導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇電動(dòng)機(jī)論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

論文摘要:在現(xiàn)代化生產(chǎn)程度很高的今天，企業(yè)的生產(chǎn)，產(chǎn)品的加工制造以及人們的日常生活都離不開電動(dòng)機(jī)的使用，在電動(dòng)機(jī)的使用過(guò)程當(dāng)中有很多注意事項(xiàng)以及要求，否則將會(huì)發(fā)生機(jī)器的損壞，這對(duì)企業(yè)的運(yùn)轉(zhuǎn)，人民生活等都會(huì)帶來(lái)諸多不便。對(duì)電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)的故障，主要分為電氣和機(jī)械兩種，每一種故障都給電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行帶來(lái)極大威脅。因此，對(duì)電動(dòng)機(jī)的故障分析維護(hù)與檢修更顯得至關(guān)重要。

電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，使用方便，價(jià)格低廉等特點(diǎn)。為保證時(shí)機(jī)的正常工作對(duì)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)要按電動(dòng)機(jī)完好質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行檢查，運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)與被拖動(dòng)設(shè)備的軸心要對(duì)正，運(yùn)行中無(wú)明顯的振動(dòng)，一定要保持通風(fēng)良好、風(fēng)翅等要完整無(wú)缺。要時(shí)刻觀察和測(cè)量電動(dòng)機(jī)電網(wǎng)電壓和正常工作電流，電壓變化不應(yīng)超過(guò)額定電壓的±5%，電動(dòng)機(jī)的額定負(fù)荷電流不能經(jīng)常超過(guò)額定電流，以防時(shí)機(jī)過(guò)熱，同時(shí)檢查電機(jī)起動(dòng)保護(hù)裝置的動(dòng)作是否靈活可靠。檢查電動(dòng)機(jī)各部分溫升是否正常，還要經(jīng)常檢查軸承溫度，滑動(dòng)軸承不得超過(guò)度，滾動(dòng)軸承不得超過(guò)70度，滾動(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中的聲音要清晰、無(wú)雜音。對(duì)于電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境要做到防砸、防淋、防潮。對(duì)于環(huán)境不良，經(jīng)常挪動(dòng)、頻繁起動(dòng)、過(guò)載運(yùn)行等要加強(qiáng)日常維護(hù)和保養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除隱患。

一、電動(dòng)機(jī)電氣常見(jiàn)故障的分析和處理

（一）時(shí)機(jī)接通后，電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)，但有嗡嗡聲

可能原因：（1）電源沒(méi)有全部接通成單相起動(dòng)；（2）電動(dòng)機(jī)過(guò)載；（3）被拖動(dòng)機(jī)械卡?。唬?）繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路開路成斷線；（5）定子內(nèi)部首端位置接錯(cuò)，或有斷線、短路。

處理方法：（1）檢查電源線，電動(dòng)機(jī)引出線，熔斷器，開關(guān)的各對(duì)觸點(diǎn)，找出斷路位置，予以排除；（2）卸載后空載或半載起動(dòng)；（3）檢查被拖動(dòng)機(jī)械，排除故障；（4）檢查電刷，滑環(huán)和起動(dòng)電阻各個(gè)接觸器的接合情況；（5）重新判定三相的首尾端，并檢查三相繞組是否有燦線和短路。

（二）電動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難，加額定負(fù)載后，轉(zhuǎn)速較低。

可能原因：（1）電源電壓較低；（2）原為角接誤接成星接；（3）鼠籠型轉(zhuǎn)子的籠條端脫焊，松動(dòng)或斷裂。

處理方法：（1）提高電壓；（2）檢查銘牌接線方法，改正定子繞組接線方式；（3）進(jìn)行檢查后并對(duì)癥處理。

（三）電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后發(fā)熱超過(guò)溫升標(biāo)準(zhǔn)或冒煙

可能原因：（1）電源電壓過(guò)低，電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下造成溫升過(guò)高；（2）電動(dòng)機(jī)通風(fēng)不良或環(huán)境濕度過(guò)高；（3）電動(dòng)機(jī)過(guò)載或單相運(yùn)行；（4）電動(dòng)機(jī)起動(dòng)頻繁或正反轉(zhuǎn)次數(shù)過(guò)多；（5）定子和轉(zhuǎn)子相擦。

處理方法：（1）測(cè)量空載和負(fù)載電壓；（2）檢查電動(dòng)機(jī)風(fēng)扇及清理通風(fēng)道，加強(qiáng)通風(fēng)降低環(huán)溫；（3）用鉗型電流表檢查各相電流后，對(duì)癥處理；（4）減少電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)次數(shù)，或更換適應(yīng)于頻繁起動(dòng)及正反轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)；（5）檢查后姨癥處理。

（四）絕緣電阻低

可能原因：（1）繞組受潮或淋水滴入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部；（2）繞組上有粉塵，油圬；（3）定子繞組絕緣老化。

處理方法：（1）將定子，轉(zhuǎn)子繞組加熱烘干處理；（2）用汽油擦洗繞組端部烘干；（3）檢查并恢復(fù)引出線絕緣或更換接線盒絕緣線板；（4）一般情況下需要更換全部繞組。

（五）電動(dòng)機(jī)外殼帶電：

可能原因：（1）電動(dòng)機(jī)引出線的絕緣或接線盒絕緣線板；（2）繞組端部碰機(jī)殼；（3）電動(dòng)機(jī)外殼沒(méi)有可靠接地

處理方法：（1）恢復(fù)電動(dòng)機(jī)引出線的絕緣或更換接線盒絕緣板；（2）如卸下端蓋后接地現(xiàn)象即消失，可在繞組端部加絕緣后再裝端蓋；（3）按接地要求將電動(dòng)機(jī)外殼進(jìn)行可靠接地。

（六）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)聲音不正常

可能原因：（1）定子繞組連接錯(cuò)誤，局部短路或接地，造成三相電流不平衡而引起噪音；（2）軸承內(nèi)部有異物或嚴(yán)重缺油。

處理方法：（1）分別檢查，對(duì)癥下藥；（2）清洗軸承后更換新油為軸承室的1/2-1/3。

（七）電動(dòng)機(jī)振動(dòng)

可能原因：（1）電動(dòng)機(jī)安裝基礎(chǔ)不平；（2）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡；（3）皮帶輪或聯(lián)軸器不平衡；（4）轉(zhuǎn)軸軸頭彎曲或皮帶輪偏心；（5）電動(dòng)機(jī)風(fēng)扇不平衡。

處理方法：（1）將電動(dòng)機(jī)底座墊平，時(shí)機(jī)找水平后固牢；（2）轉(zhuǎn)子校靜平衡或動(dòng)平衡；（3）進(jìn)行皮帶輪或聯(lián)軸器校平衡；（4）校直轉(zhuǎn)軸，將皮帶輪找正后鑲套重車；（5）對(duì)風(fēng)扇校靜。

二、電動(dòng)機(jī)機(jī)械常見(jiàn)故障的分析和處理

（一）定、轉(zhuǎn)子鐵芯故障檢修

定、轉(zhuǎn)子都是由相互絕緣的硅鋼片疊成，是電動(dòng)機(jī)的磁路部分。定、轉(zhuǎn)子鐵芯的損壞和變形主要由以下幾個(gè)方面原因造成。

（1）軸承過(guò)度磨損或裝配不良，造成定、轉(zhuǎn)子相擦，使鐵芯表面損傷，進(jìn)而造成硅鋼片間短路，電動(dòng)機(jī)鐵損增加，使電動(dòng)機(jī)溫升過(guò)高，這時(shí)應(yīng)用細(xì)銼等工具去除毛刺，消除硅鋼片短接，清除干凈后涂上絕緣漆，并加熱烘干。

（2）拆除舊繞組時(shí)用力過(guò)大，使倒槽歪斜向外張開。此時(shí)應(yīng)用小嘴鉗、木榔頭等工具予以修整，使齒槽復(fù)位，并在不好復(fù)位的有縫隙的硅鋼片間加入青殼紙、膠木板等硬質(zhì)絕緣材料。

（3）因受潮等原因造成鐵芯表面銹蝕，此時(shí)需用砂紙打磨干凈，清理后涂上絕緣漆。

（4）因繞組接地產(chǎn)生高熱燒毀鐵芯或齒部?？捎描徸踊蚬蔚兜裙ぞ邔⑷鄯e物剔除干凈，涂上絕緣溱烘干。

（5）鐵芯與機(jī)座間結(jié)合松動(dòng)，可擰緊原有定位螺釘。若定位螺釘失效，可在機(jī)座上重鉆定位孔并攻絲，旋緊定位螺釘。

（二）軸承故障檢修

轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承支撐轉(zhuǎn)動(dòng)，是負(fù)載最重的部分，又是容易磨損的部件。

（1）故障檢查

運(yùn)行中檢查：滾動(dòng)軸承缺油時(shí)，會(huì)聽到骨碌骨碌的聲音，若聽到不連續(xù)的梗梗聲，可能是軸承鋼圈破裂。軸承內(nèi)混有沙土等雜物或軸承零件有輕度磨損時(shí)，會(huì)產(chǎn)生輕微的雜音。

拆卸后檢查：先察看軸承滾動(dòng)體、內(nèi)外鋼圈是否有破損、銹蝕、疤痕等，然后用手捏住軸承內(nèi)圈，并使軸承擺平，另一只手用力推外鋼圈，如果軸承良好，外鋼圈應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，轉(zhuǎn)動(dòng)中無(wú)振動(dòng)和明顯的卡滯現(xiàn)象，停轉(zhuǎn)后外鋼圈沒(méi)有倒退現(xiàn)象，否則說(shuō)明軸承已不能再用了。左手卡住外圈，右手捏住內(nèi)鋼圈，用力向各個(gè)方向推動(dòng)，如果推動(dòng)時(shí)感到很松，就是磨損嚴(yán)重。

（2）故障修理

軸承外表面上的銹斑可用00號(hào)砂紙擦除，然后放入汽油中清洗；或軸承有裂紋、內(nèi)外圈碎裂或軸承過(guò)度磨損時(shí)，應(yīng)更換新軸承。更換新軸承時(shí)，要選用與原來(lái)型號(hào)相同的軸承。

