破解电机节能难题

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破解电机节能难题

作者：张冉

来源：《中国经济和信息化》2014年第15期

电机节能新政实施转瞬满一年。

7月4日，工业和信息化部（下称工信部）节能司、瑞士Top10节能中心，以及镇江市人民政府在镇江举行“电机系统节能政策交流会”。回望电机节能新政实施一年，工信部节能司有关人士表示，要顺利完成电机节能新政3年总目标，任务仍然十分紧迫。

去年6月，工业和信息化部联合国家质量监督检验检疫总局（下称质检总局）发布了《电机能效提升计划（2013—2015年）》。

按照分步走规划，2013年该计划目标为推广高效电机2700万千瓦，淘汰低效电机4000万千瓦；2014年推广高效电机5400万千瓦，淘汰低效电机6000万千瓦，2015年推广高效电机8900万千瓦，淘汰低效电机6000万千瓦。

“我们希望通过3年的努力，达到三个核心的目标。”工信部节能司综合处副处长郝立顺表示。

电动机系统节能技术

电动机系统节能技术 电动机系统节能技术概述 电动机节能概念： 主要包括更新淘汰低效电动机及高耗电设备；节能电动机概念和技术，合理匹配电动机系统，提高电动机效率；以先进的电力电子技术传动方式改造传统的机械方式，实现被拖动装置控制和设备制造；推广软启动装置、无功补偿装置、计算机自动控制系统技术、优化电动机系统的运行和控制。 高效电动机： 高效电动机（YX、YX 等系列）通常指高效率三相异步电动机。效率水平能达到或超过电动机能效国家标准（GB18613-2002）所规定的节能评价值的电动机。 电动机能效国家标准： 电动机能效国家标准是“中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值”，国标号为GB18613-2002。由国家质量监督检验检疫总局于2002年1月10日发布，2002年8月1日实施。能效限定值是电动机最低效率允许值，是强制性指标；节能评价值是高效电动机的认

定值，是推荐性指标。 高效电动机节能效果： 高效电动机与普通电动机相比，优化了总体设计，选用了高质量的铜绕组和硅钢片，降低了各种损耗，损耗下降了20%-30%，效率提高2%-7%；投资回收期一般为1-2年，有的短至几个月。 （54）YX2型高效节能电动机 为了节约能源和保证企业的连续安全生产，要求企业装有的电动机均应处于合理、经济运行状态，即电动机在运行中要有高的效率和功率因数，且使用寿命长，性能良好，安全可靠。 但实际运行中的电动机等设备，绝大多数不能满足上述要求。以我油田采油三厂为例，在增压注水系统中运行的电动机，绝大多数存在着匹配不合理、选用电动机容量裕度过大等问题，便“大马拉小车”的现象十分突出，造成电能大量浪费。其原因既有电机设计，制造方面的问题，又有以往在电动机的选用上，忽视了设备的运行经济指标，使电动机的运行效率和功率因数偏低所致。为了改变这一状况，现积极采用高效节能电动机。下面以南阳防爆电机厂新开发设计的

《驱动电机及控制技术》课程标准-电气自动化专业

《电机驱动技术》课程标准 一、课程基本信息 二、课程定位与作用 （一）课程定位 《电机驱动技术》课程的开设是通过深入企业调研，与专业指导委员会专家共同论证，根据工作任务与职业能力分析，以必须、够用为度，以掌握知识、强化应用、培养技能为重点，以机电一体化相关工作任务为依据设置本课程。 （二）课程的作用 《电机驱动技术》课程是机电一体化专业必修的一门专业核心课程。是在电工电子、电力拖动等课程基础上，开设的一门综合性较强的核心课程，其任务是使学生掌握常用电动机的结构及其控制方法，培养学生对常用电动机的结构原理分析及控制策略的设计能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高学生的综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。 三、课程设计理念 《电机驱动技术》课程的设计以生产实际中的具体案例为主，其服务目标是以就业为导向，以能力为本位，以素质为基础。注重实用性，坚持以实为本，避开高深理论推导和内部电路的过细研究，适当降低理论教学的重心，删除与实际工作关系不大的繁冗计算，注重外部特性及连线技能，同时兼顾对学生素质、能力的培养，做到既为后续课程服务，又能直接服务于工程技术应用能力的培养。 四、课程目标 学生通过学习《电机驱动技术》课程，使学生能掌握机电设备常使用的几种电动机--直流电动机、交流感应电动机、交流永磁电动机和开关磁阻电动机的结构、原理及应用以及驱动电动机的结构及其控制方法。熟悉电机调速、分析及控

制。结合生产生活实际，培养学生对所学专业知识的兴趣和爱好，养成自主学习与探究学习的良好习惯，从而能够解决专业技术实际问题，养成良好的工作方法、工作作风和职业道德。 【知识目标】 掌握驱动电机的结构原理及应用，掌握功率变换器电路及其应用技术，驱动电机控制技术及新型电机的结构特点与选用。 【能力目标】 能对对驱动电机各种控制电路进行选择、应用和设计，能够准确描述各种电机控制技术的控制原理及特点，并针对不同电机选用不同的控制方式。 【素质目标】 能整体把握驱动电机及控制技术的应用及在日后的工作中解决实际问题。培养学生实事求是的作风和创新精神，培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力，培养学生一丝不苟的工作作风和良好的团队协作精神。 五、课程内容设计 根据学院对机电一体化专业人才培养方案的要求，结合就业岗位的技能需求，按照职业教育理念，本课程设计了三个教学项目，具体内容如下：

