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常用交、直流電機的運行控制研究

2016-08-02 14:26:57張杰杰
卷宗 2016年5期
關鍵詞:直流電機措施

摘 要:近年來,科學技術快速發(fā)展,各類機械、電氣設備成為制造等企業(yè)必不可少的設備之一。其中發(fā)電機作為重要設備,其運行情況直接影響企業(yè)生產經營有效性。文章將從交直流電機運行控制重要性入手,深入分析和探討交直流電機運行控制措施,旨在為相關企業(yè)控制電機提供參考。

關鍵詞:交流電機;直流電機;運行控制;措施

交、直流電機是工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要基礎,其能夠為企業(yè)生產提供電力支持,在提高企業(yè)生產效率及質量等方面發(fā)揮著積極作用。然而,受到諸多因素的影響,發(fā)電機在運行過程中,常常出現(xiàn)不平衡等問題,在很大程度上影響了發(fā)電設備功能的有效發(fā)揮。因此加強對常用交、直流電機運行控制的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義,能夠提高設備運行有效性、延長設備壽命。

1 交直流電機運行控制重要性

交直流電機作為企業(yè)現(xiàn)代化、工業(yè)化發(fā)展的基礎設備之一,其是所有動力機械的基礎。隨著科學技術不斷發(fā)展,特別是自動化生產要求的提升,對電動機保護及控制提出了更高要求。如果企業(yè)在生產運營過程中,電機出現(xiàn)故障,將直接影響整個生產全過程[1]??梢?,加強對交直流電機運行控制的研究勢在必行。

2 交直流電機運行控制策略

通常而言,交直流電機在運行過程中,常發(fā)生故障的環(huán)節(jié)主要表現(xiàn)在起動、制動及調速三個方面,具體來說:

2.1 啟動方面

工業(yè)化趨勢下,交直流發(fā)電機得到了廣泛應用和普及,并成為企業(yè)現(xiàn)代化生產必不可少的設備之一。在實踐中,不僅提高了企業(yè)生產有效性,且提升了我國工業(yè)化水平[2]。針對交直流電機啟動而言,要想將電機由靜止轉變?yōu)檫\行狀態(tài),應先將電機接入到電源當中,促使電機內部能夠產生電磁轉矩現(xiàn)象,隨后由靜止狀態(tài)轉變?yōu)閱愚D矩。在運行過程中,如果出現(xiàn)啟動轉矩高于負載轉矩時,電動機將會被啟動,并保持一定的轉數,以此來滿足其他機械設備運行要求。一般而言,啟動僅需要幾秒鐘的時間[3]。但是受到電機設備生產工藝等因素的影響,啟動時,會對電動機電流產生不良影響。因此在啟動時,應控制好額定電流,不允許朝著2.5倍額定電流。在此基礎上實現(xiàn)對電機設備的有效控制,從而提高電機運行有效性。

2.2 制動方面

針對旋轉狀態(tài)當中的設備而言,即便在缺少動力支持的情況下,依然會借助自身的慣性保持一定時間的旋轉。電動機作為一種電氣設備,同樣如此。當切斷電源時,設備依然會處于一種運行狀態(tài),會對設備使用性能等產生消極影響。基于此,為了避免無動力情況下出現(xiàn)慣性旋轉現(xiàn)象,可以采取制動方法對設備進行強制性停止等處理。一般來說,常用的方法有機械與電力兩種制動方式和方法。隨著科學技術的發(fā)展,還出現(xiàn)了以下幾種方法。

第一,反接制動。此方法與正反轉控制具有一定的相似之處[4]。在實踐中,在設備切斷電源的同時,將電源兩項調整,重新接入,其中的定子旋轉將出現(xiàn)反向力矩,促使電動機能夠在短時間迅速停止下來。要想達到最佳效果,應在設備尚未完全停止前切斷電源,并采用速度繼電器檢測電動機轉速,同時在制動主回路當中增加電阻,以便達到限制反接電流的目標。