（三）轉(zhuǎn)軸故障檢修

（1）軸彎曲

若彎曲不大，可通過(guò)磨光軸徑、滑環(huán)的方法進(jìn)行修復(fù)；若彎曲超過(guò)0.2mm，可將軸放于壓力機(jī)下，在拍彎曲處加壓矯正，矯正后的軸表面用車床切削磨光；如彎曲過(guò)大則需另?yè)Q新軸。

（2）軸頸磨損

軸頸磨損不大時(shí)，可在軸頸上鍍一層鉻，再磨削至需要尺寸；磨損較多時(shí)，可在軸頸上進(jìn)行堆焊，再到車床上切削磨光；如果軸頸磨損過(guò)大時(shí)，也在軸頸上車削2-3mm，再車一套筒趁熱套在軸頸上，然后車削到所需尺寸。

（3）軸裂紋或斷裂

軸的橫向裂紋深度不超過(guò)軸直徑的10%-15%，縱向裂紋不超過(guò)軸長(zhǎng)的10%時(shí)，可用堆焊法補(bǔ)救，然后再精車至所需尺寸。若軸的裂紋較嚴(yán)重，就需要更換新軸。

（四）機(jī)殼和端蓋的檢修

篇2

熱繼電器利用負(fù)載電流流過(guò)經(jīng)校準(zhǔn)的電阻元件，使雙金屬熱元件加熱后產(chǎn)生彎曲，從而使繼電器的觸點(diǎn)在電動(dòng)機(jī)繞組燒壞以前動(dòng)作。其動(dòng)作特性與電動(dòng)機(jī)繞組的允許過(guò)載特性接近。熱繼電器雖則動(dòng)作時(shí)間準(zhǔn)確性一般，但對(duì)電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)有效的過(guò)載保護(hù)。隨著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不斷完善和改進(jìn)，除有溫度補(bǔ)償外，它還具有斷相保護(hù)及負(fù)載不平衡保護(hù)功能等。例如從ABB公司引進(jìn)的T系列雙金屬片式熱過(guò)載繼電器；從西門子引進(jìn)的3UA5、3UA6系列雙金屬片式熱過(guò)載繼電器；JR20型、JR36型熱過(guò)載繼電器，其中Jn36型為二次開發(fā)產(chǎn)品，可取代淘汰產(chǎn)品JRl6型。

帶有熱-磁脫扣的電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器熱式作過(guò)載保護(hù)用，結(jié)構(gòu)及動(dòng)作原理同熱繼電器，其雙金屬熱元件彎曲后有的直接頂脫扣裝置，有的使觸點(diǎn)接通，最后導(dǎo)致斷路器斷開。電磁鐵的整定值較高，僅在短路時(shí)動(dòng)作。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格低、動(dòng)作特性符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、保護(hù)可靠，故日前仍被大量采用。特別是小容量斷路器尤為顯著。例如從ABB公司引進(jìn)的M611型電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器，國(guó)產(chǎn)DWl5低壓萬(wàn)能斷路器(200-630A)、S系列塑殼斷路器(100、200、400入)。

電子式過(guò)電流繼電器通過(guò)內(nèi)部各相電流互感器檢測(cè)故障電流信號(hào)，經(jīng)電子電路處理后執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。電子電路變化靈活，動(dòng)作功能多樣，能廣泛滿足各種類型的電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。其特點(diǎn)是：

①多種保護(hù)功能。主要有三種：過(guò)載保護(hù)，過(guò)載保護(hù)十?dāng)嘞啾Ｗo(hù)，過(guò)載保護(hù)十?dāng)嘞啾Ｗo(hù)+反相保護(hù)。

②動(dòng)作時(shí)間可選擇(符合GBl4048．4-93標(biāo)準(zhǔn))。

標(biāo)準(zhǔn)型(10級(jí))：7．2In(In為電動(dòng)機(jī)額定電流)，4-1Os動(dòng)作，用于標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)，速動(dòng)型(10A級(jí))：7．2In時(shí)，2-1Os動(dòng)作，用于潛水電動(dòng)機(jī)或壓縮電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)。慢動(dòng)型(30級(jí))：7．2In時(shí)，9-30s動(dòng)作，用于如鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)等起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)。

③電流整定范圍廣。其最大值與最小值之比一般可達(dá)3-4倍，甚至更大倍數(shù)(熱繼電器為1．56倍)，特別適用于電動(dòng)機(jī)容量經(jīng)常變動(dòng)的場(chǎng)合(例如礦井等)。

④有故障顯示。由發(fā)光二極管顯示故障類別，便于檢修。

固態(tài)繼電器它是一種從完成繼電器功能的簡(jiǎn)單電子式裝置發(fā)展到具有各種功能的微處理器裝置。其成本和價(jià)格隨功能而異，最復(fù)雜的繼電器實(shí)際上只能用于較大型、較昂貴的電動(dòng)機(jī)或重要場(chǎng)合。它監(jiān)視、測(cè)量和保護(hù)的主要功能有：最大的起動(dòng)沖擊電流和時(shí)間；熱記憶；大慣性負(fù)載的長(zhǎng)時(shí)間加速；斷相或不平衡相電流；相序；欠電壓或過(guò)電壓；過(guò)電流(過(guò)載)運(yùn)行；堵轉(zhuǎn)；失載(機(jī)軸斷裂，傳送帶斷開或泵空吸造成工作電流下跌)；電動(dòng)機(jī)繞組溫度和負(fù)載的軸承溫度；超速或失速。

上述每一種信息均可編程輸入微處理器，主要是加上需要的時(shí)限，以確保在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)或運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生損壞之前，將電源切斷。還可用發(fā)光二極管或數(shù)字顯示故障類別和原因，也可以對(duì)外向計(jì)算機(jī)輸出數(shù)據(jù)。

軟起動(dòng)器軟起動(dòng)器的主電路采用晶閘管，控制其分?jǐn)嗷蚪油ǖ谋Ｗo(hù)裝置一般做成故障檢測(cè)模塊，用來(lái)完成對(duì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前后的異常故障檢測(cè)，如斷相、過(guò)熱、短路、漏電和不平衡負(fù)載等故障，并發(fā)出相應(yīng)的動(dòng)作指令。其特點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用單片機(jī)即可完成，適用于工業(yè)控制。

2溫度檢測(cè)型保護(hù)裝置

雙金屬片溫度繼電器它直接埋入電動(dòng)機(jī)繞組中。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載使繞組溫度升高至接近極限值時(shí)，帶有一觸頭的雙金屬片受熱產(chǎn)生彎曲，使觸點(diǎn)斷開而切斷電路。產(chǎn)品如JW2溫度繼電器。

熱保護(hù)器它是裝在電動(dòng)機(jī)本體上使用的熱動(dòng)式過(guò)載保護(hù)繼電器。與溫度繼電器不同的是帶2個(gè)觸頭的碗形雙金屬片作為觸橋串在電動(dòng)機(jī)回路，既有流過(guò)的過(guò)載電流使其發(fā)熱，又有電動(dòng)機(jī)溫度使其升溫，達(dá)到一定值時(shí)，雙金屬片瞬間反跳動(dòng)作，觸點(diǎn)斷開，分?jǐn)嚯妱?dòng)機(jī)電流。它可作小型三相電動(dòng)機(jī)的溫度、過(guò)載和斷相保護(hù)。產(chǎn)品如sPB、DRB型熱保護(hù)器。

檢測(cè)線圈測(cè)溫電動(dòng)機(jī)定子每相繞組中埋入1-2個(gè)檢測(cè)線圈，由自動(dòng)平衡式溫度計(jì)來(lái)監(jiān)視繞組溫度。

熱敏電阻溫度繼電器它直接埋入電動(dòng)機(jī)繞組中，一旦超過(guò)規(guī)定溫度，其電阻值急劇增大10-1000倍。使用時(shí)，配以電子電路檢測(cè)，然后使繼電器動(dòng)作。產(chǎn)品如JW9系列船用電子溫度繼電器。

保護(hù)裝置與三相交流異步異步電動(dòng)機(jī)的協(xié)調(diào)配合

為了確保異步電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行及對(duì)其進(jìn)行有效的保護(hù)，必須考慮異步電動(dòng)機(jī)與保護(hù)裝置之間的協(xié)調(diào)配合。特別是大容量電網(wǎng)中使用小容量異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，保護(hù)的協(xié)調(diào)配合更為突出。

a.過(guò)載保護(hù)裝置與電動(dòng)機(jī)的協(xié)調(diào)配合

過(guò)載保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)比電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間略長(zhǎng)一點(diǎn)。由附圖可見(jiàn)，電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)裝置的特性只有躲開電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的特性，才能確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)；但其動(dòng)作時(shí)間又不能太長(zhǎng)，其特性只能在電動(dòng)機(jī)熱特性之下才能起到過(guò)載保護(hù)作用。

過(guò)載保護(hù)裝置瞬時(shí)動(dòng)作電流應(yīng)比電動(dòng)機(jī)起動(dòng)沖擊電流略大一點(diǎn)。如有的保護(hù)裝置帶過(guò)載瞬時(shí)動(dòng)作功能，則其動(dòng)作電流應(yīng)比起動(dòng)電流的峰值大一些，才能使電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)。

過(guò)載保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)比導(dǎo)線熱特性小一點(diǎn)，才能起到供電線路后備保護(hù)的功能。

b.過(guò)載保護(hù)裝置與短路保護(hù)裝置的協(xié)調(diào)配合一般過(guò)載保護(hù)裝置不具有分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰?。一旦在運(yùn)行中發(fā)生短路，需要由串聯(lián)在主電路中的短路保護(hù)裝置(如斷路器或熔斷器等)來(lái)切斷電路。若故障電流較小，屬于過(guò)載范圍，則仍應(yīng)由過(guò)載保護(hù)裝置切斷電路。故兩者的動(dòng)作之間應(yīng)有選擇性。短路保護(hù)裝置特性是以熔斷器作代表說(shuō)明的，與過(guò)載保護(hù)特性曲線的交點(diǎn)電流為Ij，若考慮熔斷器特性的分散性，則交點(diǎn)電流有Is及IB兩個(gè)，此時(shí)就要求Is及以下的過(guò)電流應(yīng)由過(guò)載保護(hù)裝置來(lái)切斷電路，Ib及以上直到允許的極限短路電流則由短路保護(hù)裝置來(lái)切斷電路，以滿足選擇性要求。顯然，在Is-IB范圍內(nèi)就很難確保有選擇性．因此要求該范圍應(yīng)盡量小。

