交流電動機的應用范文

前言：我們精心挑選了數篇優質交流電動機的應用文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

關鍵詞：交流電動機；動作時間；釋放時間；元器件節能

1問題的提出

2013年，江西某水泥公司二號窯200kW鼓風機，2年內已燒毀3次，造成直接經濟損失200多萬元。同時，由于停產檢修，造成的間接損失難以估算。針對上述問題，該公司邀請了一個專業團隊到公司協助解決該問題。

2原因分析

2.1生產現狀

2013年3月，專業團隊來到該公司，與該公司的工程技術人員一起進行了現場考察和技術資料研究。其中，該電動機的主電路圖和控制電路如圖1—2所示。

2.2原因分析

針對上述情況和相關參考文獻[1—5]，筆者認為造成該事故的原因如下。（1）主要原因是前面設計者沒有考慮交流接觸器線包動作時間和其釋放時間；（2）在啟動電動機運行前幾十ms內，由于KM2未動作，導致KM2，KM3同時得電，則電源相序間短路，輕則燒斷熔斷絲和KM3主觸頭被燒壞可能，從而導致電動機缺相運行，電動機轉速減慢，電流急增，隨后，電動機可能被燒毀。由于以上第（2）點，造成KM3觸頭接觸不良，造成電源三相不平衡，電動機轉速減慢，溫度升高，不及時關機，則有可能燒壞電動機；由于KM2釋放時間問題，造成電動機瞬間失電，從而電動機又重新啟動，電流加大，溫度急劇上升，繞組磁路飽和，繞組發熱，最后，電動機可能被燒壞。

3電路設計

針對以上原因，文章總結了以下幾點設計改進：（1）充分考慮KM2的動作時間，利用KM2-4和KM1-4動作時間才能使KM3得電，避免了KM2和KM3在電動機啟動前幾十毫秒內同時得電；（2）在KM2線包控制電路中又串聯KM3觸點進行互鎖，又避免了KM2釋放時間問題即電動機重新啟動；（3）同時使KT并聯在KM3線包中，使KM3動作時KT不得電，從而更加節能，延長電路元器件的壽命。改進設計后的電路控制如圖3所示。

4實施效果

改造后，該電動機在3年內未出現電動機燒毀現象，由此，可確定本次分析和解決措施是完全正確的。同時，直接為公司節約成本200多萬元。

5結語

綜上所述，不難得出如下結論：在交流電動機的控制電路設計過程中，必須要對繼電器的動作時間和釋放時間有充分的考慮；本次排障的過程中，文章提出了一套既滿足控制要求，又能實現元器件節能的新型電路。

[參考文獻]

[1]齊亞琳，柳新軍，劉艷麗，等.提高繼電器觸點抗浪涌能力的一種新穎旁路保護電路[J].電子元器件應用，2012（5）：5-7.

[2]李述香，邱召運.繼電器觸點的保護技術[J].電工技術，2004（8）：60-61.

[3]鹿澤倫，李巖.中間繼電器構成的斷相保護電路[J].自動化技術與應用，2008（12）：110-111.

[4]黃三偉，高峰，周熠.三相異步電動機的斷相保護[J].廣西物理，2006（2）：43-45.

[5]周云旭，鐘水蓉.繼電器觸點保護電路設計[J].電子技術與軟件工程，2013（16）：118.

第2篇

本文主要針對我礦副井絞車原交流電動機和現改造后的高速直流電動機的性能特點進行分析比較并簡單介紹我礦副井絞車現采用的1250KW的直流提升機電控系統。以及高速直流電動機的常見故障及現場日常維護的方法，從而實現我礦副井絞車的安全和高性能運行。

關鍵詞：交流電機 直流電機 電控系統 故障與維護

一、概述

隨著中國經濟的快速發展，各種能源的需求量不斷加大，為了適應發展的需要，煤炭作為目前中國的重要能源，必須加大自身的產量，這樣就造成了原有副井絞車交流電動機的各種弊端暴露出來，為了滿足我礦產煤量的不斷加大對副井絞車運輸能力的需求，現用高速直流電機代替原有的交流電機。直流高速電機具有優良的轉矩速率特性并能在大范圍內平滑的調速，很好的適應了運輸能力增加的需求。