电机控制应用场景与发展趋势

电机控制应用场景与发展趋势 电机控制是指，对电机的启动、加速、运转、减速及停止进行的控制，根据不同电机的类型及电机的使用场合有不同的要求及目的，对于电动机，通过电机控制，达到电机快速启动、快速响应、高效率、高转矩输出及高过载能力的目的。 行业发展到现在，要求把效率提得更高，这时候对马达的控制或驱动要求的精度就会高。据李志林介绍，原来我们很多家用产品，像空调、风扇或家里所有电器的风机，要么就是不用，要么就是全速运转，这种耗能驱动是粗放型的驱动。现在要求我们的控制要更精密，更节约能源，因为行业到了电机必须提升效率的转折点。 关于马达控制，目标就是提高效率。有了更优异的性能，在负载发生变化的时候，马达的响应提高了，能耗就能降下来。在便携式应用里，电池的使用寿命会更长，还会有更紧凑的外形设计和更少的能耗。 李志林表示，TI正尝试通过嵌入式智能技术控制功能来提高效率，有几种方法： 1、增加电机的控制算法。 2、采用数字速度及转矩控制环路，把原来粗放型控制的精度再提高。用智能模式还可以节约成本，加速产品上市的进程。 电机行业的趋势是无刷DC马达 谈及电机的技术趋势，李志林介绍到有刷DC马达是目前为止用的最好的电机，它的好处是控制起来非常简单，转子的转动惯量比较小。它将电刷固定在定子上，有两个探刷，让它接触转子上分成不同区域的转子上的线圈接线。这种架构有个不好的地方，它的电刷在每次换向的时候与转子换向器接触的时候会打滑，因为它有时候会绝缘，有时候会接触，会有火花。同时探刷与换向片会有摩擦，会有火花，所以有些应用是不能用的，它控制的精度比较有限。 而无刷的DC马达把永磁体在转子上，绕组在定子上，因此该电机没有电刷或转向器，这是目前应用最多，也是未来家电应用的趋势。 电机能源效率水平的提高对于能源节约、环境保护具有重要意义，各国纷纷制定了电机能效标准，并颁布法令强制执行。从长期发展趋势来看，低效、耗能的普通电机将逐步被环保、节能的高效电机所取代。 TI的电机发展方向 关于TI在电机方面未来的发展方向，李志林介绍会朝以下几个方向走： 1、嵌入式控制，比如无刷马达转的时候，我们会对转向，相位的侦测，有刷马达是通过探刷换相的，TRBC没有传感器，这时候侦测和控制功能都放在我们芯片内部。

电机节能控制技术的设计与实现

电机节能控制技术的设计与实现 近年来，我国的工业化进程有了很大进展，对电机的应用越来越广泛。电机主体技术发展迅速，但在节能绿色发展方面相对不足，不利于能源与电机的发展。对电机节能控制技术的设计与实现进行分析。 标签：电机;节能;控制;设计;软启动 引言 机电拖动系统主要由电动机、电源、控制设备以及工作机构组成，发电机为重要部件。同时，电力拖动常应用在电力生产、机械生产以及冶金等行业当中，为行业经济发展使用的重要传动方式。在电力拖动过程中，节能技术应用广泛，因此，分析拖动工程中的节能技术具有现实意义。 1电机变频控制节能技术概述 电机变频控制节能技术是一种包含了计算机技术、电力传动技术以及电子信息技术的综合性节能技术。电机变频控制节能技术在实践应用过程中，需要控制机械制备的强弱电，通过调整机械设备的电机转速和电流频率来实现节能的目的。电机变频控制节能技术可以把机械设备的工作电流频率转化为其它频率，并利用专业半导体构件将交流电转换为直流电，此时，机械设备的逆变器就可以完成对电流与电压的全面控制。通过调整电机的电流频率对电机转速进行控制，可以在保证电机功率满足运行要求的前提下，进一步提高电机的节能效率，减少电机在运行过程中产生的能源损耗。 2降低电机性能的原因 （1）长期水流量导致整个水面泵内壁的硬度、剪切磨损和老化，内流通过系数增大，水头损失严重，水力效率降低。（2）泵壳结垢问题比较严重，因为在泵之前，药品或水质因素可能导致泵壳壁厚增加约 2 毫米，形成结垢瘤，减少泵体容积和泵容量，并因水头损失增加原流道。（3）水泵加工工艺导致水泵缺陷。比合格的水泵有更严重的腐蚀、磨损和空心问题。此外，工艺排放缺陷会导致泵通道出现裂缝。水流增加能量损失，降低水力效率。（4）不可避免的情况主要是由于颗粒的背水面上的负压。当压力低于某一标准值时，特别是当泵叶片被电化学腐蚀逐渐腐蚀时，会出现快速空洞的现象。（5）机械损耗和容积损耗，在长期使用中由于机械磨损导致供水泄漏增加，机械效率和容积效率降低，这正是水泵效率和效率降低，水资源损失进一步增加的原因。 3电机节能控制技术的设计与实现 3.1优化电机节能控制系统的模块设计