結(jié)語(yǔ)

篇3

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)無(wú)功補(bǔ)償諧波

三相交流異步電動(dòng)機(jī)具有一系列優(yōu)點(diǎn)，作為動(dòng)力設(shè)備在各行業(yè)中獲得極廣泛的應(yīng)用，它在運(yùn)行中依靠磁場(chǎng)傳遞進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換來(lái)工作，不僅消耗有功功率，也需要無(wú)功工率。屬感性負(fù)荷，因此功率因數(shù)較低，約為0.76～0.89，一般需要并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償，以提高功率因數(shù)，同時(shí)也提高了端電壓，有利于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。

電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償具有增容、節(jié)能、提高出力等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，目前已得到推廣應(yīng)用，但在推廣中，對(duì)某些可能存在的問(wèn)題(例如諧波的危害等)并沒(méi)給予足夠的重視與研究，現(xiàn)筆者通過(guò)下面實(shí)例說(shuō)明，電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，若條件合適，同樣存在因諧波放大而造成的危害，應(yīng)引起我們的注意。

1概況

我省境內(nèi)某抽水站，安裝運(yùn)行3臺(tái)180kW電動(dòng)機(jī)，由于該站地處電網(wǎng)末端，電壓較低，電機(jī)經(jīng)常起動(dòng)困難，為了提高功率因數(shù)和電壓，用自愈式并聯(lián)電容器(電容器回路中未串聯(lián)電抗器)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，但是當(dāng)電容器接入電網(wǎng)運(yùn)行后，時(shí)間不長(zhǎng)，就出現(xiàn)電容器損壞現(xiàn)象，隨著運(yùn)行時(shí)間增加，損壞的電容器越來(lái)越多，當(dāng)時(shí)，懷疑電容器質(zhì)量不良，就更換了電容器，但更后，仍出現(xiàn)同樣問(wèn)題，有關(guān)方面才懷疑是否存在其他原因，向我們提出咨詢。

我們根據(jù)情況進(jìn)行分析后認(rèn)為，雖然該站地處農(nóng)村，附近沒(méi)有任何諧波源存在，電動(dòng)機(jī)本身一般不作為諧波負(fù)荷處理，也沒(méi)有見(jiàn)到過(guò)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償后發(fā)生諧波危害的報(bào)導(dǎo)，但還是不應(yīng)排除存在諧波危害的可能，應(yīng)先進(jìn)行諧波測(cè)試與分析。

2電動(dòng)機(jī)是產(chǎn)生高次諧波電流的諧波源

為了了解系統(tǒng)諧波情況，在低壓母線上僅有3臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況時(shí)，進(jìn)行了諧波測(cè)試與分析，為便于比較，將測(cè)試數(shù)據(jù)列于表1。

從表1中所列數(shù)據(jù)可以看到，諧波電流以3次及17次為主，根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，進(jìn)行諧波功率計(jì)算后可知，3次諧波功率與基波功率方向相反，而17次諧波功率與基波功率方向相反，由此可判斷3次諧波電流系由電源的3次諧波電壓所產(chǎn)生，而17次諧波電流則由電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生。對(duì)其他各次諧波進(jìn)行計(jì)算，即可知16次等部分諧波電流亦由電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生，因此電動(dòng)機(jī)是產(chǎn)生高次諧波電流的諧波源，17次及其他各次諧波注入電網(wǎng)，使電網(wǎng)電壓波形畸變，其中17次諧波電壓高達(dá)4.727%，超過(guò)了GB／T14549-1993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》中不大于4%的限值，同時(shí)也導(dǎo)致電壓總諧波率達(dá)到5.563%，也超過(guò)了不大于5%的規(guī)定。

3無(wú)功補(bǔ)償裝置投入后產(chǎn)生了諧波放大現(xiàn)象

在低壓母線運(yùn)行著3臺(tái)電動(dòng)機(jī)的工況下投入無(wú)功補(bǔ)償裝置，對(duì)電容器回路進(jìn)行諧波測(cè)試，發(fā)現(xiàn)由于諧波放大，通過(guò)電容器的高次諧波電流很大，表2中列出了測(cè)試數(shù)據(jù)。

從表2中所列數(shù)據(jù)不難看出，無(wú)功補(bǔ)償裝置投運(yùn)后，發(fā)生了嚴(yán)重的諧波放大現(xiàn)象，其中16次與17次諧波電流已分別達(dá)到基波電流的129.2%與237.1%，而自愈式并聯(lián)電容器國(guó)標(biāo)中規(guī)定，包括諧波電流在內(nèi)的允許過(guò)電流為1.3倍額定電流，因此，這時(shí)的諧波電流值是相當(dāng)大的。

同時(shí)，電網(wǎng)的電壓波形畸變加劇，低壓母線電壓的16與17次諧波電壓含有率，分別由電容器投入前的1.886%與4.727%，增大到6.998%與11.34%，母線電壓總畸變率亦由5.563%增大到14.71%，大大超過(guò)諧波國(guó)標(biāo)的有關(guān)限制值，諧波電壓的增大，說(shuō)明注入電網(wǎng)的諧波電流也相應(yīng)增大。

諧波電壓的增大，將直接影響連接于該母線的各種電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，資料表明，電動(dòng)機(jī)在較高的諧波電壓作用下，將發(fā)熱燒壞，壽命縮短。

4電容器早期損壞的原因

4.1畸變的電壓波形使電容器局部放電性能下降

由于諧波的存在，電壓波形發(fā)生畸變，使電壓峰值增高，呈鋸齒狀尖頂波。圖1所示為實(shí)側(cè)的電壓波形。

一些試驗(yàn)表明，尖頂波電壓易在介質(zhì)中誘發(fā)局部放電，而且因電壓變化速率快，引起的局部放電強(qiáng)度也較大，這將對(duì)電容器絕緣介質(zhì)的老化起加速作用。

電容器的局部放電性能一般可用起始放電場(chǎng)強(qiáng)與局放熄滅場(chǎng)強(qiáng)兩個(gè)參數(shù)來(lái)表征，若局放熄滅場(chǎng)強(qiáng)低于工作場(chǎng)強(qiáng)那么由于操作過(guò)電壓所誘發(fā)的局部放電就可能在工作場(chǎng)強(qiáng)下不能熄滅，而形成長(zhǎng)時(shí)間的局部放電。

試驗(yàn)表明，當(dāng)電源電壓含有諧波時(shí)，電容器的局部放電起始電壓和熄滅電壓均相應(yīng)下降，而且當(dāng)諧波含量較大，諧波次數(shù)越高，下降幅值越大。

雖然自愈式并聯(lián)電容器國(guó)標(biāo)中對(duì)局部放電性能未作明確要求，但是局部放電對(duì)絕緣介質(zhì)的影響是客觀存在的，長(zhǎng)時(shí)間的局部放電，必然加速絕緣介質(zhì)的老化，使其自愈性能惡化，最終導(dǎo)致電容器損壞。

4.2嚴(yán)重的諧波過(guò)電流使電容器損耗功率增加，導(dǎo)致電容器異常發(fā)熱

在電容器的標(biāo)準(zhǔn)中，允許通過(guò)電容器的穩(wěn)態(tài)過(guò)電流，應(yīng)不超過(guò)電容器在額定頻率，額定正弦電壓下產(chǎn)生的電流的1.3倍，這個(gè)穩(wěn)態(tài)過(guò)電流是由諧波和過(guò)電壓共同作用的結(jié)果。



在本次測(cè)試中，電壓沒(méi)有超過(guò)額定電壓，故過(guò)電流僅是諧波作用下的結(jié)果，現(xiàn)根據(jù)實(shí)際參數(shù)計(jì)算其過(guò)流情況，根據(jù)測(cè)試時(shí)基波電壓為181.5V（相電壓）諧波電流為基波電流的304.6％，電容器額定電壓400V，三相三角接法，由此可計(jì)算得其穩(wěn)態(tài)過(guò)電流對(duì)額定電流的比值為：

式中：Ie為通過(guò)電容器的穩(wěn)態(tài)過(guò)電流；

Ie1為電容器在額定頻率，額定電壓下產(chǎn)生的電流

過(guò)電流對(duì)電容器的影響主要是熱效應(yīng)，而熱效應(yīng)決定于損耗功率的大小，損耗功率與通過(guò)的電流平方成正比。

根據(jù)電容器允許過(guò)電流條件，可計(jì)算得實(shí)際損耗增加倍率S：

即電容器的實(shí)際損耗功率為允許值的3.76倍，因此，在如此大的損耗功率下，電容器將異常發(fā)熱，必然使其絕緣迅速老化而早期損壞。

5小結(jié)

篇4

1引言

在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程控制中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)起著十分重要的作用，它是自動(dòng)控制系統(tǒng)中不可缺少的組成部分?，F(xiàn)有的國(guó)產(chǎn)大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在著控制手段落后、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、定位精度低、可靠性差等問(wèn)題。而且執(zhí)行機(jī)構(gòu)的全程運(yùn)行速度取決于其電機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)速和其內(nèi)部減速齒輪的減速比，一旦出廠，這一速度固定不可調(diào)整，其通用性較弱。整個(gè)機(jī)構(gòu)缺乏完善的保護(hù)和故障診斷措施以及必要的通信手段，系統(tǒng)的安全性較差，不便與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。鑒于以上原因，采用傳統(tǒng)的大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，可靠性和穩(wěn)定性較差。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)總線等技術(shù)在工業(yè)過(guò)程中的應(yīng)用，這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。筆者設(shè)計(jì)的大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，采用機(jī)電一體化技術(shù)，將閥門、伺服電機(jī)、控制器合為一體，利用異步電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)閥門的開與關(guān)。通過(guò)內(nèi)置變頻器，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)閥門的動(dòng)作速度、精確定位、柔性開關(guān)以及電機(jī)轉(zhuǎn)矩等控制。該電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)省去了用于控制電機(jī)正、反轉(zhuǎn)的接觸器和可控硅換向開關(guān)模件、機(jī)械傳動(dòng)裝置和復(fù)雜、昂貴的控制柜和配電柜，具有動(dòng)作快、保護(hù)較完善、便于和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際運(yùn)行表明，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作穩(wěn)定，性能可靠。

