机构（控制装置）三部分组成。
1）直流电动机：
作用是将蓄电池输入的电能转化为机械能，产生电磁转矩。
2）传动机构：
又称启动机离合器、啮合器。传动机构的作用是在发动机起动时使起动机上的小齿轮啮入飞轮齿圈，将起动机的转矩传递给发动机曲轴；在发动机起动后又能使启动机小齿轮与飞轮齿全自动脱开。
3）操作机构（控制装置）：
操作机构的作用是用来接通和断开电动机与蓄电池之间的电路。对于传统点火系统，启动机工作时操纵机构还能短接点火线圈的附加电阻，以增加启动时的点火能量。
㈢ 启动机的工作原理：
启动机用三个部件来实现整个起动过程。直流电动机引入来自蓄电池的电流并且使起动机的驱动齿轮产生机械运动；传动机构将驱动齿轮啮合入飞轮齿圈，同时能够在发动机起动后自动脱开；起动机电路的通断则由一个电磁开关来控制，当吸引线圈和保持线圈通电产生的磁通方向相同时，其电磁吸力相互叠加，可以吸引活动铁心向前移动，直到推杆前端的触盘将电动开关触点接通势电动机主电路接通为止。当吸引线圈和保持线圈通电产生的磁痛方向相反时，其电磁吸力相互抵消，在复位弹簧的作用下，活动铁心等可移动部件自动复位，触盘与触点断开，电动机主电路断开。其中，电动机是起动机内部的主要部件，它的工作原理就是
篇二：起动机的拆装与检测
实训四 起动机的拆装与检测
一、实训名称
起动机的拆检
二、实训目的
1、掌握起动机的拆装方法。
2、掌握对起动机的检测方法。
三、实训设备
各式起动机、起动机继电器、万用表和拆装工具等。
四、有关技术标准
1．电枢轴径向圆跳动应不大于0.10～0.15mm，电枢轴的轴向间隙不大于0.05～1.00mm；轴颈外径与衬套内径配合间隙应为0.035?? ～0.077mm最大不超过0.15mm。
2．换向器失圆度不大于0.05mm，换向器直径不小于标准值1.10mm。
3．电刷磨损后的高度不应小于电刷原高度的一半，一般不小于10mm；电刷与换向器的接触面不低于80%；电刷弹簧的弹力，应为11.76～14.7N。
4．QD121型起动机驱动齿轮与限位环间隙为4.5±1 mm，驱动齿轮端面与端盖凸缘距离为32～34 mm。
五、实训操作步骤
（一）解体起动机
1．清除外部尘污和油垢；
2．拆下防尘箍，用铁丝钩提起电刷弹簧，将电刷取出；
3．取下穿心螺栓，分离前端盖、外壳和电枢；
4．拆下中间轴承板、拔叉和啮合器；
5．解体后，清洗擦拭各零件。金属零件用煤油或汽油，绝缘零件用布或浸汽油的布擦拭。
（二）检修起动机
1．转子的检修
电枢绕组搭铁的检查：用万用表测量换向器和铁芯（或电枢轴）之间的电阻，应为∞，否则为搭铁。也可用交流试灯检查，灯亮表示搭铁故障。
电枢绕组短路的检查：把电枢放在电枢检验器上，接通电源，将薄钢片放在电枢上方的线槽上，并转动电枢。薄钢片应不振动，若薄钢片振动，表明电枢绕组短路。电枢绕组断路的检查：目测电枢绕组的导线是否甩出或脱焊。再用万用表两触针依次与两相邻换向器铜片接触，所测电阻值应一样。如果读数不一样，则说明断路。
2．定子绕组的检修
磁场绕组搭铁的检查：用万用表测量起动机接柱和外壳间的电阻，阻值应为无穷大，否则为搭铁故障。也可用220V的交流试灯检测。
磁场绕组断路的检查：用万用表测量起动机接柱和绝缘电刷间的电阻，阻值应很小，若为无穷大则为断路。
磁场绕组短路的检查：用蓄电池2V直流电源正极接起动机接线柱，负极接绝缘电刷，将起子放在每个磁极上，检查磁极对起子的吸力，应相同。若某磁极吸力弱，则为匝间短路。磁场绕组有严重搭铁、短路或断路时，应更换新品。磁场绕组有严重搭铁、短路或断路时，应更换新品。
3．电刷组件的检修
电刷外观检查：电刷在架内活动自如，无卡滞，不歪斜。
电刷磨损检查：用直尺测量电刷高度，目测电刷与换向器的接触面积，均应符合标准。
4．单向离合器的检修
