电机和控制技术论文
电机和控制技术论文
随着社会经济的发展和科学技术的不断进步，电机和控制技术应用越来越广泛，学习啦小编为大家整理的电机和控制技术论文，希望你们喜欢。
电机和控制技术论文篇一
电机振动的产生及控制管窥
【摘 要】在现代社会的工业生产中，电机作为原动机被广泛地应用于拖动各种生产的机械。然而，电机振动可能会引起停机甚至停产等不良的现象，本文主要对电机振动的产生原因进行了分析，并提出了相应的控制方法，从而能够有效指导电机的使用和维护。
【关键词】电机振动;转子;平衡
随着社会经济的快速发展以及科学技术的进步，用户对于工业生产的可靠性提出了越来越高的要求。目前，很多行业都大量应用电机作为原动机拖动各种生产机械。但是，如果电机出现振动就很有可能造成电机使用寿命缩短、附属机械损坏等经济损失。因此需要找出电机振动的原因并加以控制，从而有效避免由于振动造成的设备故障。
1.电机振动产生的影响
设备在运行过程中都会出现振动的现象，而电机振动会对电动机的安全平稳运行产生一些负面影响。其一，电机出现振动后会消耗大量的能量，因而电动机的效率就会大大降低;其二，电机振动会直接伤害电机的轴承，因而使得轴承的寿命不断缩短;其三，电机振动会使得电机端部的绑线松动，从而导致端部绕组之间相互摩擦，绝缘的电阻就会降低，甚至造成绝缘击穿;其四，电机振动甚至会使转子磁极出现松动的状况，转子和定子间的相互摩擦，严重时甚至导致电机转子的断裂;其五，电机振动会使基础或者与电机配套的其他设备的正常运转受到一定的影响，可能会使一些零件出现损伤的状况，一旦零件出现损伤就可能造成事故，导致安全隐患的出现。
2.电机振动产生的原因
造成电机振动的原因主要是由其定子铁心、定子绕组、转子、机座以及轴承五部分的振动造成的。
2.1由定子铁心振动造成的电机振动
电磁力是导致定子铁心振动的重要原因，其主要的振型有椭圆形、四边形以及三角形等。定子叠片铁心内有交变磁场通过，就很有可能产生轴向振动，如果铁心没有压紧，就会产生比较剧烈的振动，甚至造成断齿。
2.2由机座的振动造成电机的振动
电机机座产生振动也会造成电机的振动，其原因主要有两种：一种是转子振动的时候就会产生激振力;另一种则是定子铁心的电磁振动则由铁心与机座的连接传过来的时候，就会引起机座的倍频振动，如果单机容量增大其机座的振动则越大。
2.3由定子绕组振动引起的电机振动
在电机的正常运行过程之中，其定子绕组受到绕组电流与漏磁通的作用力、转子磁拉力以及绕组热胀冷缩力的影响，从而就会引起绕组的系统频率的振动。尤其是由电磁力引起的定子绕组的槽部和顶部振动会对电机的振动产生较大的影响。
2.4由转子振动引起的电机振动
电机转子的振动可以分为两类，一类是弯曲转动，另一类则是扭转振动。其中，引起电机转子弯曲转动的原因有三个，即：一是转子的质量不平衡。转子质量不平衡分为静不平衡、动不平衡以及两者都有。所以，为了消除由于质量不平衡对转子的影响，则在制造转子的时候就要进行严格的动、静平衡试验;二是转子在运行的时候由于转子冷热不均以及电磁不平衡导致电机转子的弯曲转动;其三是由于转子有振动的特性，因而就会引起电机转子的弯曲振动。
转子的扭转振动会使转子产生疲劳甚至损坏，进而导致转子的寿命缩短，甚至会引起比较严重的电机事故。
2.5由轴承引起的电机振动
电机轴承形式之所以不同是因为电机轴承的功率不同，一般而言滚动轴承多用于中小型电机之中，而滑动轴承多用于大型的电机之中。由滚动轴承引起的振动的因素主要有四种，一是轴承的制造精度，比如轴承内圈的径向偏摆、滚动体的椭圆度、架空中的间隙等过大或者过小就会导致剧烈的机械振动;二是轴承的安装配合精度，主要是指轴承与端盖以及轴承与转轴轴承挡的配合精度，轴承的安装配合精度过大或者过小也会导致机械的剧烈振动，导致电机的寿命缩短;三是轴承润滑脂的情况，如果轴承润滑脂过稠，其会对滚动体振动的阻碍作用产生的效果较差，若轴承润滑脂过稀少，则会导致轴承的摩擦，减少轴承的使用寿命;四是轴承的安装方法也会对电机的振动造成一定的影响。当油膜涡动以及油膜振荡的时候，就会引起系统剧烈的振动，从而对电机的系统造成一定的破坏。