2電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的硬件設(shè)計(jì)及工作原理

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)原理框圖如圖2-1所示。智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)從結(jié)構(gòu)上主要分為控制部分和執(zhí)行驅(qū)動(dòng)部分。

控制部分主要由單片機(jī)、PWM波發(fā)生器、IPM逆變器、A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊、整流模塊、輸入輸出通道、故障檢測(cè)和報(bào)警電路等組成。執(zhí)行驅(qū)動(dòng)部分主要包括三相伺報(bào)電機(jī)和位置傳感器。

系統(tǒng)工作原理：

霍爾電流、電壓傳感器及位置傳感器檢測(cè)到的逆變模塊三相輸出電流、電壓及閥門的位置信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)。單片機(jī)通過(guò)8255控制PWM波發(fā)生器，產(chǎn)生的PWM波經(jīng)光電耦合作用于逆變模塊IPM，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變頻調(diào)速以及閥位控制。逆變模塊工作時(shí)所需要的直流電壓信號(hào)由整流電路對(duì)380V電源進(jìn)行全橋整流得到。

控制系統(tǒng)各功能元件的選型與設(shè)計(jì)：

1)單片機(jī)選用INTEL公司生產(chǎn)的8031單片機(jī)，它主要通過(guò)并行8255口擔(dān)負(fù)控制系統(tǒng)的信號(hào)處理：接收系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)矩、閥門開啟、關(guān)閉及閥門開度等設(shè)定信號(hào)，并提供三相PWM波發(fā)生器所需要的控制信號(hào)；處理IPM發(fā)出的故障信號(hào)和報(bào)警信號(hào)；處理通過(guò)模擬輸入口接收的電流、電壓、位置等檢測(cè)信號(hào)；提供顯示電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)信號(hào)；執(zhí)行控制系統(tǒng)來(lái)的控制信號(hào)，向控制系統(tǒng)反饋信號(hào)；

2)三相PWM波發(fā)生器PWM波的產(chǎn)生通常有模擬和數(shù)字兩種方法。模擬法電路復(fù)雜，有溫漂現(xiàn)象，精度低，限制了系統(tǒng)的性能；數(shù)字法是按照不同的數(shù)字模型用計(jì)算機(jī)算出各切換點(diǎn)，并存入內(nèi)存，然后通過(guò)查表及必要的計(jì)算產(chǎn)生PWM波，這種方法占用的內(nèi)存較大，不能保證系統(tǒng)的精度。為了滿足智能功率模塊所需要的PWM波控制信號(hào)，保證微處理器有足夠的時(shí)間進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)、保護(hù)、控制等功能，文中選用MITEL公司生產(chǎn)的SA8282作為三相PWM發(fā)生器。SA8282是專用大規(guī)模集成電路，具有獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)微處理器接口，芯片內(nèi)部包含了波形、頻率、幅值等控制信息。

3)智能逆變模塊IPM為了滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)體積小，可靠性高的要求，電機(jī)電源采用智能功率模塊IPM。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要適用功率小于5．5kW的三相異步電機(jī)，其額定電壓為380V，功率因數(shù)為0．75。經(jīng)計(jì)算可知，選用日本產(chǎn)的智能功率模塊PM50RSA120可以滿足系統(tǒng)要求。該功率模塊集功率開關(guān)和驅(qū)動(dòng)電路、制動(dòng)電路于一體，并內(nèi)置過(guò)電流、短路、欠電壓和過(guò)熱保護(hù)以及報(bào)警輸出，是一種高性能的功率開關(guān)器件。

4)位置檢測(cè)電路位置檢測(cè)電路是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重要組成部分，它的功能是提供準(zhǔn)確的位置信號(hào)。關(guān)鍵問(wèn)題是位置傳感器的選型。在傳統(tǒng)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中多采用繞線電位器、差動(dòng)變壓器、導(dǎo)電塑料電位器等。繞線電位器壽命短被淘汰。差動(dòng)變壓器由于線性區(qū)太短和溫度特性不理想而受到限制。導(dǎo)電塑料電位器目前較為流行，但它是有觸點(diǎn)的，壽命也不可能很長(zhǎng)，精度也不高。筆者采用的位置傳感器為脈沖數(shù)字式傳感器，這種傳感器是無(wú)觸點(diǎn)的，且具有精度高、無(wú)線性區(qū)限制、穩(wěn)定性高、無(wú)溫度限制等特點(diǎn)。

5)電壓、電流及檢測(cè)檢測(cè)電壓、電流主要是為了計(jì)算電機(jī)的力矩，以及變頻器輸出回路短路、斷相保護(hù)和逆變模塊故障診斷。由于變頻器輸出的電流和電壓的頻率范圍為0～50Hz，采用常規(guī)的電流、電壓互感器無(wú)法滿足要求。為了快速反映出電流的大小，采用霍爾型電流互感器檢測(cè)IPM輸出的三相電流，對(duì)于IPM輸出電壓的檢測(cè)采用分壓電路。如圖2-2所示。

6)通訊接口為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程控制，選用MAX232作為系統(tǒng)的串行通訊接口，MAX232內(nèi)部有兩個(gè)完全相同的電平轉(zhuǎn)換電路，可以把8031串行口輸出的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS－232標(biāo)準(zhǔn)電平，把其它微機(jī)送來(lái)的RS－232標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換成TTL電平給8031，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與其它微機(jī)間的通訊。

7)時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路主要用來(lái)提供采樣與控制周期、速度計(jì)算時(shí)所需要的時(shí)間以及日歷。文中選用時(shí)鐘電路DS12887。DS12887內(nèi)部有114字節(jié)的用戶非易失性RAM，可用來(lái)存入需長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)。

8)液晶顯示單元為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能，選用MGLS12832液晶顯示模塊組成顯示電路。采用組態(tài)顯示方式。通過(guò)菜單選擇，可分別對(duì)閥門、力矩、限位、電機(jī)、通訊和參數(shù)等信號(hào)進(jìn)行設(shè)置或調(diào)試。并采用文字和圖形相結(jié)合的方式，顯示直觀、清晰。

9)程序出格自恢復(fù)電路為了保證在強(qiáng)干擾下程序出格時(shí)系統(tǒng)能夠自動(dòng)地恢復(fù)正常，選用MAX705組成程序出格自恢復(fù)電路，監(jiān)視程序運(yùn)行。如圖2-3所示，該電路由MAX705、與非門及微分電路組成。

工作原理為：一旦程序出格，WDO由高變低，由于微分電路的作用，由“與非”門輸入引腳2變?yōu)楦唠娖剑_2電平的這種變化使“與非”門輸出一個(gè)正脈沖，使單片機(jī)產(chǎn)生一次復(fù)位，復(fù)位結(jié)束后，又由程序通過(guò)P1．0口向MAX705的WDI引腳發(fā)正脈沖，使WDO引腳回到高電平，程序出格自恢復(fù)電路繼續(xù)監(jiān)視程序運(yùn)行。閥位及速度控制原理

閥位及速度控制原理框圖如圖3-1所示。

采用雙環(huán)控制方案，其中內(nèi)環(huán)為速度環(huán)，外環(huán)為位置環(huán)。速度環(huán)主要將當(dāng)前速度與速度給定發(fā)生器送來(lái)的設(shè)定速度相比較，通過(guò)速度調(diào)節(jié)器改變PWM波發(fā)生器載波頻率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。速度調(diào)節(jié)器采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法(具體內(nèi)容另文敘述)。

外環(huán)主要根據(jù)當(dāng)前位置速度的設(shè)定，通過(guò)速度給定發(fā)生器向內(nèi)環(huán)提供速度的設(shè)定值。由于大流量閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過(guò)程中存在加速、勻速、減速等階段。各階段的時(shí)間長(zhǎng)短、加速度的大小、在何位置開始勻速或減速均與給定位置、當(dāng)前位置以及運(yùn)行速度有關(guān)。速度給定發(fā)生器的工作原理為：通過(guò)比較實(shí)際閥位與給定閥位，當(dāng)二者不相等時(shí)，以恒定加速度加速，減速點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前速度、閥位值、閥位給定值的大小計(jì)算得來(lái)。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)各階段運(yùn)行速度的計(jì)算原理

圖3-2為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的典型運(yùn)行速度圖，它由若干段變化速率不同的折線組成。將曲線上速率開始發(fā)生改變的那一點(diǎn)稱為起始段點(diǎn)，相應(yīng)的時(shí)間稱為段起始時(shí)間，如圖3-2中的t(i)(i＝0，1，2，……)，相應(yīng)的速度稱為段起始速度，如圖3-2所示v(i)(i＝0，1，2，…)。

設(shè)第i段速度的變化速率為ki，則有：

式中：Δv為兩段點(diǎn)之間的速度變化值，Δv＝vi＋1－vi；

Δt為兩段之間的時(shí)間，Δt＝ti＋1－ti。

顯然，當(dāng)ki＝0時(shí)為恒速段，ki＞0時(shí)為升速段，ki＜0時(shí)為減速段。任意時(shí)刻的速度給定值為：

Ts為采樣周期。

變化速率ki的取值由給定位置、當(dāng)前位置以及運(yùn)行速度的大小確定。

4關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的解決

該電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用了最新的變頻調(diào)速技術(shù)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率小于5．5kW。用戶可根據(jù)需要設(shè)定力矩特性，根據(jù)控制的閥設(shè)定速度，速度分多轉(zhuǎn)式、直行程、角行程3種方式?？刂葡到y(tǒng)由閥位給定和閥位反饋信號(hào)構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)，控制特性視運(yùn)行方式、速度而定，并具有自動(dòng)過(guò)流保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、超壓、欠壓、過(guò)熱、缺相、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能。