（1）离合器磨损检查：目测离合器齿轮及离合器内花键槽有无严重磨损，若磨损严重，应予以焊修或更换。
（2）离合器最大扭矩测量：将单向离合器齿轮用布包好夹在台钳上，将扭力扳手的头插入啮合器的花键内，按其工作的方向扳转扭力扳手，应能承受制动试验时的最大扭矩而不打滑。
5．电磁开关的检验
（1）检查吸拉线圈和保持线圈：拆下起动机开关接柱的磁场引线头，将蓄电池负极接起动机壳及开
关接柱，正极接吸拉线圈和保持线圈的中性接头，接通电源后，观察吸拉线圈应能迅速使起动齿轮推至工作位置，断开起动机开关接柱的导线，起动齿轮能保持在此位置而不缩回，说明保持线圈良好。断开起动机壳体导线和中性接头，起动齿轮迅速回位，说明电磁开关复位弹簧良好。（2）检查触点、接触盘：目测触点、接触盘，若有轻微烧损可用细砂纸打磨，起动时此处电压降不得超过0.2V。
（三）起动机装复
1．起动机装复：
（1）将离合器和移动叉装入后端盖内；
（2）装入中间轴承支撑板；
（3）将电枢轴插入后端盖内；
（4）装上电动机外壳和前端盖，并用长螺栓结合紧；
（5）装电刷和防尘罩；
（6）装起动机开关。
起动机装复后应转动灵活，各摩擦部位涂润滑油予以润滑，电枢轴的轴向间隙应符合标准。
2． 起动机调整
（1）驱动齿轮与限位环间隙的检查调整：将引铁拨至前端极限位置，用厚薄规测量驱动齿轮端面与限位环之间间隙，应与标准相符。若不合要求应抽出销子，拧松固定螺母，转动连杆进行调整。拧入连杆，间隙减小；反之则间隙增大。
起动方案 篇5
故障检查:使用副起动能顺利起动, 说明蓄电池、起动机工作良好, 故障应该出在主起动控制线路上。用万用表从蓄电池往起动机方向依次检查, 发现第4道保险丝已烧断。
故障排除:按要求更换同规格的保险丝, 在驾驶室用点火开关能顺利起动, 故障排除。
故障分析:为方便平头车车下发动车辆设置了副起动线路, 在这类车出现主起动不能起动的现象后, 为缩短诊断故障时间, 应充分利用副起动来帮助诊断故障, 这样可以少走弯路, 节约时间。上述故障在诊断时走了不少弯路, 主起动无法起动, 下车用万用表检查蓄电池, 电压26V, 说明蓄电池存电充足, 再检查起动继电器, 工作良好, 把点火开关置于ON挡, 用起子短接起动机30和C端子, 起动机工作良好。如果在故障出现的第一时间内就用副起动来帮助诊断, 情况就不一样了, 用副起动能顺利起动, 说明蓄电池、起动机工作良好, 可以不用检查, 应该重点检查主起动控制线路, 这样就大大缩短了故障的诊断时间。
该车副起动按钮和起动继电器制成一体 (继电器的引铁和副起动按钮做成同一个零件) , 在用主起动发动车辆时, 能听到电磁开关吸合的声音, 同时, 另一人在车下看到起动继电器引铁被向下吸到最低位置, 与按下副起动按钮 (即按下起动继电器引铁) 时的动作和位置一模一样, 这就奇怪了, 为什么起动继电器引铁同样的动作会有2个完全不同的结果:车下用手按下起动继电器引铁 (即按下副起动按钮) 能顺利起动, 而在驾驶室将点火开关拧到起动挡, 此时起动继电器引铁在点火开关的控制下 (点火开关起动挡给起动继电器线圈供电, 引铁在电磁吸力作用下向下运动) 被向下吸到最低位置, 但发动机却无法起动, 这车真“怪”。当时很纳闷, 不知道怎么办才好。