3.电机振动的控制措施
首先，为抑制由定子铁心引起的电机振动，定子铁心通常采用压板及螺杆压紧的结构，同时还应当注意避免由于铁心局部压力过大而导致的损伤。
其次，为了防止由于电磁力引起的定子绕组的槽部和顶部的振动，通常采用的措施是采用槽部线棒固紧结构以及使用端部轴向刚性支架。
再次，经过实践证明落地轴承形式的转子激振力对于机座的影响要远远小于轴承座设置在定子机座端盖上的轴承形式。对于减少电机机座振动而采取的措施有两种，一种是将铁心与机座之间的连接换成弹性结构，这样就会减少铁心振动对于机座的影响;另一种则是要控制机座的自振频率，这样就可以有效避开铁心的倍频振动频率以及转子的振动频率。
另外，在设计转子的时候要扩大转子的临界转速与电机额定转速的差距，最好的方法要使临界转速偏离电机额定转速的15%以上，并且还要避开转子的工作频率以及倍频。
最后，要合理设置电机轴承的制造精度、轴承的安装配合精度，采用较为合理的轴承安装方法，以及合理调制润滑脂的黏稠程度。只有对电机振动采取有效的控制措施，才能够有效减少电机磨损，增加电机的寿命，提高生产的效率，增加企业的经济效益。
4.结语
在日常的工作生产中，电机振动会对电机的寿命产生一定的影响。因而，就要准确分析导致电机振动的原因，严格对电机做好选型、安装、运行以及停机的各项检查工作，尽可能消除电机振动对电机寿命的不利影响，从而保证电机能够在最佳的状态下工作，提高生产的效率。
【参考文献】
[1]唐贵基，何玉灵，万书亭，武玉才.气隙静态偏心与定子短路复合故障对发电机定子振动特性的影响[J].振动工程学报，2014，09(1)：90-91.
[2]柳应全，卢琴芬，叶云岳.带积分补偿器的永磁直线同步电机滑模控制研究[J].机电工程，2013，11(6)：110-111.
[3]陈磊，陈亦平，闵勇，胡伟，张昆.基于振动能量的低频振荡分析与振荡源定位(二)振荡源定位方法与算例[J].电力系统自动化，2012，12(4)：77-78.
[4]王鹏.安装阶段汽轮发电机的机轴系振动控制要点探讨[J].湖北电力，2013，16(3)：68-69.
电机和控制技术论文篇二
高压电机的保护和控制技术及电气调试
【摘 要】随着社会经济的发展和科学技术的不断进步，高压电机的自动化控制技术应用越来越广泛，对于进一步促进高压电机保护，提高电机设备的运行效率起到了较大的积极作用。文章对高压电机的自动化控制技术及电气调试进行了分析和研究，以期加强高压电机的自动化控制技术研究及电气调试管理，更好的促进电机设备运行质量及效率。
【关键词】高压电机 电机保护 电气调试
社会经济的发展推动了工业化规模的不断扩大，对于大功率的电机设备应用呈现出逐渐增加的趋势，由此，很多低电压大功率的电机设备暴露出了很多缺点，在工作时的电流很大，而在启动的瞬间则需要更大的电流，从而导致电机设备在实际应用过程中存在着较多的问题，因此，对于此种情况，需要采取高压电机设备应用，以有效降低其启动电流和工作电流，从而最大限度的降低其在启动时对电网造成的影响。
一、高压电机的保护控制
高压电机需保护的功能很多，主电路高压部分控制可采用计算机综合保护控制器和交流真空断路器联合控制的直接启动或高压变频器控制及高压软启动器控制。
(一)高压电机的直接启动控制原理
采用真空接触器直接启动与综合保护控制器相结合，通过电TA和零序电TA采样电路，将高压电机工作电流及漏电电流送入综合保护控制器电流信号输入端，供综合保护控制器进行电机运行状态监测分析一旦发生过流漏电短路缺相等故障通过执行元件真空接触器动作，切断电机运行电源，并将故障情况上传到控制中心，同时声光报警 在故障没有排除的状态下，综合保护控制器程序锁定不能合闸的真空接触器，运行电机。
(二)高压电机的变频启动控制原理