該執(zhí)行機(jī)構(gòu)解決的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題主要有：

1)閥門柔性開關(guān)柔性開關(guān)主要是為了當(dāng)閥關(guān)閉或全開時(shí)，保證閥門不卡死與損傷。執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部的微處理器根據(jù)測(cè)得的變頻器輸出電壓和電流，通過(guò)精確計(jì)算，得出其輸出力矩。一旦輸出力矩達(dá)到或大于設(shè)定的力矩，自動(dòng)降低速度，以避免閥門內(nèi)部過(guò)度的撞擊，從而達(dá)到最優(yōu)關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)過(guò)力矩保護(hù)。

2)閥位的極限位置判斷閥位的極限位置是指全開和全關(guān)位置。在傳統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，該位置的檢測(cè)是通過(guò)機(jī)械式限位開關(guān)獲得的。機(jī)械式限位開關(guān)精度低，在運(yùn)行中易松動(dòng)，可靠性差。在文中，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)極限位置通過(guò)檢測(cè)位置信號(hào)的增量獲得。其原理是，單片機(jī)將本次檢測(cè)的位置信號(hào)與上次檢測(cè)的信號(hào)相比較，如果未發(fā)生變化或變化較小，即認(rèn)為己達(dá)到極限位置，立即切斷異步電機(jī)的供電電源，保證閥門的安全關(guān)閉或全開。省去了機(jī)械式限位開關(guān)，無(wú)需在調(diào)試時(shí)對(duì)其進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)整。

3)電機(jī)保護(hù)的實(shí)現(xiàn)為了防止電機(jī)因過(guò)熱而燒毀，單片機(jī)通過(guò)溫度傳感器連續(xù)檢測(cè)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行溫度，如果溫度傳感器檢測(cè)到電機(jī)溫度過(guò)高，自動(dòng)切斷供電電源。溫度傳感器內(nèi)置于電機(jī)內(nèi)部。

4)準(zhǔn)確定位傳統(tǒng)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在異步電機(jī)通電后會(huì)很快達(dá)到其額定動(dòng)作速度，當(dāng)接近停止位置時(shí)，電機(jī)斷電后，由于機(jī)械慣性，其閥門不可能立即停下來(lái)，會(huì)出現(xiàn)不同程度的超程，這一超程通常采用控制電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)校正。機(jī)電一體化的大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)當(dāng)前位置與給定位置的差值以及運(yùn)行速度的大小超前確定減速點(diǎn)的位置及減速段變化速率ki，使閥門在較低的速度下實(shí)現(xiàn)精確的微調(diào)和定位，從而將超程降到最低。

5)模擬信號(hào)的隔離。

對(duì)于變頻器的直流電壓以及輸出的三相電壓，它們之間的地址不一致，存在著較高的共模電壓，為了保證系統(tǒng)的安全性，必須將它們彼此相互隔離。采用LM358和4N25組成了隔離線性放大電路。如圖4-1所示，采用±15V和±12V兩組獨(dú)立的正負(fù)電源。若運(yùn)放A的反相端電位由于擾動(dòng)而正向偏離虛地，則運(yùn)放A輸出端的電位將降低，因而光電耦合器的發(fā)光強(qiáng)度將增強(qiáng)，則使其集射極電壓減小，最后使運(yùn)放A反相端的電位降低，回到正常狀態(tài)。若A的反相端電位負(fù)向偏離虛地，也可以重回到正常狀態(tài)。從而增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾性。

5結(jié)束語(yǔ)

該執(zhí)行機(jī)構(gòu)集微機(jī)技術(shù)和執(zhí)行器技術(shù)于一體，是一種新型的終端控制單元，其電機(jī)是通過(guò)內(nèi)部集成的一體化變頻器來(lái)控制，因此，同一臺(tái)智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以在一定范圍內(nèi)具有不同的運(yùn)行速度和關(guān)斷力矩。該智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用了液晶顯示技術(shù)，它利用內(nèi)置的液晶顯示板，不僅可以顯示閥門的開、關(guān)狀態(tài)和正常運(yùn)行時(shí)閥門的開度，還可以通過(guò)菜單選擇運(yùn)行參數(shù)設(shè)定，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能顯示出故障信息。總之，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)集測(cè)量、決斷、執(zhí)行3種功能于一體，順應(yīng)了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，它的研制成功給電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的研究開發(fā)提供了新的思路。

參考文獻(xiàn)

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篇5

（1）滾筒體的三維模型本文設(shè)計(jì)的滾筒體直徑D=630mm，滾筒體長(zhǎng)度L=1800mm。由于設(shè)計(jì)的滾筒體直徑較大，因此選取厚度為16mm。滾筒體采用Q235A型鋼板焊接而成，彈性模量2.1×105MPa，泊松比μ=0.3，密度為77kg/m3，其許用應(yīng)力為65MPa。根據(jù)以上設(shè)計(jì)參數(shù)，使用三維軟件SolidWorks建立外裝式電動(dòng)滾筒滾筒體的三維實(shí)體模型。最終完成電動(dòng)滾筒滾筒體三維實(shí)體模型。

（2）滾筒體有限元模型的邊界條件有限元分析中的邊界條件分為力約束和位移約束。本文只對(duì)滾筒體進(jìn)行模態(tài)分析，所以只有位移約束。電動(dòng)滾筒滾筒體可以沿著軸向旋轉(zhuǎn)（繞著軸旋轉(zhuǎn)），定義的約束必須要限制滾筒體其他5個(gè)自由度。所以要在2個(gè)端蓋的軸孔內(nèi)表面設(shè)置鉸鏈約束，約束它3個(gè)方向的平動(dòng)和2個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。

（3）滾筒體的網(wǎng)格劃分SolidWorksSimulation提供了3種網(wǎng)格劃分方式：四面體實(shí)體單元、三角形殼體單元和混合網(wǎng)格，本文采用三角形殼體單元作為劃分單元。整個(gè)滾筒體模型共生成15623個(gè)節(jié)點(diǎn)，劃分為13682個(gè)單元如圖3所示。

（4）滾筒體的模態(tài)分析模態(tài)分析用于分析結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性，即確定結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型。SolidWorksSimulation是一款基于有限元技術(shù)的設(shè)計(jì)分析軟件，可以進(jìn)行模態(tài)分析。由有限元法進(jìn)行求解分析，得到滾筒體的前5階固有振動(dòng)頻率和振型圖如圖4所示。其中第1階模態(tài)頻率0.0024595Hz是剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)模態(tài)，沒(méi)有實(shí)際參考意義；第2階模態(tài)頻率1369Hz，節(jié)點(diǎn)最大變形位移214.7mm，振型為扭曲形式；第3階模態(tài)頻率2043.1Hz,節(jié)點(diǎn)最大變形位移245.3mm，振型為彎曲形式；第4階模態(tài)頻率2043.9Hz，節(jié)點(diǎn)最大變形位移246.1mm，振型為彎曲形式；第5階模態(tài)頻率2048Hz，節(jié)點(diǎn)最大變形位移383.2mm，振型為彎曲形式。由振型圖可以看出，隨著頻率的增加，滾筒體以彎曲振動(dòng)為主且變形越來(lái)越大，最危險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)的變形位移也越來(lái)越大且總是在滾筒體的中心位置。在設(shè)計(jì)筒體時(shí)，可以通過(guò)加厚筒體或改善支承條件來(lái)抑制其變形。

在一定輸入轉(zhuǎn)速條件下，各齒輪的齒數(shù)決定了齒輪的嚙合頻率。設(shè)計(jì)滾筒內(nèi)部的封閉行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，確定各齒輪齒數(shù)及其他參數(shù)，要避開滾筒體的振動(dòng)頻率，以免發(fā)生共振。

2結(jié)語(yǔ)

篇6

關(guān)鍵詞：高壓斷路器電氣機(jī)械聯(lián)動(dòng)可靠性比較

1引言

高壓斷路器在電力系統(tǒng)中起控制和保護(hù)作用，其性能的可靠與否關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。為降低非全相分合閘情況出現(xiàn)，有的場(chǎng)所需要用三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)。有的用戶更直觀地判斷三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)斷路器可靠性遠(yuǎn)大于電氣聯(lián)動(dòng)的斷路器，但實(shí)際情況卻需要具體分析。

2斷路器故障概率統(tǒng)計(jì)

據(jù)CIGRE于1988～1991年對(duì)1978～1991年投運(yùn)的66kV及以上單壓式SF6斷路器進(jìn)行的可靠性調(diào)查，共70708臺(tái)年，因操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障造成的失效占總失效數(shù)的64.8%，其中二次電氣控制和輔助回路故障占21%，操動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械故障占43.8%。

1989～1997年全國(guó)電力系統(tǒng)110、220、330kV和500kVSF6，斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)部分故障統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。操動(dòng)機(jī)構(gòu)包括2個(gè)部分，一是機(jī)械傳動(dòng)部分；二是包括控制機(jī)械部分合、分操作的控制回路和輔助回路，如接線端子、接觸器、輔助開關(guān)、分合閘線圈、微動(dòng)開關(guān)、馬達(dá)、氣體繼電器等二次元件。共統(tǒng)計(jì)故障458次，機(jī)構(gòu)故障304次。

表11989～1997年全國(guó)電力系統(tǒng)110、220、330kV和500kVSF6斷路器操作機(jī)構(gòu)部分故障統(tǒng)計(jì)

上述統(tǒng)計(jì)資料表明，目前斷路器主要故障為操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障，且機(jī)械故障占有較大比例。

CIGRE報(bào)告WGl3.06，故障按操動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型來(lái)劃分的情況見(jiàn)表2。

表2不同操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障情況表

從中可以看出彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于液壓及氣動(dòng)機(jī)構(gòu)，其可靠性相對(duì)較高。為避免機(jī)構(gòu)類型不同對(duì)分析結(jié)果的影響，本文均選用彈簧機(jī)構(gòu)的SF6高壓斷路器。

3電氣聯(lián)動(dòng)與機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)故障率分析

3.1電氣及機(jī)械聯(lián)動(dòng)

三相電氣聯(lián)動(dòng)的高壓斷路器一般采用三個(gè)獨(dú)立操動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)匯控箱使機(jī)構(gòu)之間通過(guò)電氣聯(lián)接來(lái)實(shí)現(xiàn)三相聯(lián)動(dòng)，各相機(jī)構(gòu)傳動(dòng)輸出軸直接與極柱相連；在保護(hù)裝置上，采用三相位置不一致繼電器啟動(dòng)跳閘。