后来, 经过冷静的思考和认真细致地检查, 终于破解了这个百思不得其解的“怪现象”。柴油车电磁开关一般设在蓄电池负极与大梁之间, 而解放六平柴电磁开关设在蓄电池正极与起动机“30”端子之间, 只有电磁开关吸合才能连通蓄电池与起动机“30”端子, 换句话说, 起动机“30”端子才会有电, 一旦起动机“50”端子 (即吸拉接柱) 通电, “30”端子的电就会通过吸合的触盘传给起动机“C”端子, 起动机主电路接通就会工作。在电磁开关上有2根电源控制线B1和B2, B1是蓝色, B2是红蓝色。在电磁开关接蓄电池正极的接线柱上除了有接蓄电池正极的粗线外还有一根红色细线, 这根红色线直接经过易熔线后接到点火开关的电源接柱上, 经过点火开关的ACC、ON挡及各自的保险分别控制B1和B2 (B1过保险盒第7道保险, B2过第4道保险) , 然后到电磁开关的线圈, 再经过大梁搭铁回到蓄电池的负极。电磁开关线圈电路接通, 触盘吸合, 电磁开关连通蓄电池和起动机“30”端子, “30”端子就有电了。表1所示为起动开关挡位及接线柱接线情况。
起动方案 篇6
低温起动性能是柴油机正常使用中首先要解决的问题。柴油机低温起动系统由起动电机、柴油机、蓄电池、起动开关等主要部件组成。由蓄电池经开关向起动电机供电, 带动柴油机实现低温起动。近年来, 随着柴油机向多缸、小缸径、轻量化、高转速等方面发展, 要求起动电机体积小、功率大、成本低, 还要求起动电机与柴油机的性能匹配高。低温工况时, 柴油机的润滑油、柴油的粘度增大, 燃油雾化困难, 导致起动阻力矩增加、最低起动转速提高, 起动功率也相应增大。因此低温起动电机应同时具备如下性能[1]:足够的起动转矩, 克服各系统的阻力矩;有足够的起动功率, 克服各系统的起动阻力;有合适的转速比, 起动电机在最高功率附近能使柴油机达到最低起动转速。只有这样, 才能低温下成功起动柴油机。
1优化分析
柴油机能否顺利低温起动主要取决于起动电机特性与柴油机起动性能是否匹配, 而起动电机特性指起动功率、起动转矩和转速与电枢电流的关系。本文以永磁直流起动电机为例, 进行优化计算。
1.1起动电机功率
起动电机功率特性与柴油机低温起动性能相匹配条件为
Pem≥Pc (1)
式中, Pem和Pc分别为起动电机和柴油机的起动功率, Pc由柴油机最低起动转速nmin和起动阻力矩Tr来确定, 柴油机最低起动转速nmin通过试验测量。
柴油机的起动阻力矩Tr计算式[2]为
undefined (2)
式中, v0为标准状态下润滑油的运动粘度;λ=3.6×10-2;t为柴油机润滑油的实际温度;t0为标准状态下的温度, 25 ℃。
柴油机起动功率为
undefined (3)
式中, k为安全系数, 1.7;Vn为气缸总工作容积, 2.8 L;τ为柴油机冲程数, 4;η为起动电机与曲轴的传动效率, 0.98。
由式 (1) ～式 (3) 可得起动电机起动功率
undefined (4)
电机的起动功率[3]
undefined (5)
式中, P为电极数;N为每相绕组匝数;ai为极弧系数;Φ为每极磁通量;n为起动电机转速;Ia为电枢电流。
1.2起动电机转矩
柴油机低温起动性能优劣通常用最大起动阻力矩和最小起动转速来衡量。因此要求起动电机起动转矩必须克服柴油机最大起动阻力转矩, 同时具有足够的加速度, 使柴油机在规定时间内达到最低起动转速。
起动电机输出转矩Tem通过传动比为i的起动磁圈传递给柴油机, 其最小值应大于柴油机起动扭矩Tcq。
Tem≥Tcq (6)
柴油机低温起动扭矩[4]为
undefined (7)
式中, J为所有折合到柴油机轴上的转动惯量, undefined;θ为柴油机曲轴转角。
由式 (6) 和式 (7) 可得起动电机起动转矩
undefined (8)
假如忽略功率管开关过渡过程和电枢绕组电感, 则起动电机起动转矩[5]为
undefined (9)
式中, CT为转矩常数;R为每相电阻;Φ为每极气隙磁通;U为电机的端电压;ΔU为电机电压调整率。
由式 (9) 可知:在任意时刻, 电机的起动转矩由两相绕组的合成磁场与转子磁场相互作用产生, 当电源电压、功率管管压降、ΔU和转速一定时, 起动转矩与R、Φ等参数有关。
1.3起动电机转速
