電動機的選擇電氣工程專業(yè)

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1、電動機的選擇 目 錄 摘 要 2 引言 4 一、 電動機的選擇 4 （一）根據(jù)負載選擇適合動力的電動機 4 （二）根據(jù)工作環(huán)境選擇相應(yīng)防護方式的電動機 4 （三）根據(jù)轉(zhuǎn)速要求選擇相應(yīng)的電動機。 4 （四）選擇適宜電源的電動機。 4 二、 電動機的安裝 5 （一）安全搬運電動機 5 （二）選擇適宜的地點安裝電動機 5 （三）確定接線方式 5 （四） 設(shè)置安全裝置 5 三、變頻器節(jié)能的基本原理 6 四、 應(yīng)用變頻器后電動機保護的問題 8 （一）設(shè)計方案 8 （二）功能 8 （三）保護配置 8 （四）電動機的維護保養(yǎng) 9 1. 定期檢查電動機 9

2、 2.定期除塵、潤滑 9 3.定期年度維修保養(yǎng) 9 五、結(jié)語 9 參考文獻 9 電動機的選擇 摘 要 電動機是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的一種設(shè)備，是常用的動力機械，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用于機械加工、機械排灌、機械植保、機械脫粒、機械烘烤等方面。正確使用電動機對于促進安全生產(chǎn)、延長電動機及配套機械使用壽命、提高生產(chǎn)效益等，具有十分重要的意義?；痣姀S的重要高壓輔機逐漸大量采用高壓變頻器調(diào)速后,傳統(tǒng)的電機保護模式開始無法滿足保護要求。本文具體分析了應(yīng)用高壓變頻器后對高壓電動機保護的影響原因,并結(jié)合白馬循環(huán)流化床電廠進行了案例分析，在原因分析基礎(chǔ)上提出具體的解決方案。根據(jù)保護方案檢驗研

3、究結(jié)果表明，此種方案可以為高壓電動機保護提供可靠支持,有利于電廠的節(jié)能降耗，且為電廠電機的可靠運行提供了可靠保障。 關(guān)鍵詞:火電廠；變頻器；繼電保護 引言 目前，在國內(nèi)發(fā)電環(huán)境競爭日益激烈的情況下，發(fā)電企業(yè)需要降低廠用電率，提高機組經(jīng)濟型。隨著科學(xué)的發(fā)展，技術(shù)的進步，高壓變頻技術(shù)日趨成熟，發(fā)電企業(yè)為了節(jié)能降耗,減少發(fā)電成本,高壓電動機的變頻調(diào)速開始大量的應(yīng)用。應(yīng)用此種變頻器之后，傳統(tǒng)的電機保護裝置無法滿足差動及后備保護相關(guān)的要求,在高壓變頻器的實際運行過程中，多次發(fā)生因保護配置問題，引起故障擴大的事故。因此，在目前越來越多的高壓電動機變頻調(diào)速技術(shù)在各電廠運用,研究高壓電動機變頻后的繼

4、電保護配置和策略很有必要?！? 一、電動機的選擇 電動機拖動的配套機械負載有大有小，工作場所也各不相同，轉(zhuǎn)動速度、電源要求也不盡相同，為此必須正確選擇相應(yīng)配套的電動機。 （1） 根據(jù)負載選擇適合動力的電動機 如果農(nóng)業(yè)機械上有標明機械功率要求，就直接選擇該功率的電動機；如果沒有標明，則應(yīng)考慮電動機傳動過程中的動力損失和實際工作中的過載因素，電動機功率應(yīng)比農(nóng)業(yè)機械負載稍大一點，一般不超過負載的10%為宜。 （二）根據(jù)工作環(huán)境選擇相應(yīng)防護方式的電動機 如果工作環(huán)境干燥、塵土較少，可以選擇普通防護型電動機；如果工作環(huán)境塵土多、濕氣大，可以選擇封閉式電動機；如果電動機需淹沒在水中工作，如潛水泵