三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)的高壓斷路器—般采用一個(gè)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，斷路器三個(gè)極柱與操動(dòng)機(jī)構(gòu)之間通過(guò)操作桿聯(lián)接。

按SDJ5-85《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》，屋外配電裝置的相間距離不低于該規(guī)程中A2的要求，即110J、220J、330J、500J分別為1000mm、2000mm、2800mm、4300mm。

3.2故障可能性分析

對(duì)三相電氣、機(jī)械聯(lián)動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障發(fā)生的可能性，按表3進(jìn)行分析。

表3發(fā)生重大事故的可能性

注：(*)彈簧機(jī)構(gòu)和極柱之間為直接連接

對(duì)絕緣擊穿和斷路器無(wú)法開斷或操作這兩種故障，電氣或機(jī)械聯(lián)動(dòng)聽發(fā)生的機(jī)率應(yīng)是相同的。區(qū)別在于彈簧機(jī)構(gòu)內(nèi)部的機(jī)械故障的不同以及彈簧機(jī)構(gòu)與本體之間的機(jī)械故障的不同，即表中的P3和P50。

3.3故障分析

3.3.1機(jī)構(gòu)與本體之間出現(xiàn)故障的可能

與電氣聯(lián)動(dòng)相比，機(jī)械聯(lián)動(dòng)的斷路器安裝要困難得多。它需要在三極之間進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)整，才能確保三極之間的機(jī)械聯(lián)接在允許誤差范圍之內(nèi)并保證其同期性。一般情況下，由于現(xiàn)場(chǎng)施工條件比較簡(jiǎn)陋，斷路器基礎(chǔ)及支架尺寸也會(huì)有偏差，再加上施工人員技術(shù)素質(zhì)不同，很難滿足安裝的要求。從表1中也可以看出，機(jī)械部分變形損壞在機(jī)構(gòu)部分故障中所占的比例達(dá)到23%，如果扣除液壓和氣動(dòng)機(jī)構(gòu)類型的影響，這種比例會(huì)更大，這也間接反映了現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試難度加大，會(huì)造成運(yùn)行后故障的增多。電氣聯(lián)動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)由于機(jī)構(gòu)與斷路器極柱直接連接，出現(xiàn)該故障的機(jī)率就少多了。

其次，對(duì)于機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，各極上的力和能量的傳遞是不一樣的，離機(jī)構(gòu)最近的一極將承受比較大的機(jī)械應(yīng)力；各極之間的振動(dòng)也不一樣，離機(jī)構(gòu)最近的一極，其振動(dòng)程度最嚴(yán)重。此外，由于大氣溫度的變化，金屬會(huì)熱脹冷縮，連桿長(zhǎng)度的變化會(huì)使斷路器的分合閘時(shí)的位置發(fā)生改變，而這種改變的后果是嚴(yán)重的。

最后，機(jī)械連桿內(nèi)部的應(yīng)力會(huì)隨著相間距離的變化而增大。一般與dA成正比(1≤A≤2)。線性變形時(shí)(如變形或伸長(zhǎng))，A=1；非線性變形時(shí)(如：膨脹)，A=2。試驗(yàn)表明，當(dāng)相間距離小于2.5m時(shí)，應(yīng)力還處在可接受的范圍內(nèi)。但是，當(dāng)相間距離超過(guò)2.5m時(shí)，應(yīng)力和變形就會(huì)對(duì)斷路器的可靠性和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。并且，由于SF6斷路器開距要遠(yuǎn)小于少油斷路器，因此機(jī)械傳動(dòng)上的微小差異，即對(duì)斷路器性能造成很大影響。這也是世界上所有斷路器制造商為什么不愿意生產(chǎn)300kv及以上的三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)斷路器最重要的原因之一。

3.3.2機(jī)構(gòu)本身故障可能性

從表2可以看出，彈簧機(jī)構(gòu)斷路器的故障次數(shù)要遠(yuǎn)低于液壓和氣動(dòng)機(jī)構(gòu)斷路器的故障次數(shù)。但三相聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)與電氣聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，前者所需操作功比后者要大的多，產(chǎn)生的應(yīng)力和振動(dòng)就大，對(duì)機(jī)構(gòu)的破壞就大。當(dāng)然，對(duì)各制造商來(lái)說(shuō)，其產(chǎn)品性能與其制造質(zhì)量、工藝水平有很大關(guān)系，用戶可以選用年平均故障率低、質(zhì)量可靠的制造商的產(chǎn)品以降低故障率，但總的說(shuō)三相聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)故障率P4遠(yuǎn)大于電氣聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)故障率P3。

4小結(jié)

三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)故障率大于三相電氣聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在沒(méi)有特殊要求的情況下，應(yīng)盡可能選用電氣聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器；1l0kV及以下斷路器相間距離一般小于2000mm，采用三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)的方式比較適宜；220kV及以上斷路器，相間距離一般為3000～4000mm，采用三相電氣聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較適宜。

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篇7

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，任何移動(dòng)節(jié)點(diǎn)都可以與IP核心網(wǎng)進(jìn)行無(wú)縫的連接，從而形成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。就目前來(lái)看，數(shù)據(jù)連接的方法多種多樣，如：WLAN、藍(lán)牙和GSM等。其中在移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，移動(dòng)IP技術(shù)最為關(guān)鍵。移動(dòng)IP一般包括移動(dòng)節(jié)點(diǎn)、歸屬和外埠，其中歸屬和外埠又稱為本地與外地，統(tǒng)稱為移動(dòng)。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)（mobilenode）指的是在移動(dòng)環(huán)境下工作的一些安有移動(dòng)信息接收和無(wú)線網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)通訊設(shè)備，由此這些設(shè)備具備了移動(dòng)通訊和無(wú)線通訊的功能。簡(jiǎn)單點(diǎn)的說(shuō)，就是這些設(shè)備具有了長(zhǎng)久IP地址的移動(dòng)終端。歸屬（homeagent）又稱作本地，也就是說(shuō)這是在本地鏈路上的路由器。同理，外埠（foreignagent）又稱外地，就是在外部鏈路上的路由器。移動(dòng)IP的原理如下：首先移動(dòng)節(jié)點(diǎn)歸屬是信息的入口，相比較而言，外埠就是信息的出口。一般先經(jīng)過(guò)歸屬進(jìn)行數(shù)據(jù)包的封裝，然后傳達(dá)給外埠。當(dāng)外埠接收到數(shù)據(jù)包之后，進(jìn)行數(shù)據(jù)的解開并將其傳遞給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)包在隧道內(nèi)時(shí)，路由環(huán)會(huì)將它重新放回到隧道的入口處。由此，需要在數(shù)據(jù)包上加封IP的報(bào)頭。一旦歸屬將廣播包傳遞到了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)那里，就需要對(duì)其進(jìn)行重新封裝。值得注意的是，歸屬向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳送時(shí)的本地地址是里層隧道，相反的，歸屬往移動(dòng)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)交時(shí)的地址是外層隧道。當(dāng)解封的IP報(bào)頭獲得得到了數(shù)據(jù)之后，就會(huì)報(bào)告移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，綜上，這就是節(jié)點(diǎn)向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的全過(guò)程。

2移動(dòng)通訊中移動(dòng)IP節(jié)點(diǎn)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

2.1移動(dòng)IP節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵技術(shù)

在移動(dòng)通訊中，移動(dòng)IP節(jié)點(diǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的需要依靠的技術(shù)有很多，其中關(guān)鍵的技術(shù)就是隧道技術(shù)（Tunneling）。隧道技術(shù)的種類包括IP的IP封裝、IP的最小封裝和通用路由封裝。RFC2004是這樣定義IP的最小封裝的：IP的最小封裝是一種可以選擇的隧道，其主要目的是為了能夠減少實(shí)現(xiàn)隧道所需要的額外字節(jié)數(shù)，這個(gè)過(guò)程需要去掉IP的IP封裝中的內(nèi)層IP報(bào)頭和外層IP的報(bào)頭的冗余部分才能實(shí)現(xiàn)。

2.2移動(dòng)IP節(jié)點(diǎn)的工作過(guò)程

通常情況下，移動(dòng)IP的工作過(guò)程分為三個(gè)階段：發(fā)現(xiàn)、注冊(cè)和數(shù)據(jù)包傳送。在發(fā)現(xiàn)階段主要是由本地和外地進(jìn)行周期性地廣播消息，這樣鏈路上的所有節(jié)點(diǎn)才能夠接收到這個(gè)消息，并對(duì)其進(jìn)行檢查且決定它的連接方式是本地鏈路還是漫游鏈路。一般情況下，如果是漫游鏈路，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)就可以從廣播消息中得到需要轉(zhuǎn)交的地址。與此同時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)依據(jù)IP報(bào)頭來(lái)由此判斷自己所處的位置，如果原IP地址的網(wǎng)絡(luò)前綴和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的本地地址的網(wǎng)絡(luò)前綴相同，那么就可以確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)處于本地鏈路上。由此，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)從廣播消息中得到ICMP路由器廣播部分的生存區(qū)域，并由這個(gè)階段去通知移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從同一個(gè)處接收到一個(gè)廣播的平均時(shí)間。

2.3移動(dòng)IP節(jié)點(diǎn)的工作方式

移動(dòng)IP節(jié)點(diǎn)主要有5個(gè)方面的基本工作方式，包括搜索、注冊(cè)、注銷、接受和發(fā)送數(shù)據(jù)包，接下來(lái)將對(duì)這五個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的分析。