伺服电机控制技术的发展应用

伺服电机控制技术的发展应用 摘要：伺服电机，准确的说：伺服系统是一类控制发动机转速，转角以及转速，然后将电能转换为机械能，实现运动机械的运动要求的一个系统，它的核心是控 制器，控制对象为伺服电机，以机械运动为驱动设备，执行机构是电力电子功率 表变换装置，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。本文主要 对伺服电机控制技术的发展应用进行探讨。 关键词：伺服电机；自动控制；应用 在工业4.0的新时期，人类对工业自动化的需求不断上升。在工业生产中所 需要进行的控制、组装、拼合、检测、校验、调度、优化和决策等各个环节，均 有提高产能、降低损耗、确保安全和保证质量的需要。工业自动化正是为实现上 述需求应运而生的一类综合性高新技术。在工业革命3.0时代，以电子计算机技 术应用为代表的高新技术极大推动了工业自动化的进程，伺服技术也承接着工业 革命3.0的浪潮飞速发展，在机械、电器、电子、石化、冶金、电力、交通、印刷、汽车、食品等行业起到巨大的促进作用。 与此同时，随着应用范围的不断扩大，伺服技术也得到长足的发展。狭义的 伺服技术仅限在电力电子技术、电机制造技术、大规模集成电路和微处理技术等 传统工业生产领域，而广义的伺服技术应用于传统与新型的各个行业。 1.伺服电机 当前在工业控制领域广泛使用的伺服电机是交流伺服电机，其主要包括转子 和定子两个组成部分。其中，转子部分的结构形式包括鼠笼形转子和非磁性杯行 转子两种形式。而常用的定子结构则是与旋转变压器的定子结构类似，通过在定 子铁心中设置相互垂直的两相绕组构成。根据转子结构的不同，可以将交流伺服 电机分为两种形式。其中，鼠笼转子交流伺服电机由转子铁心、轴和转子绕组构成；而非磁性杯形转子交流伺服电机的内定子则由环形的钢片叠放而成。 从当前市场应用情况来看，通常广泛使用鼠笼形转子伺服电机。这主要是因 为非磁性杯形转子工作过程中惯量小，轴承的摩擦阻转矩较小，而且转子之间不 存在齿槽，使得电机工作过程中没有齿槽啮合的现象，从而使得其转矩和输出功 率都较小。另外，杯形转子伺服电机的制造工艺复杂，可靠性相对较低，主要用 于十分平稳的场合。因此，本文以广泛应用的鼠笼形转子伺服电机为对象进行讨论。 2.伺服控制系统 2.1开环伺服系统 开环伺服系统不设置检测反馈装置，不构成运动反馈控制回路，电动机按装 置发出的指令脉冲工作，对运动误差没有检测反馈和处理修正过程，采用步进电 机作为驱动器件，精度完全取决于步进电动机的步距角精度和机械部分的传动精度，难以达到高精度要求。步进电动机的转速不可能很高，运动部件的速度受到 限制。但步进电机结构简单、可靠性高、成本低，且其控制电路也简单。所以开 环控制系统多用于精度和速度要求不高的经济型设备。 2.2半闭环伺服系统 半闭环伺服系统采用内装于电机内的脉冲编码器，无刷旋转变压器或测速发 电机作为位置/速度检测器件来构成半闭环位置控制系统，其系统的反馈信号取自电机轴或丝杆上，进给系统中的机械传动装置处于反馈回路之外，其刚度等非线 性因素对系统稳定性没有影响，安装调试比较方便。定位精度与机械传动装置的

电机与控制技术复习题.doc

电机与控制技术复习题 一、填空题 1.直流电机具有可逆性，既可作发电机运行，又可作电动机运行。作发电机运行时，将机械能变成直流电能输出，作电动机运行时，则将电能变成机械能输出。 2.直流电动机根据励磁方式的不同可分为串励电动机、并励电动机、他励电动机和复励电动机。 3.直流电动机的机械特性是指电磁转矩与转速之间的关系。 4.自动空气开关常有的脱扣器有过电流脱扣、热脱扣、欠压脱扣。 5.时间继电器按延时方式可分为断电延时型和通电延时型。 6.直流电动机的电气制动按其产生电磁制动转矩的方法不同可分为再生制动、电阻制动、反接制动。 7.变压器的三大作用是改变电压、改变电流和变换阻抗。 8.直流电动机通常采用的起动方法有两种，即降低电源电压起动和在电枢回路中串电阻起动。 9.刀开关又称闸刀开关，在电路中起电源引入用，当和断路器配合使用时，接通电路应 先合刀开关后合断路器；分断电路时应先分断断路器后分断刀开关。 10.一台单相变压器，若一、二侧的匝数比为6，二次侧阻抗等于 5 欧姆，则反映到一次侧的等效阻抗为180 欧姆，一二次电流比为1/6 。 11.某三相异步电动机极对数P 为 3 ，接工频 380V 交流电源时，旋转磁场的转速为 __1000_____rpm 。 12. 并励直流电动机，当电源反接时，其中I a的方向反相，转速方向不变。 13. 变压器的一次和二次绕组中有一部分是公共绕组的变压器是自耦变压器。 14. 如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V 电压，则激磁电流将增大，变压器将烧毁。 15. 按异步电动机转子的结构形式,可把异步电动机分为_绕线式 _和 _笼型等类。 16 某步进电机采用 6 拍供电，电源频率为400HZ，转子齿数为40 齿，则步距角为° ____, 转速为 __100r/min____ 。 17. 交流伺服电动机常用的控制方式有幅值控制方式、相位控制方式、和幅值－相位控制方式。 18. 直流电机的换向极数安装在两相邻主磁极之间，其作用是改善换向。 19. 变压器的电磁感应部分包括电路和磁路两部分。 20. 热继电器在电路中作为_过载保护，熔断器在电路中作为 _短路 _保护。 电磁机构一般由感受部分、执行部分、灭弧机构等构成 二、选择题 1.下列电器中不能实现短路保护的是B。