二、交流電動機和直流電動機的簡介

1.原副井絞車交流電動機簡介

我礦副井絞車原交流電動機型號JRZ1000-12，功率1000KW，總重10700Kg，1987年投入使用。隨著我礦的生產能力不斷的提高，該電動機在運行過程中出現故障種類很多而且出現故障頻率也較高，

電氣故障主要有定子繞組單向運行、定子繞組首尾反接、三相電流不平衡、繞組過熱等。

2.原副井絞車交流電動機的具體缺點

2.1能耗大、控制方式落后

原副井絞車系統采用高壓交流電機切電阻控制方式，提升過程中多余電能通過電阻箱轉換為熱能。電力資源極大浪費。

原副井絞車控制系統由于控制方式所限速度階越式變化。提升速度不能由絞車司機控制隨意調整，速度不穩定，受負載影響比較大。隨著生產任務的不斷加大，副井絞車系統工作任務也不斷增大，從而使受負載影響大的缺點不斷發生。

2.2抱閘系統不完善、維護工作量大

原副井絞車系統的抱閘系統頻繁參與絞車減速控制，使閘盤的磨損異常大，不利于閘盤保養和維護。原副井絞車電控系統柜體較多，自動化程度不高、故障率高、噪音大，從而增大了維護的工作量而且不滿足生產的增大的要求，影響生產任務的順利完成，增大了完成單位生產任務所需要的時間。

三、高速直流電動機在副井絞車中的應用效果

經過我礦及運轉隊專業技術人員的不斷研究并且經過我礦領導的審核最終決定用控制更加方便、性能更加優良的高速直流電動機代替原有的交流電動機，并更換了原有的控制系統采用了更先進的自動控制系統，使我礦副井絞車的控制更加的精密、更加的趨于完善。高速直流電動機具有優良的轉矩速率特性并能在大范圍內平滑的調速，很好的適應了我礦運輸能力增加的需求。我礦現副井絞車高速直流電動機為上海電氣集團電機廠有限公司生產。

主電動機數據：

主電動機型號：Z710-400型直流電動機

主電動機功率：1250kW，750V；580rpm。

電樞電壓：750V，電樞電流： 1773A。

勵磁電壓：220V。

過載能力：2倍額定電流60秒，切斷電流2.25倍額定電流，總重10000Kg。

高速直流電動機具有優良的轉矩速率特性并能在大范圍內平滑地調速。能夠滿足我礦生產任務不斷加大的需求。電控系統應用方案

1.高壓供電系統

提升機房兩回～6kV ，50HZ電源分別引自礦井工業場地變電所6kV不同母線段，由兩路高壓電纜分別引向提升設備的高壓進線柜，一路工作，一路備用，故障后手動切換。兩路進線互為閉鎖。選用GG—1ZF型封閉式高壓開關柜，高壓開關柜按4臺配置：高壓進線柜2臺：提供雙進線電源，電纜下進線；主整流變供電2臺。

2.電控系統主回路傳動系統

提升機的驅動裝置應能夠適應提升機的各種工作情況，按照預定的速度和提升要求實現平穩地啟動、運行、減速、制動、停車。在整個循環中，應使鋼絲繩的振動最小，井口停車必須準確無誤誤差不超過±20mm。驅動電動機及其供電裝置應有足夠的過載能力，以適應副井提升負載變化大的特點。最大過載能力不低于額定值的2倍。

調節系統采用SIEMENS 6RA70裝置實現數字式速度、電流、位置閉環控制，全數字調節的動、靜態技術性能滿足提升機四象限運行要求，并滿足提升工藝要求的過載能力和安全系數，具有優良的動、靜態品質指標。