第二,再生制動。在直流電機拖動系統(tǒng)當中,如果設備處于下降狀態(tài)當中,會產生較強的制動力矩。電動機在使用中,會向電網回送能量。

第三,電容—電磁制動。該方法適合應用于小型異步電動機當中。在具體應用過程中,主要分為兩個部分,前一段為電容制動。后一段是當接觸器斷開后,電機得不到電源的支持后,常閉觸頭閉合會促使電機產生電容制動,并停頓0.2~0.3s后接通繞組短路,進行電磁制動處理。

2.3 調速方面

電動機作為企業(yè)生產機械的一部分,能夠為其他機械設備提供動力。在運行過程中,電動機會隨著生產機械的生產狀況對速度進行相應的調整,以此來確保生產工作有序進行。因此調速成為電動機運行控制的重要內容之一。具體來說:

一方面,異步電動機調速。可以采取三種方式進行控制,如改變極對數調速,通過對繞組的極對數進行調整,就能夠改變速度,當繞組有三組,可以成為三速電機;另外,轉子串接電阻,能夠對電阻值進行調整,實現(xiàn)對速度的控制。一般來說,適用于繞線式電動機上,并在回路當中接入調速變阻器,從而實現(xiàn)調速目標;除此之外,變頻率調速,在紡織機械中應用較多,主要是通過對電源頻率的調整,能夠促使電機同步轉速也隨之發(fā)生變化,達到理想要求。

另一方面,直流電動機調速。相比較來看,直流電動機更為簡單,即便內部結構復雜,但是在很多大型、精密機床上使用仍然較多。究其根本是其內部擁有獨立的激磁電源電機,能夠為調速提供一定支持。具體來說,針對直流電動機進行調速過程中,常常改變其電樞電壓。結合轉速方程來看,電機轉速與電壓存在正比關系[5]。在運行中,電機轉速加快,那么電壓也會隨之升高。但是值得注意的是,電機絕緣與整流條件限制,調整電壓僅可以從電機的額定電壓入手,將轉速控制在特定范圍當中。不僅如此,還可以調整磁場速度,實現(xiàn)調速目標,以此來滿足生產需求。無論是哪種形式,在實踐中,都應堅持低速向高速遞進原則,先確保滿磁、然后利用調磁調速方法,由額定轉速升至為最高轉速,繼而對電壓進行調整。

3 結論

根據上文所述,工業(yè)化趨勢下,交直流電機在各個領域中得到了廣泛推廣和應用,不僅提高了生產有效性、且為發(fā)電技術的發(fā)展提供了一定的支持。但是機械設備在運行中,或多或少會出現(xiàn)一些故障。因此加強對交直流發(fā)電機運行的控制勢在必行。在具體實踐中,應從啟動、制動及調速三個方面入手,結合實際情況,采取相應的措施,確保發(fā)電機始終處于良性循環(huán)狀態(tài)當中,從而促進交直流發(fā)電機在工業(yè)生產中的積極作用得到最大發(fā)揮。

參考文獻

[1]丁兆助.高速大功率磁懸浮BLDCM無位置傳感器控制技術的研究[D].中國石油大學(華東),2013.

[2]馬明娜.初級繞組分段永磁直線同步電機端部效應研究[D].哈爾濱工業(yè)大學,2014.

[3]王立朋.基于新型五橋臂逆變器的多機傳動系統(tǒng)研究[D].北方工業(yè)大學,2013.

[4]王貴明,王金懿.聯(lián)協(xié)研發(fā)電動汽車最佳結構的四大基礎部件以趕超世界領先[J].變頻器世界,2011,(09):57-66.

[5]王升富,楊明.淺析常用交、直流電機的運行控制[J].黑龍江科技信息,2013,(14):2.

作者簡介

張杰杰(1985-),男,山東省諸城市,大學本科,助理工程師,研究方向:電機領域。

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