论电动机及其工作系统节能技术研究的意义与前景

论电动机及其工作系统节能技术研究的意义与前景 摘要能源是国民经济发展的基础资源，节能应成为当今人类关注的大事，电动机及其工作系统电效能的提高应首当重视。明确提出：电动机及其工作系统节能技术的内涵是：按照本技术领域一个世纪来已为理论阐明的重大课题，实现与完成实用电动机及其工作系统经济运行达到最佳“整体电效能”的基本技术—信控技术。节电产品与节能技术，前者是“流”后者是“源”，二者是“牵引”与“推动”的关系。权衡节能技术及其产品的准则是“整体电效能”提高与否。任何一个装置介入系统中就成为系统的一个“元素”，该“元素”对系统的影响与作用量化为“权重值向量”。提出建立“评价模型”来评估产品的优劣。电动机节电技术的前景归纳为“深化技术”，“强化管理”。 关键词节电技术电动机及其工作系统整体电效能评价模型权重向量 能源是国民经济发展的基础资源，是制约生产力发展的重要因素。电能是一种广泛利用的优质能源，电力是工业动力之源，电动机是将电能转换成机械能的枢纽，当今世界上一切电力拖动基本上都是通过这一形式来实现的。电动机的广泛应用，近百年来使整个世界的生产力获得了迅猛发展，同时它的耗电（世界各国）一直占驻国家总电量的一半以上，现代社会随着生产力的发展，运行电动机的总量还在与日俱增，更加速了电力的生产，加速了一次能源（煤、石油）的开采，据有关文献的估计，还有一个世纪，这些有限的一次能源诸将开采殆尽。因此，提高现有能源的利用效益应成为当今人类关注的大事。对于占驻主要耗电量的电动机及其供配电系统的电效益的提高应首当重视。这方面有待国家统筹方略。 1．明析电动机及其工作系统节能技术的内涵，节能产品与节能技术的关系节能产品与节能技术其内涵相关，但二者寓于不同范畴。节能产品是一种装置，节能技术是创造与应用节能产品的技术基础。二者在内缘上，前者是“流”，后者是“源”；在外延关系上是“牵引”与“推动”的作用。 今天，许多人们对节能技术的内涵，仅仅从某一局部的具体技术实践来描述。如称“调频调速”是电动机节电技术；“可控硅电流通角控制用于控制电动机电流”是电动机节能技术，……，诸此种种，如同上世纪八十年代，有些人们竟把白炽灯回路里串入二极管的做法认为是发现了“电光源节电技术”，还有人把这一做法衍试到日光灯电路中串入一根电阻丝而制作的日光灯节电器一时甚嚣尘上。对这样的技术实践，如果只从某一角度来认识或许也是对的，但很不全面，尚不足以表达其实质内容。 数十年乃至电动机问世一个多世纪以来，本行技术界为进一步提高电动机及其工作系统的“整体电效能”的课题上不断深入探讨。为我们今天在关于电动机及其工作系统节电技术的研究与实践，阐明了理论依据，指明了技术方向。根据文献的论述，当今电动机及其工作系统节能技术的基本内涵，应该是：“按照本技术领域已为理论家所阐明的几大课题目标：1）动态Y/ △双向转换，2）就地无功补偿，3）清除电网谐波改善供电质量，实现完成实用电动机及其工作系统经济运行达到最佳“整体电效能”的基本技术——信息处理与智能全自动控制技术”。 这个电动机及其系统节能技术的内涵，明确了课题的既定内容，以及达标的整体效果和实现目标的技术途径。从课题的展开到归结，其权衡的准则只有一个，那就是电动机及其工作系统的“整体电效能”。整体电效能提高了就是节电，没提高就是不节电，降低了就是费电。这里还要着重指出的是“整体”而不是某一局部。

永磁同步电机高精度控制及高效节能控制技术研究

永磁同步电机高精度控制及高效节能控制技 术研究

目录 永磁同步电机高精度控制及高效节能控制技术研究 0 1．基本情况 (2) 1.1背景 (2) 1.2技术特征 (2) 1.3 主要技术成熟程度 (3) 1.4对社会经济和科技进步的意义 (6) 2 主要研究方案及关键技术 (7) 2.1 技术方案论证 (7) 2.2总体性能指标 (10) 2.3 关键技术 (11) 3永磁同步电机调速方法的研究 (12) 3.1 永磁同步电机数学模型的研究 (12) 3.2 永磁同步电机直接转矩控制技术 (20) 3.3 无速度传感控制技术 (34) 3.4 电机保护、远程监控技术研究 (38) 4 智能化电机系统节能方法的研究 (53) 4.1普通高效电机用在泵类负载节能技术研究 (53) 4.2 泵类负载系统的变频调速节能调速范围研究 (62) 4.3 典型电机系统节能措施研究 (73) 5 项目推广应用的前景和社会效益 (89)

1．基本情况 1.1背景 我国已经越来越重视对电动机系统节能技术的研究和项目的开展，但我国电动机系统节能技术与装备水平距离节能目标相差很远，与国际相比有一定差距。我国电机系统由于系统设计最大化、选型和设备采购等原因，导致电机系统大都运行在“大马拉小车”状态下，能源浪费严重。目前用户采用最多的变频调速技术，虽然常常达到了一定的节能效果，但并没有挖掘出系统存在的全部节能潜力。全国电机系统运行效率比国外先进水平低10－30个百分点，相当于国际20世纪七、八十年代的水平,由此产生的电能浪费达到2000多亿千瓦时每年，可见我国电机系统节能潜力巨大。我国政府机关以及相关部门已经提出相关法规政策来推进电机系统节能发展进程，十六届五中全会提出“十一五”期间“单位生产总值能耗应比…十五?降低20%左右”；国家发展和改革委员会启动了“十一五”国家十大重点节能工程，电机系统节能工程是其中之一；同时2008年1月颁布了电动机“能效标识”管理办法，并于2008年6月1日开始实施，这些政策和标准的实施将进一步促进电机系统节能工程的快速发展，也说明了我国对电机系统节能的迫切需求。 1.2技术特征 永磁同步电动机调速方法及系统节能方法的技术特征如下： （1）永磁同步电机调速方法的先进性 对永磁同步电动机的数学模型和控制理论进行全面、深入研究，采用了

电机与电气控制技术60个有用知识点汇总

电机与电气控制技术的60个有用的知识点 1、低压电器 是指在交流额定电压1200V，直流额定电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器。 2、主令电器 自动控制系统中用于发送控制指令的电器。 3、熔断器 是一种简单的短路或严重过载保护电器，其主体是低熔点金属丝或金属薄片制成的熔体。 4、时间继电器 一种触头延时接通或断开的控制电器。 5、电气原理图 电气原理图是用来表示电路各电气元器件中导电部件的连接关系和工作原理的电路图。6、联锁 “联锁”电路实质上是两个禁止电路的组合。K1动作就禁止了K2的得电，K2动作就禁止了K1的得电。 7、自锁 电路自锁电路是利用输出信号本身联锁来保持输出的动作。 8、零压保护 为了防止电网失电后恢复供电时电动机自行起动的保护叫做零压保护。 9、欠压保护 在电源电压降到允许值以下时，为了防止控制电路和电动机工作不正常，需要采取措施切断电源，这就是欠压保护。 10、星形接法