3.上位監控系統

工控機和彩色終端組成上位機監控系統，監控系統通過與PLC通訊采集數據實現多畫面實時監控，多參量數碼及曲線顯示和記錄，各種故障的報警及記錄。

監控畫面主要有；電控系統構成，系統狀態圖，速度曲線，電流曲線，圖形化安全回路圖，當前故障報警，歷史故障記憶，故障判斷及診斷，生產報表的完整資料。

四、采用高速直流電動機所帶來的好處

1.降低了能量損耗

原副井絞車系統采用高壓交流電動機切電阻控制方式，提升過程中多余電能通過電阻箱轉換為熱能。電力資源極大浪費。

副井絞車更換為高速直流電動機電控系統后克服了能耗問題。

2.控制方式得到了提高

原副井絞車控制系統由于控制方式所限速度階躍式變化。提升速度不能由絞車司機控制隨意調整，速度不穩定，受負載影響比較大。隨著生產任務的不斷加大，副井絞車系統工作任務也不斷增大，從而使受負載影響大的缺點不斷發生。

副井絞車更換為高速直流電動機電控系統后。高速直流電控系統采用無極調速控制方式，絞車提升過程中，提升速度由絞車司機控制隨意調整。加/減速時速度平穩變化。速度不受負載所影響。

3.抱閘系統得到了優化

原副井絞車系統的抱閘系統頻繁參與絞車減速控制，使閘盤的磨損異常大，不利于閘盤保養和維護。

高速直流電控系統報閘系統只起到定位作用。不參與速度控制。減小了閘盤的磨損，提高了閘盤的使用率，節約了大量的資金。

4.減小了維護工作量

原副井絞車電控系統柜體較多，自動化程度不高、故障率高、噪音大，從而增大了維護的工作量而且不滿足生產的增大的要求，影響生產任務的順利完成，增大了完成單位生產任務所需要的時間。

高速直流電控系統柜體少，自動化程度高，故障率低，噪聲小。提高了系統長時間穩定運行的能力，保證了我礦副井絞車的運輸能力。

第3篇

【關鍵詞】交流變頻電動機 控制系統 研究

1 交流變頻電動鉆機的介紹

1.1 轉盤獨立電驅動鉆機

轉盤獨立電驅動鉆機就是轉盤采用交流變頻電動機單獨驅動，絞車和鉆井泵采用機械統一驅動的鉆機。該型鉆機采用多臺柴油機通過液力變矩器或液力耦合器輸出動力，然后經過鏈條并車，分別驅動絞車和鉆井泵；轉盤由1臺交流變頻電機通過齒輪或鏈條減速傳動；絞車配輔助驅動裝置，可實現自動送鉆功能。其特點是轉盤轉速能夠根據鉆井工藝的需要來調節，不受鉆井泵沖次的制約，同時，具備數控恒鉆壓自動送鉆功能，實現以接近機械鉆機的價格，獲得交流變頻電動鉆機的優越性能。

1.2 機電復合驅動鉆機

機電復合驅動鉆機是轉盤在采用電機獨立驅動的基礎上，絞車采用交流變頻電機驅動，而鉆井泵仍然采用機械驅動。該方案主要應用在鉆深5000m以下的鉆機上。2～3臺柴油機通過皮帶并車驅動鉆井泵，同時，還可驅動1臺節能發電機。該型鉆機能夠實現交流變頻電動機的主要功能，而價格只有全交流變頻電動鉆機的60%～70%，同時，具有良好的運行經濟性。

1.3 全交流變頻電動鉆機

全交流變頻電動鉆機的絞車、轉盤、鉆井泵均采用交流變頻電機驅動。其轉盤傳動主要有電機直接驅動和電機加減速箱驅動2種方式。絞車通常采用2臺電機通過二級齒輪減速箱驅動，并配輔助驅動裝置，也有采用一級齒輪減速箱方案的。除轉盤獨立電驅動鉆機采用機械的多軸絞車外，交流變頻電動鉆機通常都采用單軸絞車結構，其傳動形式是交流變頻電機通過齒輪減速箱直接驅動滾筒軸，主剎車采用盤式剎車，取消了電磁渦流剎車，而采用能耗制動實現輔助剎車功能。

交流變頻電動鉆機常用的調速技術有矢量控制和直接轉矩控制2種。矢量控制主要采用Siemens公司的變頻器，直接轉矩控制主要采用ABB公司的變頻器。在控制方式上有一對一控制和一對二控制。采用一對一控制需要每臺電機對應一個變頻柜，而一對二控制可以根據需要切換絞車或鉆井泵的變頻柜來控制轉盤，也可設置主從兩個變頻柜。