5、，則必須選擇密封式電動機。 （三）根據(jù)轉(zhuǎn)速要求選擇相應(yīng)的電動機。 農(nóng)業(yè)機械工作時對電動機有一定的轉(zhuǎn)速要求，一般要求電動機轉(zhuǎn)速在 1500 轉(zhuǎn)/分鐘，該轉(zhuǎn)速適中，以該轉(zhuǎn)速運行的電動機性能較強、功率與效率都較高，操作起來比較輕松、工作比較寬松。 （四）選擇適宜電源的電動機。 農(nóng)用電動機使用場合大多在農(nóng)村，由于農(nóng)村電力條件限制，在選擇電動機時，要考慮電力供應(yīng)條件，選擇相應(yīng)額定電壓的直流或交流電動機，防止直、交流電動機混裝燒壞電動機。如果工作環(huán)境離交流電源比較遠，應(yīng)考慮使用直流電源。由于交流電源使用簡便，如無特殊要求盡可能使用交流電源。 二、 電動機的安裝 電動機選擇好后要搬運到工

6、作場地，應(yīng)做到安全搬運、正確安裝，確保使用安全。 （一）安全搬運電動機 搬運和安裝電動機要注意人員和電動機安全，搬運電動機的工具要求平穩(wěn)牢靠，以免傷人或損壞電動機，搬運電動機時要拴在吊環(huán)或底座上，不要拴在軸或者端蓋上，以免損壞軸或軸承。 （二）選擇適宜的地點安裝電動機 要選擇便于操作手操作、檢查和維修，且有利于防潮、防雨、防水泡和日曬的地點安裝電動機。 （三）確定接線方式 直流電動機接線方式比較簡單，正極對正極、負極對負極即可；交流電動機銘牌上有標明額定電壓和接線方式，主要有220伏△/Y接法和380伏△接法兩種，要注意區(qū)別對待，以免無法起動或燒毀電動機。交流電動機的接線盒有6個接

7、線柱，并標有數(shù)字符號，要正確使用星形接法，或三角形接法，若需改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向，只要把三相電源引線中的任意兩相調(diào)換一下位置即可。有些電動機因各種原因，可能線頭標記不清楚，可用電池和小燈泡串聯(lián)起來，把一端接到電動機的任意一個線頭，另一端分別與其它線頭接觸，如果燈泡亮，則與電池和燈泡相連的兩個線頭是一相的。 （4） 設(shè)置安全裝置 電動機安裝、固定好后，為確保使用安全，就必須設(shè)置接地裝置，接地材料可用厚度3.5毫米以上的鋼管，直徑6 毫米以上的鋼筋，厚度4毫米以上、截面48平方毫米的扁鋼條或者截面不小于4平方毫米的鋼導(dǎo)線，以及截面不小于6平方毫米的鋁導(dǎo)線，接地材料垂直埋入地下2.5米以上，且保

8、證接地線與接地板、電動機的接觸良好。 三、變頻器節(jié)能的基本原理 火電廠有很多大型耗能設(shè)備，如給水泵，鍋爐引風機、一次風機、二次風機等高壓輔機，負荷較大。為了滿足運行要求，這些風機和水泵對應(yīng)的系統(tǒng)通常需要不斷的進行流量調(diào)節(jié)。電機工頻模式下，輸出功率和機組負荷變化無法同步實現(xiàn)，需要調(diào)節(jié)系統(tǒng)管路中的入口擋板的開度，這樣很容易產(chǎn)生能量損失問題。歷史計劃數(shù)據(jù)統(tǒng)計 ，在區(qū)域電網(wǎng)中，火電機組年負荷率情況為：低負荷（50%~60%）和中高負荷（80~90%）占有了較多的時間。70%以下負荷占全年的40%，80%以下負荷占全年的45%，90%以下負荷占全年的87%，90%負荷以上占全年的13%，機組全年低負