三个绕组，每一端接三相电压的一相，另一端接在一起。 11、三角形接法 三个绕组首尾相连，在三个联接端分别接三相电压。 12、减压起动 在电动机容量较大时，将电源电压降低接入电动机的定子绕组，起动电动机的方法。 13、主电路 主电路是从电源到电动机或线路末端的电路，是强电流通过的电路。 14、辅助电路 辅助电路是小电流通过电路。 15、速度继电器 以转速为输入量的非电信号检测电器，它能在被测转速升或降至某一预定设定的值时输出开关信号。 16、继电器 继电器是一种控制元件，利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力(有触头式)或使输出状态发生阶跃变化(无触头式)。 17、热继电器 是利用电流的热效应原理来工作的保护电器。 18、交流继电器 吸引线圈电流为交流的继电器。 19、全压起动 在电动机容量较小时，将电动机的定子绕组直接接入电源，在额定电压下起动。 20、电压 电路两端的电位差。 21、触头 触头亦称触点，是电磁式电器的执行元件，起接通和分断电路的作用。 22、电磁结构 电磁机构是电磁式电器的感测元件，它将电磁能转换为机械能，从而带动触头动作。 23、电弧 电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象。 24、接触器 接触器是一种适用于在低压配电系统中远距离控制、频繁操作交、直流主电路及大容量控制电路的自动控制开关电器。 25、温度继电器 利用过热元件间接地反映出绕组温度而动作的保护电器称为温度继电器。 26、点动电路

电机调速控制技术发展现状及对比分析

电机调速控制技术发展现状及对比分析

目录 1不同电动机调速系统发展及对比 (2) 1.1 异步电机驱动系统 (2) 1.2无刷永磁同步电机驱动系统 (3) 1.3 新一代电机驱动系统 (4) 1.4 不同电机调速系统性能对比 (6) 2 永磁同步电机控制策略的发展现状 (7) 2.1 交流电机调速原理 (7) 2.2 电机调速方式 (8) 3 DTC技术的发展现状 (20)

电机调速控制是电机技术、电力电子技术、传感器技术、微电子技术、自动控制技术等多学科的交叉应用技术。这些学科的发展促进了运动控制技术的发展。其构成结构如图1所示。近十年来，主要发展交流异步电机和无刷永磁电机系统。与原有的直流牵引电机系统相比，具有明显优势，其突出优点是体积小，质量轻（其比质量为 0.5-1.0kg/Kw）、效率高、基本免维护、调速范围广。其研究开发现状和发展趋势如下。 图1.电机运动控制构成要素结构图 1不同电动机调速系统发展及对比 1.1 异步电机驱动系统 异步电机其特点是结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠，低转矩脉动，低噪声，不需要位置传感器，转速极限高。异步电机矢

量控制调速技术比较成熟，使得异步电机驱动系统具有明显的优势，因此被较早应用于电动汽车的驱动系统，目前仍然是电动汽车驱动系统的主流产品（尤其在美国），但已被其它新型无刷永磁牵引电机驱动系统逐步取代。 最大缺点是驱动电路复杂，成本高；相对永磁电机而言，异步电机效率和功率密度偏低。 1.2无刷永磁同步电机驱动系统 无刷永磁同步电机可采用圆柱形径向磁场结构或盘式轴向磁场 结构，由于具有较高的功率密度和效率以及宽广的调速范围，发展前景十分广阔，在电动车辆牵引电机中是强有力的竞争者，已在国内外多种电动车辆中获得应用。 1)、内置式永磁同步电机 内置式永磁同步电机也称为混合式永磁磁阻电机。该电机在永磁转矩的基础上迭加了磁阻转矩，磁阻转矩的存在有助于提高电机的过载能力和功率密度，而且易于弱磁调速，扩大恒功率范围运行。内置式永磁同步电机驱动系统的设计理论正在不断完善和继续深入，该机结构灵活，设计自由度大，有望得到高性能，适合用作电动汽车高效、高密度、宽调速牵引驱动。这些引起了各大汽车公司同行们的关注，特别是获得了日本汽车公司同行的青睐。当前，美国汽车公司同行在新车型设计中主要采用内置式永磁同步电机。

《电机与控制技术》期末试题(b)

2010－20XX年度第二学期《电机与控制技术》期末试题 班别：姓名：座号：评分： 一、填空题：（每空1分，共20分） 1、常用的低压电器是指工作电压在交流 V以下、直流 V以下的电器。 2、低压开关主要用于、以及和电路。 3、熔断器用于保护，热继电器用于保护，它们都是利用 来工作的。 4、触头系统按功能不同可分为和两类。 5、接触器可用于频繁通断电路，又具有保护作用。 6、画原理图时，控制电路、信号电路、照明电路要跨接在相电源线之间，依次画在主电路的侧，且电路中的耗能元件要画在电路的方，而电器的触头画在耗能元件的方。 7、降压启动是指利用启动设备将适当降低后加到电动机的定子绕组上进行启动，待电动机启动运转后，再使其恢复到正常运转。 二、选择题：（每小题1分，共10分） 1、低压开关一般为。 ａ、非自动切换电器ｂ、自动切换电器ｃ、半自动切换电器 2、功率小于电动机的控制电路仍可以采用HK系列刀开关。 ａ、5.5千瓦ｂ、7.5千瓦ｃ、10千瓦 3、HH系列刀开关采用贮能分合闸方式主要是为了。 ａ、操作安全、方便ｂ、减小机械磨损ｃ、缩短通断时间 4、用于电动机直接启动时，可选用额定电流等于或大于电动机额定电流的三极刀开关。 ａ、1倍ｂ、3倍ｃ、5倍 5、熔体的熔断时间与。