2 交流變頻電機的控制系統

變頻電動鉆機控制系統由發電系統（發電機、控制柜）、交流傳動系統（變頻柜、制動柜）、控制網絡（PLC柜、司鉆操作臺、工控機、遠程計算機、AS-i總線系統或Profibus總線系統）、交流電機控制中心組成。

2.1 動力發電系統

目前廣泛應用的是ROSS HILL電氣控制系統，SIEMENS電氣控制系統，其主要功能是基本相同的：控制柴油機的轉速與發電機的勵磁電流，得到600V、50HZ穩頻、穩壓電流，作為全井場的動力電源；發電機控制柜內還設有并網控制電路，控制多臺發電機的并網以達到同期合閘操作。發電機可按工況需要，全部或任意兩臺以上在線運行時，負荷都能均衡分配，負荷轉移平穩，能承受鉆機的負荷特性和電動機起動時的沖擊。發電機控制裝置還具有功率限制、自起動電源電路、接地檢測相序保護、過流保護、過壓保護、欠壓保護、過頻保護、逆功保護、短路保護、柜內故障自檢等功能。

2.2 交流傳動系統

2.2.1變頻驅動控制系統

變頻主驅動系統由若干變頻柜組成，分別將600V、50HZ恒壓、恒頻的交流電壓變成0～750V連續可調的交流電壓，以一拖一或者一拖二的驅動方式分別驅動鉆井泵、絞車、轉盤。絞車和轉盤電動機具有反轉功能，扭矩限制0%～100%范圍內任意調節。在石油鉆機中應用較多的是Siemens變頻器。SIMOVERT master DRIVE 矢量控制變頻器是采用IGBT元件、全數字技術的電壓源型變頻器。

2.2.2制動控制單元

制動柜內的制動單元和變頻房外的制動電阻的主要功能是：在絞車需要制動時，控制電動機進入發電運行狀態，使電動機產生于旋轉方向相反的制動力矩，負載側的機械能轉化為電能通過逆變器傳到變頻柜直流母線上。當直流母線電壓高于最高閥值時，制動控制單元自動將制動電阻接通，使中間直流母線之間電容器儲存的多余電能以熱能形式由制動電阻消耗，以維持直流母線上的電壓保持恒定。這種制動方式稱為能耗制動。自動送鉆系統的制動單元也采用能耗制動。

2.2.3自動送鉆

送鉆變頻柜將400V、50HZ恒壓、恒頻的交流電壓變流成0～400V變壓、變頻連續可調的交流電壓，以一拖一的驅動方式驅動送鉆電動機。恒壓方式可以實現恒壓自動送鉆。送鉆電動機在恒速方式時具有正反轉的功能，可以起到應急起放井架和鉆具的功能，也可以恒速送鉆。

2.3 控制網絡

2.3.1司鉆控制室

司鉆控制室已成為交流變頻電動鉆機的標準配置，目前的司鉆控制系統主要有模擬控制和數字控制2種。從控制功能來看，可以實現絞車無級調速，游動系統的位置、速度、加速度閉環控制，懸重限制保護，數控恒鉆壓自動送鉆，轉盤無級調速、轉矩限制保護，鉆井泵無級調速、泵壓限制保護等功能。可以通過觸摸屏和顯示屏對控制系統的主要設備運行狀態進行監控。

2.3.2PLC控制系統

通過數據采集單元（現場傳感器、編碼器、變送器等），可編程控制器經過計算處理，在觸摸屏、顯示屏等HMI人機界面顯示以下鉆機參數：懸重、鉆壓、井深、機械鉆速、轉盤轉速、轉盤扭矩、泵沖泵壓、泥漿池液位、出口返回量、游車位置等參數。

2.4 MCC配電控制系統

交流電動機控制中心的主要功能是對井場的鉆臺、鉆井液循環罐區、油罐區、壓氣機房和水罐區的交流電動機進行控制，并給井場提供照明電源。交流電動機控制中心系統對30KW以上的電機采用軟起方式。MCC柜采用分裝式結構，以便于維修更換。

3 變頻鉆機及其控制系統的發展趨勢和前景