高压变频器通过大功率IGBT绝缘栅双极性晶体管直接控制电机的高压电源，其结构为高压-低压-高压或三电平叠加结构随着大功率高电压等级IGBT绝缘栅双极性晶体管开关管的研制成功，一种新型结构的交-直-交形式逐渐替代前两种都带有体积大而笨重铁心变压器的结构。三相高压交流电经大电流高压整流二极管整流成高压直流电，供快速绝缘栅双极性高压开关管IGBT触发生成可变频的三相交流高压脉冲电源，经电抗器滤波后，变成可变频的三相正弦波交流电，供高压交流电机工作。快速绝缘栅双极性高压开关管IGBT的开启与关断由变频器内计算机控制中心控制，通过计算机内部程序及外围电子电路来控制高压交流电的频率和电压幅值，实现高压交流电机的软启动软停车及转速的调速控制 电压输出频率的可控范围为：0～400Hz 当停车后，通过计算机内部程序控制触发脉冲触发高压滤波电容放电控制的IGBT管，使整流电容的残余存电通过放电电阻释放，高压电源指示灯熄灭放电完毕，避免检修高压电路发生电击事故。
电机的转速：n=60f/2p，由此可知，电机转速与频率f成线性关系变频器拟采用u/f=c 方式(带PG)输出三相交流电，变频范围为：0～400Hz，采用高载波频率的SPWM方式，载波频率为：10～20kHz，开关功率管为IGBT (绝缘栅双极性晶体管)，开关功率管可以多只串联使用 在频率较低时，可通过提高起步电压来提高电机的机械运行性能。
二、高压电机的电气调试
(一)高压电机进行电气调试的内容
对于电机综合保护器中技术参数的设定，应当根据高压电机出厂说明书中标明的技术参数及电机设备运行的实际情况进行设置，同时还要实行一次高压不送电和二次线路模拟的动作试验，同时应当确保动作显示均保持正常。在对电机设备进行调试的过程中，应当严格遵照高压电器设备交接实验标准和验收规范进行，而且在高压耐压的前和后都要对绝缘电阻实行测试。在测量的过程中，对于摇表的转速控制应当保持匀速，转速维持在每分钟 120 r 左右，在 15 s 和 60 s 时进行读数处理，并将数值记录，然后计算出较为精确的阻值吸收比。当完成读数后，应当首先将试验表笔撤离，然后将摇表转速逐渐下降，以免试验中出现的高压发生反冲现象，从而导致绝缘的电阻摇表出现损坏现象。高压真空接触器应当对分闸线圈位置的动作电压、合闸线圈进行准确测量，同时对其返回的系数值、主触点的端口耐压和主触点位置的直流电阻进行计算。
(二)高压电机的电气调试过程
对于高压电机的电气调试，应当实行绕组极性、三相直流电阻、高压耐压试验、绝缘电阻等试验处理，对于三相直流电阻的试验应当采用精密的直流电桥进行测量。试验过程中的电源在通过实验操作台时应当对变压器进行调压处理，输入的高压变压器通过升压接入到放电保护间隙的高压一侧，而另一侧则应当进行可靠接地处理。放电保护球隙器应当对球放电的间隙进行调整，放电动作所保护的电压值应当比试验中的电压值偏大，当电压值调节好后。将调试的电源切断，然后将操作台上的调压器回归到零位，然后将其余水电阻、高压电流表及高压电机绕组等试验相连接，对接地连线进行检查，查看其是否安全接地，当确定无误后，才能够进行下一步的试验处理。在试验的过程中应当确保电压是缓慢上升，而且在试验的规定时间内，应当确保高压电流表指针不出现闪动现象，定时间结束后缓慢下降，然后将电源切除，对于泄漏的电流值应当确保符合规范要求，在进行测量的前后过程中都应当对其绝缘电阻进行测量，并确保阻值符合规范要求。此外，对于高压变频器和综合电机保护器等电子器件类的设备，亦应当采取高压耐压方法进行试验检测，但是可以根据各种标准的技术参数进行设定处理，同时还可以对相关的试验动作及指示进行模拟处理，以确保其应用的灵活性和可靠性。
三、结束语
学会应用高压电机设备自动化的控制原理以及高压电气应用技术是很重要的，因为随着工业规模化的扩大，大功率(400KW以上)电机设备应用越来越多，低电压大功率的电机设备暴露出的缺点很多工作电流很大启动瞬时电流更大，在实际生产使用中带来很多问题 因此宜采用高压电机降低其工作电流和启动电流，以减少其启动时对电网的影响。
参考文献：
[1]赵慧凯.高压电机的自动化控制技术及电气调试[J].企 业 技 术 开 发，2013年1月，96-97.
[2]倪晓华.浅析高压电机的保护控制原理及电气调试技术[J].广东科技，2009年12月，103.
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