起动电机转速特性与柴油机起动性能的匹配条件是柴油机拖动转速大于最低起动转速。直喷式柴油机在低温下最低起动转速为130～160 r/min。
起动电机起动转速[6]为
undefined (10)
式中, Ra为电枢回路总电阻;CE为电动势常数。
起动电机转速由电枢回路电阻压降IaRa和CEΦ这2部分来决定。
2优化匹配
2.1RBFNN-GA算法
RBFNN是单隐层的前向网络, 由3层构成:第1层是输入层;第2层是隐层;第3层是输出层。输入层到隐层按RBF计算隐层输出, 从隐层到输出层按线性网络计算输出节点的输出。RBFNN不仅具有全局逼近性质, 而且具有最佳逼近性能, 同时训练方法快速, 不存在局部最优问题。
遗传算法 (genetic algorithm, GA) 是1种基于生物遗传和进化机制的寻优搜索算法, 具有全局寻优能力和较好的稳定性, 在函数优化等方面得到了广泛的应用。因此, 利用GA和RBFNN融合理论, 提出RBFNN-GA算法, 通过GA动态调整RBFNN的参数, 能在一定程度上克服过学习现象, 增强其全局搜索能力, 避免陷入局部极小点。
RBFNN-GA型求解优化问题的数学模型为
undefined
(11)
式中, x为RBFNN的输入;y为RBFNN的输出;f为非线性优化指标综合评价函数。
图1为RBFNN拓扑结构图, 图2为RBFNN-GA算法程序流程图。由图1和图2可知, RBFNN-GA算法的具体过程:对建立好的RBFNN模型输入样本数据, 即输入向量X (输入向量X的各分量必须在各自值域内) , 通过RBFNN求得相应的输出向量y, 再由评价函数f计算出各个输出向量y的目标适应度, 利用GA算法, 通过适应度值重新调整输入向量X, 调整方法为遗传操作:选择、交叉、变异等, 在给定的综合评价函数f的指导下 (通过适应度值选择个体) 产生种群, 新产生的输入向量X具有更好的适应性。通过遗传计算后, 可得到具有最优目标y, 相应的X也是此目标的优化结果。
2.2优化结果及分析
采用RBFNN-GA算法, 对起动电机在低温-25 ℃下的起动性能进行优化。
约束条件:公式 (4) 和 (5) 、公式 (8) 和 (9) 、公式 (10) 分别是优化起动电机起动功率、起动转矩和转速的约束条件。
优化变量:根据电机自身和起动性能的特点, 选取8个影响因子作为优化变量, 分别是定子的内外径 (Di1、D1) 、铁心长和轭高 (La、hc1) 、转子轭高 (hj2) 、永磁体径向高度 (hm) 、每相电阻与匝数 (R、N) 。
目标函数:由于效率η是评价起动电机性能优劣的关键指标, 故目标函数选为η。
忽略机械损耗和杂散损耗, 电机效率[7]为
undefined (12)
式中, ωr为电机角频率;Ploss为电机可控损耗。
undefined
(13)
式中, ψr为电机转子的磁链;Rs为电机的定子电阻;Lm为电机电阻;Rr为电机转子的电阻;Rfe为电机损耗电阻;Lr为电机的转子电阻;np为电动机极对数。
RBFNN-GA算法的各参数取值如下:种群大小L=50, 迭代次数G=300, 交叉率P0=0.25, 变异率Pm=0.05。优化后的RBFNN拓扑结构为8-8-4, 即网络输入层神经元为8个, 分别代表起动电机的8个影响因子;隐层神经元为8个;输出层有4个神经元, 分别为电机的效率、起动功率、起动转矩和起动转速。
起动电机结构参数优化结果如表1所示。由表1可知:通过优化, 起动电机效率从87%提高到92%, 达到了预测结果。