ａ、电流成正比ｂ、电流的平方成正比ｃ、电流的平方成反比 6、熔断器过载动作的物理过程体现了过载保护特性。 ａ、定时ｂ、瞬时ｃ、延时 7、熔断器的最小熔化电流必须额定电流。 ａ、等于ｂ、小于ｃ、大于 8、交流接触器短路环的作用是。 a、消除铁心振动 b、增大铁心磁通 c、减缓铁心冲击 9、交流接触器发热是主要的。 a、线圈 b、铁心 c、触头 10、热继电器主要用于保护电动机的。 a、短路 b、过载 c、温升过高 三、判断题：（每小题1分，共10分） 1、刀开关安装时，手柄要向上装。接线时，用电器接在上端，下端接电源线。（） 2、热继电器和过电流继电器在起过载保护作用时可相互替代。（） 3、欠电压继电器和零电压继电器的动作电压是相同的。（） 4、接触器除通断电路外，还具备短路和过载的保护功能。（） 5、所谓触头的常开的常闭，系指电磁系统通电动作后的触头状态。（） 6、接触器的电磁线圈通电时，常开触头首先闭合，继而常闭触头断开。（） 7、熔体的熔断时间与电流的平方成正比关系。（） 8、在装接RL1系列熔断器时，电源线应接在上接线座。（） 9、在同样电参数下，直流电弧要比交流电弧容易熄灭。（） 10、银质触头表面氧化膜对接触性能影响较大。（） 四、问答题：（每小题5分，共10分） 1、什么是过载保护？为什么电动机要采取过载保护？熔断器能否代替热电器来实现过载保护？为什么？

电机系统节能改造

电机系统节能改造 一、概述 电机是一种应用量大、使用范围广的高耗能动力设备。据统计，我国的总装机容量约为4亿千瓦，年耗电量约为6000亿kwh，约占工业用电的70—80%。我国以中小型电机为主，约占80%，而中小型电机耗损的电量却占总损耗量的90%。电机在我国的实际应用中，同国外相比差距很大，机组效率为75%，比国外低10%；系统运行效率为30—40%，比国际先进水平低20—30%。因此在我国中小型电机具有极大的节能潜力，推行电机节能势在必行。 由于异步电机结构简单、制造方便、价格低廉、坚固耐用、运行可靠，可用于恶劣的环境等优点，在工农业生产中得到了广泛的应用。特别是对各行各业的泵类和风机的拖动上非彼莫属，因此，拖动泵类和风机的电机节能工作倍受重视。 随着科学技术的飞速发展，特别是电力电子技术、微电子技术、自动控制技术的高度发展和应用使变频器的节能效果更为显著。它不但能实现无级调速，而且在负载不同时，始终高效运行，有良好的动态特性，能实现高性能、高可靠性、高精度的自动控制。相对于其它调速方式（如：降压调速、变极调速、滑差调速、交流串级调速等），变频调速性能稳定、调速范围广、效率高，随着现代控制理论和电力电子技术的发展，交流变频调速技术日臻完善，它已成为交流电机调速的最新潮流。变频调速装置（变频器）已在工业领域得到广泛应用。 使用变频器调速信号传递快、控制系统时滞小、反应灵敏、调节系统控制精度高、使用方便、有利于提高产量、保证质量、降低生产成本，因而使用变频器是厂、矿企业节能降耗的首选产品。 变频电机节电器是一种革命性的新一代电机专用控制产品，基于微处

理器数字控制技术，通过其内置的专用节电优化控制软件，动态调整电机运行工程中的电压和电流，在不改变电机转速的条件下，保证电机的输出转矩与负荷需求精确匹配，从而有效避免电机因出力过度造成的电能浪费。 交流电动机是当前应用最广泛的电机，约占各类电动机总数的85%，它具有结构简单、价廉、不需维护等优点，但它的弱点是调速困难，因而在许多应用场合受到限制或借助机械方式来实现调速。 变频器就负载类型而言主要有两方面的典型应用：1、恒转矩应用；2、变转矩应用。就应用的目的而言主要有：1、以改进工艺为主要目的，确保工艺过程中的最佳转速、不同负载下的最佳转速以及准确定位等。以其优良的调速性能，提高生产率、提高产品质量、提高舒适性，使设备合理化，适应或改善环境等。2、以节能为主要目的——以流量或压力需要调节的风机、泵类机械的转速控制来实现节能，改造效果非常显著。 二、变频调速的原理 在企业所使用的耗电设备中风机、水泵、空压机、液压油泵、循环泵等电机类负载占绝大多数。由受到技术条件限制，这类负载的流量、压力或风量控制系统几乎全部是阀控系统，即电机由额定转速驱动运转，系统提供的流量、压力或风量恒定，当设备工作需求发生变化时，由设在出口端的溢流、溢压阀或比例调节来调节负载流量、压力或风量、从而满足设备工况变化的需要。而经溢流溢压阀或比例调节阀溢流溢压后，会释放大量的能量，这部分耗散的能量实际上是电机从电网吸收能量中的一部分，造成了电能极大的浪费。从这类负载的工作特性可知，其电机功率与转速立方成正比，而转速又与频率成正比。如果我们改变电机的工作方式，让它不总是在额定工作频率下运转，而是改由变频调整控制系统进行启停控制和调整运行，则其转速就可以在0~2900r/min的范围内连续可调，即输出的流量、压力或风量也随之可在0~100%范围内连续可调，使之与负载的