2.2.1搜索

搜索是指在保證移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能夠正常運(yùn)作的前提下，采用搜索的方式進(jìn)行移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的尋找，從而能夠得出自己所在的位置。移動(dòng)IP節(jié)點(diǎn)在這個(gè)過(guò)程中完成三個(gè)功能：首先是分析出自己當(dāng)前的位置是位于本地鏈路上還是外地鏈路上；其次，檢查自己是否已經(jīng)切換到了鏈路上；最后，如果自己已經(jīng)位于外地鏈路上了，就可以獲取外地鏈路上的轉(zhuǎn)交地址。一般來(lái)說(shuō)，在這個(gè)過(guò)程中需要由搜索完成兩條簡(jiǎn)單的消息，分別是廣播消息和請(qǐng)求消息。通常，本地會(huì)通過(guò)廣播消息來(lái)進(jìn)行移動(dòng)節(jié)點(diǎn)功能的宣布，即當(dāng)節(jié)點(diǎn)處于鏈路上時(shí)，才能夠成為本地的服務(wù)器，從而廣播消息，確定鏈路是否存在。這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)兩種結(jié)果，當(dāng)存在，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)就可以在廣播消息時(shí)獲得本地服務(wù)器的地址，相反的，當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)不能夠廣播消息時(shí)，才可以發(fā)送請(qǐng)求消息。由于請(qǐng)求消息希望能夠發(fā)送廣播消息，在一定的時(shí)間內(nèi)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)就會(huì)通過(guò)轉(zhuǎn)換鏈路來(lái)發(fā)送廣播。由此，這種請(qǐng)求消息的選擇是十分必要的。

2.2.2注冊(cè)、注銷制度

當(dāng)完成搜索過(guò)程之后，才可以進(jìn)行移動(dòng)IP的注冊(cè)。這時(shí)，雖然移動(dòng)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)明確了自己的位置，但是注冊(cè)是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。一般來(lái)說(shuō)，注冊(cè)的時(shí)間比較長(zhǎng)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)卻不能移動(dòng)自己的位置，而且當(dāng)注冊(cè)過(guò)期時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)需要重新進(jìn)行注冊(cè)。注冊(cè)的過(guò)程是要先將從外地鏈路上獲得的轉(zhuǎn)交地址移交給歸屬，使得過(guò)期的注冊(cè)重新生效，然后等到重新回到本地鏈路上時(shí)，就可以進(jìn)行注銷操作了。

2.2.3傳遞數(shù)據(jù)包的選路

篇8

1.1變電站電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀。電氣自動(dòng)化技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)、信號(hào)處理以及電子通信等技術(shù)，對(duì)變電站二次側(cè)的電氣設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，這種自動(dòng)監(jiān)測(cè)可以實(shí)時(shí)的反映變電站電氣設(shè)備的運(yùn)行情況，當(dāng)系統(tǒng)故障時(shí)可以及時(shí)的發(fā)出故障信號(hào)，工作人員可以在第一時(shí)間準(zhǔn)確地對(duì)故障進(jìn)行處理，從而保證變電站安全可靠的運(yùn)行。變電站自動(dòng)化技術(shù)還可以提供原始數(shù)據(jù)幫助工作人員對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行檢修和維護(hù)。電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)變電站的安全運(yùn)行具有非常重要的作用，所以電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。

1.2變電站電氣自動(dòng)化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是非常迅速的，數(shù)字化已成為現(xiàn)實(shí)，變電站電氣自動(dòng)化技術(shù)也將迎來(lái)新的局面。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和完善，與電氣自動(dòng)化技術(shù)的融合一定會(huì)在不久的將來(lái)實(shí)現(xiàn)，有了這些高端科學(xué)技術(shù)的融入，電氣自動(dòng)化技術(shù)一定具有大幅度水平的提高。這樣就可以更加科學(xué)合理的對(duì)變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃，同時(shí)也可以大大提高變電站運(yùn)行的自動(dòng)化水平，從而使變電站系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)能夠快速的自動(dòng)處理各種問(wèn)題，使變電站的運(yùn)行更為有效和安全。

2電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用

2.1電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)?，F(xiàn)如今計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了相當(dāng)高的水平，社會(huì)各行各業(yè)都必須要用到計(jì)算機(jī)技術(shù)。計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)變電站運(yùn)行具有非常重要的作用，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站系統(tǒng)內(nèi)各電氣設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)控、監(jiān)測(cè)，有利于提高變電站運(yùn)行的安全性。通過(guò)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的融合，電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于變電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以有效的擴(kuò)大變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的范圍。與此同時(shí)，還可以及時(shí)地對(duì)變電站運(yùn)行中出現(xiàn)的各種問(wèn)題和故障做出相應(yīng)的處理。

2.2電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于變電站中等電位連接。等電位連接就是將電氣結(jié)構(gòu)中，相適應(yīng)的電氣設(shè)備間的導(dǎo)電部位進(jìn)行連接，這樣做可以保證變電站運(yùn)行時(shí)電源充足。等電位連接對(duì)于變電站的運(yùn)行、維護(hù)的安全性具有重要的作用，它可以有效避免變電安全問(wèn)題。所以將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到變電站等電位連接非常重要。

2.3電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于變電站計(jì)算機(jī)保護(hù)。電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于變電站中的一個(gè)主要的功能是計(jì)算機(jī)保護(hù)功能。各電氣設(shè)備通過(guò)信號(hào)處理技術(shù)，將各自運(yùn)行的狀態(tài)信息通過(guò)通信技術(shù)傳遞給計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)變電站中的電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和保護(hù)，可以保護(hù)變壓器、線路等。當(dāng)變電站運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)，計(jì)算機(jī)對(duì)接收到的故障信息進(jìn)行分析，并發(fā)出相應(yīng)的故障處理命令，由相應(yīng)的電氣設(shè)備執(zhí)行命令，處理故障。這樣就起到了很好的保護(hù)作用，所以將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到變電站計(jì)算機(jī)保護(hù)中是至關(guān)重要的，可以很大程度上提高變電站運(yùn)行的安全性。

2.4電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于變電站自行診斷。變電站的自行診斷功能是以電氣自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)等為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)變電站各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析對(duì)比，迅速找到故障點(diǎn)，并及時(shí)自行修復(fù)故障。電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于變電站自行診斷不僅可以降低發(fā)生故障的概率，減少了工作人員的工作量，還可以有效提高變電站系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

2.5電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于變電站數(shù)據(jù)的采集和處理。變電站的數(shù)據(jù)采集是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié)，是電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于變電站的主要表現(xiàn)。變電站運(yùn)行中的數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)是變電站運(yùn)行數(shù)據(jù)的基本形式，可以表現(xiàn)變電站運(yùn)行的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，比如脈沖數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等。變電站的數(shù)據(jù)處理指的是對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析對(duì)比，來(lái)發(fā)出處理命令，比如對(duì)故障跳閘的處理、斷路器狀態(tài)的處理、故障警告的處理和隔離開關(guān)的狀態(tài)處理等。電氣自動(dòng)化技術(shù)中的光電隔離方式和通信方式是采集和處理數(shù)據(jù)的主要方式。

2.6電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于變電站記錄故障數(shù)據(jù)。電氣自動(dòng)化技術(shù)的另一個(gè)重要功能是記錄設(shè)備的故障數(shù)據(jù)，記錄設(shè)備的故障數(shù)據(jù)主要是為了監(jiān)控系統(tǒng)分析故障。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，記錄下當(dāng)時(shí)的開關(guān)閉合閘狀態(tài)和相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作的狀態(tài)。通過(guò)對(duì)故障時(shí)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析，可以在以后的檢修和維護(hù)工作中做出正確的改進(jìn)。

篇9

1.1發(fā)電效率明顯提升

社會(huì)的不斷發(fā)展以及人們對(duì)生產(chǎn)及生活要求的不斷提高，就導(dǎo)致了對(duì)電能的需求量會(huì)逐漸的增加，這為我國(guó)的火力發(fā)電工作帶來(lái)了一定挑戰(zhàn)，提高火力發(fā)電效率已經(jīng)成為社會(huì)各界共同關(guān)注的問(wèn)題。而原有傳統(tǒng)的火力發(fā)電設(shè)備多數(shù)都需要較多的人員進(jìn)行實(shí)際操作及控制，工作效率低，而將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于火力發(fā)電，可以使火力發(fā)電實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，提高發(fā)電效率及電能產(chǎn)昌，更好滿足社會(huì)需求。

1.2發(fā)電成本顯著降低

用于火力發(fā)電的原材料通常都是煤炭及石油等可燃原料，原有的火力發(fā)電技術(shù)存在諸多問(wèn)題，使得原材料的燃燒率不高，不能夠充分燃燒而釋放出全部的能量，這使得發(fā)電效果平平，投入了較多的原料卻沒(méi)有得到預(yù)期的電量，也就增加了發(fā)電成本。而將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到火力發(fā)電中，就可以對(duì)各種燃燒方法進(jìn)行自動(dòng)化控制，從而實(shí)現(xiàn)燃料的充分燃燒，使得燃料的浪費(fèi)率大為降低，也就相應(yīng)的節(jié)約了發(fā)電成本。

1.3資源得到最優(yōu)化配置

在火力發(fā)電的過(guò)程中，所需要的是所有的資源是否能夠全面合理的得以有效的利用，其結(jié)果對(duì)于電廠的發(fā)電效率有著直接的影響，過(guò)去較為滯后的發(fā)電技術(shù)，對(duì)于電力設(shè)備和原材料以及工作人員都沒(méi)有進(jìn)行更好更全面的加以利用，人員和原材料的浪費(fèi)，設(shè)備發(fā)生了故障沒(méi)有得到及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和維護(hù)，對(duì)于火力發(fā)電在一定程度上都造成了損失。然而，自從電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)之后，對(duì)于設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的障礙，能夠得以有效的及早發(fā)現(xiàn)，在操作模式方面可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)操作，時(shí)期資源在使用的過(guò)程中，能夠?qū)⑵渥畲蟮目衫脙r(jià)值給予充分發(fā)揮。