图3为电机起动功率、起动转矩和起动转速的性能优化结果。根据柴油机低温起动特性可知:起动功率应在最大功率曲线80%～95%的区域内最为合理[8]。此区域内起动电机随时有更大的储备功率发挥, 有利于柴油机低温起动。同时在该区域还可看出起动电机的转速输出范围、相应的起动功率、起动转矩, 甚至还可看出起动电机的起动电流、起动电压、最大阻力矩及判断出使用的蓄电池容量的大小等。由图3a可知:优化后的起动电机功率均比原始功率和柴油机功率大。起动电机优化后的最大功率为2.6 kW, 优化前为2.18 kW, 柴油机低温起动要求的最大功率为1.75 kW。起动电机优化前后的起动功率完全满足柴油机低温起动的性能要求。由图3b可知:随着电流增大 (即负载增大) , 起动电机优化前、后的起动转矩均比原机起动转矩大;优化后的平均起动转矩达到65 N·m, 最大起动转矩为110 N·m, 同时也看到优化后起动电机承受的负载比原机大。由图3c可知:随着电流增大, 起动电机的起动转速下降很快。其原因由式 (10) 可知:当Ia (相当于柴油机阻力矩) 增加时, 端电压U下降, 但CEΦ增大, 结果使n快速下降。比较发现:优化后的起动转速明显高于原机;优化后的平均拖动转速为225 r/min, 最大拖动转速为270 r/min, 满足柴油机较低温度下的起动要求。
3试验验证
试验在低温起动试验室内进行, 环境温度由制冷机组调控。蓄电池供给起动电机电量, 试验对比了原机和优化起动电机, 并测量柴油机低温起动转矩、起动电压、电流与转速等性能参数。
3.1起动电压和电流性能试验
图4为柴油机在-25 ℃起动过程中, 优化的起动电机的电压和起动电流变化曲线。由图4可知:柴油机起动时间为7.1 s;起动电压为9.3～12 V, 波动率为22.5 %;起动电流为398～1 100 A, 满足起动机的要求。在整个起动过程中, 起动电流、电压的瞬时参数的变化规律、波动情况均可采集、记录、处理, 可以对起动机的低温起动特性进行评价和分析。
3.2起动试验
图5为环境温度为-25 ℃、起动转速控制在180 r/min时, 起动电机优化前、后的拖动力矩曲线。由图5可知:优化后起动电机的拖动力矩明显大于原机, 且波动率小于原机, 原因是通过优化, 改变了定、转子的结构和绕组, 这对电机工作特性, 尤其是转矩特性有着明显影响。试验测得原机和优化后起动电机的平均拖动力矩分别为98 N·m和105 N·m, 优化后比原机提高了7.1 %。
图6为环境温度-25 ℃时, 优化前、后的起动电机拖动转速曲线。由图6可知:用原机和优化后的起动电机分别拖动柴油机低温起动时, 平均拖动转速分别为194 r/min和225 r/min, 优化后比原机提高了16 %;起动时间有所缩短。满足了柴油机低温起动的要求, 为柴油机、起动电机和蓄电池的低温起动优化匹配提供了依据。
4结论
(1) 利用RBFNN和GA融合理论, 对起动电机结构参数进行了优化, 通过对起动电机的主要特性 (起动功率、起动转矩和转速) 进行优化分析, 实现了起动电机与柴油机的合理匹配, 保证了低温工况下柴油机可靠、快速地起动。
(2) 柴油机低温起动试验的结果表明:优化后的起动电机起动功率、起动转矩、起动转速分别比优化前提高了18.3 %、7.1 %、16 %, 性能参数均满足柴油机低温起动要求。
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起动方案 篇7
判断柴油机故障的一般原则是:结合结构、联系原理、弄清现象、结合实际、从简到繁、由表及里、按系分段、查找原因。
1 故障现象
柴油机在起动机带动下, 转速达到起动转速, 但不能起动, 通常表现为:
(1) 起动时无爆发声, 不能起动。
(2) 起动时可听到连续的爆发声, 有白烟或少量黑烟排出, 但不能起动。
2 故障原因
起动困难故障原因包括四个方面:电路故障、油路故障、进排气通道堵塞故障和供油不正时故障。
2.1 电路故障