电机与电气控制技术

《电机与电气控制技术》课程标准 （一）课程概述 1.课程性质 《电机与电气控制技术》课程是高等职业技术学校电气自动化技术专业的重要的专业基础课程，在整个专业课程体系中不仅起着承上启下的作用，更是专业理论具体应用于工业技术的实践性课程。通过本课程的学习和实践，使学生基本熟悉电机、电器的结构原理，掌握电气基本控制原理、常用机床控制线路及其接线和故障分析排除的基本能力，养成理论联系实践的学习风气、知识用于技术的创新精神、安全规范的操作习惯，从而使自身基本具备在电气自动化控制岗位群上的职业素养。 2.课程基本理念 本课程以高职教育培养目标为依据，遵循“以应用为目的，以必需、够用为度”的原则，以“掌握概念、强化应用、培养技能”为重点，力图做到“精选内容、降低理论、加强基础、突出应用”。根据先进的职业教育思想，改变学科本位的观念，加强实践教学，着眼课程群，培养学生的综合运用相关现代化先进工具和知识，培养学生的创新精神和创新能力。 3.课程设计思路 电机与电气控制实践性强，设备种类多，因此改变以书本为主实验为辅的旧教学模式，构建本课程开放的理论实践教学和学生自学平台，把课程内容按系统分解成项目，每个项目有几个理论与实践有机结合的任务组成，并把实践落实到具体的操作任务中。通过讲练结合、学做相辅、融汇贯通，让学生有效地掌握电机与电气控制技术的知识和技能。既让学生在教师带领下经历知识探究过程，也使学生拥有自主学习的研究空间。 （二）课程培养目标 本课程的培养目标是在学习电机及其控制技术的过程中培养学生独立思考、钻研探索的兴趣，在平时学习实践中不断获取成就感、满足感和兴奋感，并引发他们对后续课程中涉及的更先进的控制方法和系统的学习热情和渴望。 学习基本的电机基础理论和电气控制的基础知识，具有收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、综合运用所学知识分析和解决问题的能力，形成良好的思维习惯、工作方法和科学态度，在未来的岗位上有能力进一步学习新技术，解决新问题。 加强的实践环节训练，通过层次性的技能和技术训练，使学生具有初步的电

电机系统节能技术发展分析

电机系统节能技术发展分析

电机系统包括电动机，被拖动装置，传动系统，控制（调速）系统以及管网负荷等，是一个涉及多学科、多专业、多领域的复杂系统。电机系统首先是通过电动机将电能转化为机械能，再通过被拖动装置（如风机，水泵，压缩机，机床，传送带等）做功，实现各种所需的功能。 电机系统节能是二十一世纪电机行业产品发展的必然趋势，目前世界各国在本行业都向绿色化、高效化、智能化方向发展，大家已经意识到电机系统节能技术在本行业乃至全国经济社会发展中的重要作用，已经纷纷投入到电机系统节能技术的研究中，正积极通过法令推动电机系统降低损耗、提高效率。 电机系统用于各行各业，涉及各种复杂多样的工况，不同的负载特性，千差万别的工艺过程，因此，电机系统节能工程技术是在首先满足负载要求功能的前提下，选用合适的系统部件，并将它们合理组合匹配，以使系统综合节能效果和系统性价比达到最佳或较佳的综合工程技术。 以下是国外某权威机构推荐的不同节能措施及可能达到的节能量。 表不同节能措施的节能量 注1：具体节能措施不是上述措施的简单累加，而可能是上述一种或多种措施的组合。

从上表可知，除管网外，电机系统节能的所有措施，主要是围绕电动机来展开的，如设计、制造和选用通用或专用高效或超高效电动机，电动机和负载合理匹配的正确选型以及设计和制造出既能满足负载特性要求，又能得到很好节能效果且性价比高的专用高效电动机或高效机组（如电机-水泵、电机-风机机组等），通过调速驱动，软启动，调压控制，功率因数补偿等措施节能，电能的质量控制等。并且如果高效电动机和高效终端设备和调速装置不能合理的匹配（通用高效电动机往往难以在许多复杂负载情况下使系统达到高效），综合节能效果将不理想，造成“高成本的高效电机和高效终端设备或调速装置组合在一起不节能或节能不明显“的结果。因此，电机系统节能工程是一个复杂的系统工程。 我国目前在通用电机产品本体节能技术研究方面已经开展了一些工作，但在其成套化，系统化，工程化应用方面尚有大量工作要做，我国在专用高效电机的工程化技术研究和应用方面与国外先进水平差距很大，在电机系统综合节能工程技术研究和系统节能产品工程技术研究方面，与国外先进水平差距很大。 1、国外电机系统节能发展现状 发达国家政府对电机及系统节能技术的研究开发投入了巨额财政资助，除辅以政策法规推动之外，还积极推动全世界的电机及系统节能技术的发展，如“中国电机系统节能项目”就是由联合国工业发展组织和美国能源部提供援助资金，国外电机及系统的发展具有以下特点： 1）、高效、超高效电机市场推进速度加快 主要发达国家都在各自的发展计划中提出了明确的强制推行高效电机的时间如表4。 表4.各国高效、超高效电机推进情况

《电机及控制技术》教学大纲

《电机及控制技术》教学大纲课程名称：电机及控制技术 课程类别：岗位核心能力课程 学分：6 学时：80（8学时/周，10周） 适用专业：电气自动化、工业控制、电机电器技术专业 一、课程性质与任务 课程的性质：本课程是根据学生认知规律和职业成长规律，以学生获得职业行动能力为目标，将工业自控设备操作员、工艺员、维护员、检修员、试验员所从事的机电设备的操作维护、检修、试验、故障排除等工作按照由简到繁、分层递进的思路，把人文素质培养和职业能力训练结合到项目载体中而设置的一门理实一体化的职业岗位核心能力课程。 课程的任务：为了提高学生选择、使用和维护变压器、电机及电气控制设备的能力；使学生理解变压器、电机的结构、基本工作原理，机械特性及运行特性，熟悉继电器——接触器控制电路的基本环节；掌握常用机床的电气控制的结构、原理及控制系统的设计、检修方法；熟悉新型电机、电器及电气控制设备的分析调试维护方法，培养学生分析生产实际问题和解决实际问题的能力，培养学生的团队协作、勇于创新、敬业乐业的工作作风。 二、教学目标 1、知识目标 ●熟悉常用变压器、电机、低压电器的工作原理、结构和使用方法； ●理解常用电动机的基本工作特性、机械特性； ●掌握电动机的起动、调速、制动的原理和方法； ●具有对电力拖动装置进行选择和简单计算的能力； ●具有对继电器——接触器控制典型电路工作原理及线路分析的能力。 ●具有设计较为简单的电气控制设备控制线路的能力。 ●掌握典型机床电气线路结构、工作原理，并初步具有理解安装、调试和