2火力發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)的可行性和必要性

電氣自動(dòng)化技術(shù)自誕生以來(lái)，在各行各業(yè)中都取得了十分驕人的應(yīng)用成績(jī)，其在數(shù)據(jù)采集及管理、運(yùn)行控制等多個(gè)方面都取得了不錯(cuò)的效果。在火力發(fā)電系統(tǒng)中運(yùn)用了電氣自動(dòng)化技術(shù)在對(duì)交流電進(jìn)行采樣、測(cè)量和監(jiān)控的同時(shí)，還可以在新型計(jì)算機(jī)技術(shù)的協(xié)助下與工業(yè)輸電之間的電網(wǎng)進(jìn)行創(chuàng)新性和性能性革新?；鹆Πl(fā)電廠原來(lái)使用的火力發(fā)電技術(shù)中各系統(tǒng)與集散控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳送量有限，加上工作人員無(wú)法周全的觀察到所有的參數(shù)信息變化，這就導(dǎo)致了整個(gè)發(fā)電運(yùn)行系統(tǒng)我們所能掌握的信息量較少，而且也導(dǎo)致了電力操作人員的操作內(nèi)容不輕松和不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)運(yùn)行裝置系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，無(wú)法把握故障的發(fā)生。但是，對(duì)于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的火力發(fā)電，電力設(shè)備的自動(dòng)化水平顯著提高，在建立的火力發(fā)電的通信網(wǎng)絡(luò)上傳送的數(shù)據(jù)信號(hào)明顯增多數(shù)倍。對(duì)于電力操作人員來(lái)說(shuō)，很大程度上降低了操作難度和發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障的難度。

3電氣自動(dòng)化在火力發(fā)電系統(tǒng)中各方面的應(yīng)用實(shí)例

3.1實(shí)現(xiàn)爐機(jī)組一體化

在火力發(fā)電中運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，就實(shí)現(xiàn)了火力發(fā)電廠的機(jī)、爐、電運(yùn)行系統(tǒng)一體化的目標(biāo)。這樣整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和運(yùn)行信息就靠機(jī)、電、爐這個(gè)一體來(lái)監(jiān)控運(yùn)行和匯總分析。這樣的一體化就更大的實(shí)現(xiàn)了火電機(jī)組的潛力，并且縮小了控制層的規(guī)模，簡(jiǎn)化了發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，因此，也更大程度的降低了發(fā)電的生產(chǎn)成本。另一方面，爐機(jī)組這一統(tǒng)一單元實(shí)現(xiàn)了火力發(fā)電信息采集的便利化，更能提高火力發(fā)電廠的電廠信息管理系統(tǒng)的工作效率，統(tǒng)一了電網(wǎng)的運(yùn)行和管理，提高了電網(wǎng)的工作效率，使電網(wǎng)保持在最優(yōu)化的運(yùn)行狀態(tài)。

3.2實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)化檢測(cè)

我國(guó)火力發(fā)電廠傳統(tǒng)的系統(tǒng)控制及保護(hù)功能等只局限于電力運(yùn)行系統(tǒng)內(nèi)，是為了電力運(yùn)行超過(guò)一定限定數(shù)值后，便會(huì)出現(xiàn)跳閘及報(bào)警的現(xiàn)象。但是現(xiàn)代化的電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電力運(yùn)行系統(tǒng)的有效控制，其不僅可以完成對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)控及診斷檢測(cè)工作，同時(shí)還能夠提前預(yù)測(cè)出可能發(fā)生的安全事故等，不是等到事故真的發(fā)生了現(xiàn)進(jìn)行報(bào)警等，這樣的工作方式有效的避免了電力安全事故的發(fā)生，降低了發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)損失。

3.3實(shí)現(xiàn)了通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建

在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的成功運(yùn)行中，通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建起著至關(guān)重要的作用。通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了辦公室自動(dòng)化到整個(gè)系統(tǒng)的電氣設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)自動(dòng)化，完成了電廠的管理人員和操作人員對(duì)整個(gè)電廠設(shè)備的實(shí)時(shí)觀測(cè)和監(jiān)督，并且保證了控制系統(tǒng)、管理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

4結(jié)語(yǔ)

篇10

風(fēng)電機(jī)組中發(fā)生共振的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，為了避免機(jī)組發(fā)生較大振動(dòng)，需對(duì)塔筒以及整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系進(jìn)行共振裕度分析。塔筒為細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，可采用梁模型進(jìn)行簡(jiǎn)化處理得到塔筒的1、2階彎曲頻率。軸系計(jì)算中，重點(diǎn)關(guān)心了機(jī)組的1、2階扭轉(zhuǎn)自振頻率。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的激振源較多，主要有轉(zhuǎn)頻、電網(wǎng)頻率以及葉片通過(guò)頻率，振動(dòng)特性分析較為復(fù)雜。通過(guò)機(jī)組工作轉(zhuǎn)速與固有頻率的CAMPBELL分析以及機(jī)組的共振裕度分析表，從而可得出結(jié)論，該機(jī)組動(dòng)力特性良好。塔筒為細(xì)長(zhǎng)梁模型，一階彎曲固有頻率一般介于1倍工作轉(zhuǎn)頻至3倍工作轉(zhuǎn)頻之間，因此塔筒的頻率必須首先保證避免共振。同時(shí)發(fā)電機(jī)部件由于激振來(lái)源較多，主要來(lái)自轉(zhuǎn)頻、電網(wǎng)以及葉片通過(guò)頻率等，振動(dòng)特性分析較為復(fù)雜。對(duì)于機(jī)組振動(dòng)特性的分析，可以通過(guò)機(jī)組CAMPBELL分析.

2強(qiáng)度優(yōu)化設(shè)計(jì)

為提高風(fēng)電產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，機(jī)組在保證性能的基礎(chǔ)上，要具備成本優(yōu)勢(shì)以及開發(fā)效率優(yōu)勢(shì)?；谝陨夏康模瑑?yōu)化設(shè)計(jì)的方向和目標(biāo)大致分為以下幾個(gè)方面。

2.1以降低重量為目標(biāo)的多參數(shù)強(qiáng)度優(yōu)化設(shè)計(jì)

降低重量主要是要通過(guò)減小產(chǎn)品的尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)。在保證產(chǎn)品的剛強(qiáng)度各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足要求的前提下進(jìn)行，即優(yōu)化之后進(jìn)行。許用應(yīng)力值:σ≤［σ］疲勞損傷因子:D≤1，D＜0.5(焊縫)

2.2基于工藝成本控制的多目標(biāo)強(qiáng)度優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)于產(chǎn)品某些加工部位的表面光潔度可進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)產(chǎn)品成型工藝可進(jìn)行降本優(yōu)化改進(jìn)。例如，在保證疲勞可靠性的前提下，由原來(lái)的表面光潔度2.5μm增至12.5μm，顯然降低了加工的難度，節(jié)約了加工成本。同樣，由原來(lái)的鍛造成型改為鑄造成型，同樣可降低機(jī)組的制造成本，并滿足批量產(chǎn)生的需求。在工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)中，同樣需保證結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能，需滿足以下疲勞性能指標(biāo):疲勞損傷因子:D＜1，D＜0.5(焊縫位置)。

2.3整體提高產(chǎn)品性能的全新優(yōu)化設(shè)計(jì)

上述2種優(yōu)化方式與方法，參數(shù)的調(diào)整系統(tǒng)性不強(qiáng)。借助計(jì)算軟件的先進(jìn)優(yōu)化算法，例如遺傳算法等，可以對(duì)結(jié)構(gòu)的重量、疲勞可靠性等進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化分析。

2.4基于軟件設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)，自主編程定制優(yōu)化

設(shè)計(jì)流程，縮短開發(fā)周期為了能夠滿足批量產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求，在大量分析計(jì)算經(jīng)驗(yàn)積累的基礎(chǔ)上，對(duì)于某些特定問(wèn)題，借助軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)，開發(fā)全參數(shù)的強(qiáng)度分析設(shè)計(jì)軟件。

3風(fēng)電機(jī)組中幾類特殊難點(diǎn)問(wèn)題

3.1螺栓連接強(qiáng)度分析計(jì)算

風(fēng)機(jī)和發(fā)電機(jī)部件中，螺栓連接及焊縫連接是最常用的2種連接方式。對(duì)于此類問(wèn)題的靜強(qiáng)度與疲勞強(qiáng)度分析，考核標(biāo)準(zhǔn)以歐洲的標(biāo)準(zhǔn)體系British、GermanorDNV或美國(guó)的ASME標(biāo)準(zhǔn)為主。對(duì)于塔筒分段的鏈接螺栓，有學(xué)者提出了采用分段線性模擬螺栓在不同階段受力的方法，該方法簡(jiǎn)單易行。對(duì)于塔筒與主機(jī)架、主機(jī)架與發(fā)電機(jī)主軸、輪轂與發(fā)電機(jī)等部位的連接螺栓，由于載荷較為復(fù)雜，采用上述經(jīng)驗(yàn)公式已不能滿足要求，需要借助FEA分析方法。結(jié)合載荷譜，通過(guò)計(jì)算最終得到螺栓的疲勞損傷值。

3.2焊縫連接強(qiáng)度分析計(jì)算

關(guān)于焊縫疲勞問(wèn)題，國(guó)際焊接協(xié)會(huì)IIW－2003、歐洲標(biāo)準(zhǔn)Eurocode3part1.9、英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS7608、挪威船級(jí)社DNV的相關(guān)規(guī)范，以及美國(guó)機(jī)械工程協(xié)會(huì)ASME規(guī)范，均給出了相應(yīng)的計(jì)算方法。東方電機(jī)一般采用國(guó)際焊接協(xié)會(huì)中的熱點(diǎn)應(yīng)力法來(lái)分析焊縫疲勞。首先，在FEA分析模型中建立熱點(diǎn)應(yīng)力的參考點(diǎn)，單位載荷作用下，得到2個(gè)參考應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力分量，然后通過(guò)外推公式，最終得到熱點(diǎn)位置的應(yīng)力分量。通過(guò)查找和選取相應(yīng)的疲勞等級(jí)DC，計(jì)算之后得到焊縫損傷。若損傷因子D＜0.5，可滿足抗疲勞的要求。

3.3傳動(dòng)鏈疲勞分析難點(diǎn)

傳動(dòng)鏈的疲勞問(wèn)題較為復(fù)雜。主軸軸承的裝配，使得載荷在該位置的傳遞出現(xiàn)了較大的非線性因素耦合效應(yīng)，主要來(lái)自于3個(gè)方面:

(1)軸承軸向及徑向緊量裝配。

(2)軸承內(nèi)部滾子與滾道的接觸。

(3)螺栓預(yù)緊作用的非線性效應(yīng)。這使得FEA模擬仿真結(jié)果具有較大的不確定性，成功解決此類問(wèn)題的難點(diǎn)在于準(zhǔn)確模擬滾子與滾道的接觸應(yīng)力傳遞。

4結(jié)語(yǔ)