(1) 蓄电池电力不足或接头松动;
(2) 停油控制装置损坏;
(3) 起动预热控制装置失效 (冬季) 。
2.2 油路故障
油路故障分为低压油路故障和高压油路故障。
(1) 低压油路故障
(1) 油箱油量不足或油箱开关关闭;
(2) 输油泵性能差或损坏;
(3) 输油管路、滤清器或滤网堵塞;
(4) 管路漏气, 油路中进入空气;
(5) 油路中有水或柴油牌号不对。
(2) 高压油路故障
(1) 喷油泵出油阀密封不良;
(2) 喷油泵溢油阀不密封;
(3) 喷油器不喷油;
(4) 喷油器喷油雾化不良。
2.3 进排气通道堵塞
(1) 空气滤清器堵塞;
(2) 排气制动阀卡滞。
2.4 供油不正时
(1) 供油提前角调整不对, 供油过早或过迟;
(2) 喷油泵联轴器接合盘损坏或联轴器螺栓松动, 使供油时机改变。
3 故障诊断与排除
根据故障诊断排除的基本原则, 首先检查排除电路故障。
3.1 检查排除电路故障
(1) 如果起动时起动机转速不够, 不能带动柴油机达到起动转速, 故障原因为蓄电池电力不足或接头松动。当蓄电池电力不足时, 难以着火起动。此时应将蓄电池电力充够再行使用。经检查接线松动时应及时拧紧, 否则起动时松动的接头处会冒火花。
(2) 检查排除停油电磁阀故障
如CA1121J、EQ1118等型号的柴油车装有停油电磁阀, 接通点火开关, 观察停油电磁阀是否动作, 如不动作, 检查控制保险丝是否熔断、电磁阀线路是否断路或接触不良, 以及电磁阀是否损坏。
(3) 检查排除起动预热装置故障
如果进入冬季, 应重点检查起动预热装置。方法是打开预热开关, 看电磁阀是否动作, 手摸加热器有无温度。如不工作, 应检查保险丝、继电器和控制线路性能是否良好。
3.2 检查排除油路故障
(1) 确定故障在低压油路还是高压油路
将喷油泵排气螺钉松开, 扳动手油泵, 观察排气螺钉处是否流油, 如果流油正常, 则说明故障出在高压油路, 若不流油或流出泡沫状柴油, 而且长时间扳动手油泵也排不尽, 表明低压油路有故障。
(2) 诊断排除低压油路故障
(1) 检查油箱开关是否打开, 油箱中存油是否足够。
(2) 试输油泵压力。压动输油泵试验, 如果上下压动输油泵时, 均无正常的泵油阻力, 说明输油泵失效, 应检查输油泵进出油阀是否关闭不严等。
(3) 排除低压油路中的空气。松开喷油泵排气螺钉, 压动输油泵, 先排滤清器再排喷油泵, 直到排气螺钉处流出的油为纯净柴油。
(4) 检查低压油路是否堵塞。
油箱至输油泵油路堵塞:按压输油泵手柄, 有弹力和阻力, 但压下时很轻松, 放开后能自行回位。
输油泵至喷油泵油路堵塞:压动输油泵较费力。
(5) 在寒冷地区严寒季节, 柴油牌号选用不当或油中有水, 造成柴油凝结或油中的水结冰堵塞油管。应用热水使冰融化。
(3) 诊断排除高压油路故障
(1) 确定故障在喷油泵还是喷油器
在发动机转动时, 用手触试各缸高压油管, 若感到有喷油“脉动”, 说明故障不在喷油泵而在喷油器;若无“脉动”或“脉动”甚弱, 说明故障在喷油泵。
(2) 检查排除喷油泵故障
首先看溢油阀的密封情况, 然后检查喷油泵出油阀是否密封不严, 拆下高压油管, 用输油泵泵油, 若出油阀溢油, 说明出油阀密封不良。
(3) 检查排除喷油器故障
可将喷油器从气缸盖上拆下接上高压油管, 然后起动发动机, 观察其喷油情况。如雾化良好又不滴油, 说明无故障;若雾化不良, 应解体检查喷油器针阀是否卡滞、弹簧弹力是否不足、喷孔是否堵塞等。
3.3 检查进、排气通道堵塞故障
柴油机的进排气系统也是检查的重点:
—是查看空滤器是否阻塞, 如过脏阻塞应进行保养维护。
二是查看排气制动开关是否打开, 排气制动阀是否卡滞。
3.4 检查排除供油不正时故障