维护的方法能力。 2、能力目标 ●具有选择、使用、维护常用电机、变压器的专业技能； ●具有整定和选用常用低压电器的专业技能； ●利用电动机的起动、调速、制动的原理，能分析和排除控制线路故障的 专业技能； ●能利用基本控制环节进行一般电气控制系统的设计和安装的专业技能； ●具有对一般机床进行维修的专业技能； ●具有搜集专业资料、阅读资料和利用资料的专业能力； ●具有一定的自学和创新能力，具备作为电类专业人员必备的基本专业技 能。 3、素质目标 ●培养学生良好的分析问题和解决问题的专业素养； ●培养学生沟通协作、自主学习、模范带头、实干巧干、开拓创新、敬业 乐业的工作作风。 ●培养学生勤于思考、刻苦钻研、事实就是、勇于探索的良好品质。 ●培养电机及控制技术对应职业岗位必备的质量意识、守时意识和规范意 识，以提高学生的综合素质。 三、与前后课程的联系 1．与前续课程的联系 《电气安装的规划与实施》、《电工基础》培养了学生基本电路的分析、计算能力和常用电工仪器仪表的使用能力。 2．与后继课程的关系 为学生后续学习《电力电子技术及应用》、《PLC控制系统设计与维护》、《工业控制系统的运行与维护》等提供了必要的基础知识和专业技能。 四、教学内容与学时分配 为使学生掌握变压器、电动机的维护与检修及继电控制系统的运行维护等所需的知识与技能，本课程以变压器、直流电动机、三相异步电动机、运料小车电

电机与电气控制技术试题目库和答案

06级电机与电气控制技术 试题库及答案一、名词解释：(每题5分) 四、选择：(每题3分) 1下列元件中，开关电器有 A 。 (C) A、组合开关B 、接触器C 、行程开关D、时间继电器 2、下列元件中，主令电器有 A 。 (C) A、熔断器 B、按钮 C、刀开关 D、速度继电器 3、熔断器的作用是 C 。(C) A、控制行程 B、控制速度 C、短路或严重过载 D、弱磁保护 4、低压断路器的型号为DZ10-100，其额定电流是_B _____ 。(B) A、10A B、100A C、10~100A D、大于100A 5、接触器的型号为CJ10-160，其额定电流是B 。(B) A、10A B、160A C、10~160A D、大于160A 6、交流接触器的作用是 A 。(C) A、频繁通断主回路 B、频繁通断控制回路 C、保护主回路 D、保护控制回路 7、交流接触器在不同的额定电压下，额定电流_B _____ 。 (A) A、相同 B、不相同 C、与电压无关 D、与电压成正比 8、下面D不是接触器的组成部分。(B) A、电磁机构 B、触点系统 C、灭弧装置 D、脱扣机构 9、时间继电器的作用是 D 。 (C) A、短路保护 B、过电流保护 C、延时通断主回路 D、延时通断控制回路 10、若将空气阻尼式时间继电器由通电延时型改为断电延时型需要将 B O(A) A、延时触头反转180° B、电磁系统反转180 C、电磁线圈两端反接 D、活塞反转180° 11、通电延时时间继电器的线圈图形符号为 B O (C) 12、延时断开常闭触点的图形符号是

13、通电延时时间继电器，它的延时触点动作情况是 A O (A)

《电机矢量控制技术》矢量控制综述资料

福建工程学院 研究生课程论文 课程名称电机及其系统分析教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业电气工程 研究方向电力工程 年级一年级 所在学院信息学院 日期2016年01 月13日

评语

矢量控制技术的发展以及在应用中的改善 摘要：电机在很多场合得到了广泛的使用，因为它具有的独特优点，例如它为现代运动控制系统提供了一种具有诸多优点和适用广泛的装置。异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。在上世纪70年代西门子工程师F.Blaschke 首先提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。 关键词：矢量控制,异步电机,解耦 ABSTRACT:In many occasions, the motor has been widely used because it has unique advantages, such as it provides a lot of advantages and is suitable for a wide range of modern device having the motion control system. Dynamic mathematical model of the induction motor is a high order, nonlinear, strongly coupled multivariable systems. In the 1970s, Siemens engineers F.Blaschke first proposed induction motor vector control theory to solve the problem of the AC motor torque. The basic principle of vector control is achieved by measuring and controlling asynchronous motor stator current vector, based on the principle of field-oriented asynchronous motor excitation current and torque current control, respectively, so as to achieve the purpose of control of induction motor torque. Key Word ： Vector control ，Induction motor ，Decoupling 0、序言 异步电动机的数学模型是一个极其复杂的模型。总的归结起来可以异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统[1]。而且在研究三相异步电动机的复杂的数学模型中，我们常常会做出以下几方面的假设。第一，我们往往会忽略空间谐波。第 二、忽略磁路饱和。并且假设它们的自感和互感都是线性的。第三、忽略铁芯损耗。第四、不考虑频率和温度对绕组的影响。由于感应电动机的励磁和电枢都是同一个绕组，所以转矩和磁链之间就相对比较复杂。电磁转矩的物理表达式为 22?φCOS I C T T e = 可以知道感应电动机各个参量相互耦合，这也是感应电动机难以控制的根本原因[2]。由于矢量控制具有转矩控制的线性特性，控制效率很高，调节器的设计也比较容易实现。而且，速度的调节较宽在接近零转速时仍然可以带动额定负载运行，具有良好的起制动性能，所以矢量控制技术才会被人们慢慢的所利用[3]。异步电机数学模型的电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程如下： 电压方程：