首先检查喷油泵联轴器接合盘是否损坏或联轴器螺栓松动, 如松动损坏应紧固和维修。如没有问题, 应检查调整供油正时情况。下面以CA1121J型柴油车为例介绍供油正时检查调整方法。
检查:拆下一缸高压油管, 使断油电磁阀处于供油状态, 在飞轮壳孔处撬动曲轴, 观察一缸油管接头油面, 与接头平齐时, 立即停止, 检查供油提前角是否为13°±1°, 如不正确应进行调整。
厂用电动机起动研究 篇8
关键词：厂用电,大容量电动机,起动
0 引言
异步电动机广泛应用于工农业和其它国民经济各部门, 作为拖动机床、水泵、起重机、卷扬机、轻工业和农副业加工设备以及其它一般机械的动力, 合理使用异步电机并做好保护工作具有重要的意义。
文献[1]通过计算二滩水力发电厂大功率电机在起动瞬间造成厂用电电压瞬间降低的情况, 分析了在大功率电机在起动瞬间对二滩厂用电系统电压波动的影响;文献[2]讨论了大型电动机的电动态模型, 然后对电动机起动特性进行了计算机仿真和物理模拟试验两种研究;文献[3]根据力矩平衡方程式及机电惯性时间常数表达式, 建立了大型泵站同步电动机组起动动态历时数学模型。
应用PSCAD/EMTDC软件建立异步电动机起动过程的仿真模型, 分析影响电动机起动电压的主要因素, 并对比不同的变压器模型对异步电动机的起动的影响。
1 影响厂用电电压降低的主要因素
输配电线路和厂用变压器上的阻抗是在电动机起动时造成电压降低的主要原因[4]。以某电站为例, 其采用分裂变压器, 分裂变压器的两个低压分裂绕组在电气上彼此不相连接、容量相同 (为额定容量的50%) 、阻抗相等。基于此, 每个通道可以单独计算, 不影响其他通道。
在厂用电接线中, 输配电线路的长度较短, 其阻抗值也较低, 所以不考虑输配电线路上的阻抗影响, 只考虑厂用变压器的阻抗影响。
2 三分裂绕组变压器等值电路[5,6]
分裂变压器等值电路与三绕组变压器相似, 如图1所示。其中x1为高压绕组漏抗, x2′、x2″为低压绕组漏抗, 可以由制造部门给出的穿越电抗x12 (高压绕组与两低压绕组间的等值电抗) 和分裂系数Kf求得。在设计时, 有意使两个分裂绕组的磁联系较弱, 因而x2′、x2″都较x1大得多。
设正常运行时流过高压绕组的电流为I, 则流过每个低压绕组的电流为I/2, 由图1可知, 高、低压绕组间的电压降为:
3 电动机起动方式
电动机的起动方式分为三类:全压起动、降压起动和软起动。
一台电动机采用什么方式起动, 取决于供电系统的容量、负载的性质以及起动的频繁程度。如果供电系统的变压器容量比异步电动机的容量大得多, 起动电流所造成的电压降落不至于影响同一电网上的其他电气设备的正常工作, 而又非频繁起动, 则可允许电动机在额定电压下直接起动。一台异步电动机能否直接起动, 各地电力管理部门有明确规定。
4 厂用电异步电动机起动分析
该电站的厂用电由4个通道组成, 4个通道通过分裂变压器供应电源, 系统工作电源、备用电源额定电压均为10 k V。其中一个通道共有15台高压电动机, 型号为1APA1120POM、1CRF1140POM、1RCP1110POM的3台电动机的功率较大, 需单独进行电动机起动计算。
3台异步电动机的额定电压均为10 k V;额定电流分别为810.76A、386.32 A、552.90A;起动电流倍数分别为4.70、6.00、6.00。由于变压器的额定容量远远大于电动机的额定容量, 所以电动机均采用全压起动方式。
4.1 理论计算
将分裂绕组变压器等值成图1所示的模型。该电站中有工作变压器、备用变压器, 通过计算得出分裂变压器的等值感抗, 如表1所示。
不考虑角度的变化, 母线电压标幺值计算公式为:
母线电压标幺值= (10.5-1.73×x12×启动电流) /10
根据上式即可计算出厂用电电动机起动时对母线电压的影响, 结果如表2所示。
从表2可以得出结论:
(1) 虽然3台电动机的起动电流很大, 分别达到3810.572 A、2317.92A、3317.4 A, 但是该电站中的厂用变压器采用的是分裂绕组变压器, 正常工作时, 电压降在变压器上的损耗比普通的三绕组变压器要低很多。
(2) 比较3台电动机单独起动所引起的母线电压降, 最严重的是1APA1120POM, 其对应的起动电流值是最大的, 这证明了电动机的起动电流是影响母线电压降低的一个主要因素。
(3) 当厂用电的15台高压电动机同时起动时, 母线电压最低为0.638pu, 略小于规定的0.65 pu, 所以在用工作变压器同时起动高压电动机时, 可能造成一些电动机起动困难, 甚至不能正常起动。
(4) 比较采用工作变压器和备用变压器的电动机起动方式, 采用备用变时母线电压降低的数值比工作变较小, 这主要是因为备用变的等值感抗值比工作变较小。
4.2 仿真分析
在PSCAD/EMTDC中建立模型, 仿真厂用电动机起动时对母线电压的影响。EMTDC中提供了三绕组变压器的模型和异步电动机的模型, 其中通过对三绕组变压器设置合理的参数就可以模拟三分裂绕组变压器;而在EMTDC中存在两种电动机的模型, 鼠笼型和绕线型两大类三相感应电动机模型, 其中鼠笼型又细分为单笼和双笼, 绕线型感应电动机转子侧可以外接电阻。虽然这两种电动机模型采用不同的输入和输出接口, 但是它们在EMTDC中的模型方程本质上是一样的[7]。仿真中采用绕线型异步电动机模型。
当厂用电动机起动时, 电动机的转速是从0速度开始的, 直至运行到额定转速, 这是一个转速变化的过程。为了能够更清晰地仿真电动机起动的过程, 必须精确地仿真电动机起动时的冲击电流。电动机堵转[8]是比较严重的问题, 因为堵转时转速n=0, 转差率s=1, 电动机电流将增大为起动电流, 所以用EMTDC仿真电动机堵转需使电动机处于速度控制方式, 并将转速置零。
通过在EMTDC中搭建的模型, 分别模拟工作变和备用变的电动机起动方式, 得出的数据如表3所示。
从表3数据可以看出, 仿真计算所得的值均比理论计算所得的值稍小。原因在于仿真模型中考虑了变压器的电阻值, 电阻值的存在使得变压器的感抗值变大, 电压损耗在变压器上的就越大。故可以认为该模型适合用于电动机起动过程母线电压降的分析。
当使用备用变时, 母线电压值是符合高压电动机安全起动要求的, 但是对于工作变压器, 所有高压电动机同时起动时, 母线电压值只有0.631 pu, 低于正常的起动值。厂用电还会包括一些低压电动机, 当母线电压不符合电动机的起动时, 若不切除低压电动机, 则低压机组也受到电流冲击。
5 结语
应用建模仿真来研究电动机起动的方法是可行的, 可以得出具体的感性认识。在建立模型的时候应当充分考虑影响模型的各方面因素, 尽量减少建模的不利因素, 切实保证真实性, 以更能准确地反映实际系统的运行情况。
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更换钥匙后发动机不能起动 篇9
故障分析:奥迪A6轿车装备了MPFI系统ECU(多点汽油喷射系统电子控制单元)、起动锁止ECU及点火开关脉冲应答器,三者之间用导线连接。奥迪公司对MPFI系统ECU和起动锁止ECU输入了同一个永久密码,因此只有使用原车钥匙才能顺利起动。将写入编码的特殊钥匙插入点火开关后,点火开关上的脉冲应答器便读出钥匙密码,并进入起动锁止果相同,则通知MPFI系统ECU准许发动机起动后运转,起动锁止黄色警告灯熄灭;否则,通知MPFI系统ECU将发动机立即熄火,起动锁止黄色警告灯将闪烁。
该车就是因为新配制的钥匙未经过编码,从而使发动机不能起动,且黄色警告灯闪烁。