9、荷運行時間較長，工頻運行的輔機低負荷時節(jié)流損失較大，耗能較嚴重，經(jīng)濟性較差。 電機變頻運行時，可以將入口調(diào)節(jié)擋板或入口調(diào)節(jié)閥開度全開,通過改變電動機的運行頻率，調(diào)節(jié)電動機速度來調(diào)節(jié)電動機輸出功率,從而調(diào)節(jié)流體流量,減小電機運行消耗的損失，實現(xiàn)電動機效率的最優(yōu)化。另外，變頻改造后同時消除啟動電機時，對電機、電纜、開關(guān)等的沖擊電流，使設(shè)備健康水平大大提高，減少維護費用和違約電量造成的經(jīng)濟損失。其間接經(jīng)濟效益可達到每年節(jié)約數(shù)十萬元左右。 此外，改造后可以實現(xiàn)一定軟啟動目的，設(shè)備運行的電流小且平穩(wěn)，實現(xiàn)了“軟啟動”。這樣電機可以很好的控制在低負荷運行模式下，電機頻率，轉(zhuǎn)矩亦遠小于改造前。用工頻啟動

10、造成的影響也明顯的減少。這樣有利于延長電機的使用壽命，消除了相關(guān)磨損問題，有利于提升供電的可靠性。 變頻器的節(jié)能原理： T1=K1*n2P=K*T1*n=K2*n3 其中T1：風機水泵類的負載； P：負載功率；K1、K1:常數(shù)； n：電動機功率 由上式可知，對于風機、水泵負載類的轉(zhuǎn)矩負載，電機的輸出功率與轉(zhuǎn)速的立方存在正相關(guān)關(guān)系。火電廠一般選擇異步電機，其轉(zhuǎn)速可表示如下 n= 60 * (1-s) *f/p 式中: n 表示其轉(zhuǎn)速; s 表示對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率; p 表示定子極對數(shù)。 分析上式可以看出，異步電機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)可通過調(diào)節(jié)三個因子來實現(xiàn)，而轉(zhuǎn)差率和定子極對數(shù)是固定

11、的，無法調(diào)節(jié)，而電源頻率可以方便的調(diào)節(jié)。變頻器, 即是將固定不變的50Hz的工頻交流電變換為電壓和頻率均可調(diào)節(jié)的交流電的裝置，調(diào)節(jié)方式有兩種，一種是交交變頻器：沒有直流環(huán)節(jié)，通過可控整流方式直接變頻流方式直接變頻；另一種是交直交變頻器：有直流環(huán)節(jié)，通過可控開關(guān)交直交變頻器：有直流環(huán)節(jié)，通過可控開關(guān)逆變來實現(xiàn)變頻逆變來實現(xiàn)變頻，現(xiàn)在常用的是第二種變頻方式。變頻器輸出的交流電源頻率根據(jù)流體流量調(diào)節(jié)的需要來實現(xiàn)一定調(diào)節(jié)的目的，調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速,使其負荷滿足一定要求，并據(jù)此來達到流量高效調(diào)節(jié)的目的,這樣也有利于節(jié)約能耗，且提升系統(tǒng)效率，有積極的意義。 目前，高壓變頻器可采用“單元串聯(lián)多電平結(jié)構(gòu)”，

12、可選用輸入功率因數(shù)高的高壓變頻器，選用的變頻器能達到輸出階梯正弦PWM波形，可以不進行濾波操作，而直接連接電機。選擇的變頻器對電纜、電機絕緣不會造成損害，且諧波也較少，相應(yīng)葉片的機械振動也明顯的降低，選用的高壓變頻器可以較好的滿足電網(wǎng)工況要求，且瞬時失電短時間內(nèi)可滿載運行不跳閘。 因此，高壓變頻器可廣泛應(yīng)用于發(fā)電企業(yè)。國內(nèi)通常使用的變頻器為高-高電壓源型變頻系統(tǒng)，且可以方便的進行變頻輸出。變頻器可以具體劃分為兩部分，分別為主電路和控制電路，前者可以實現(xiàn)一定的調(diào)壓調(diào)頻目的。主電路中的設(shè)備主要有手動/自動旁路柜、功率單元等?？刂齐娐返墓δ苤饕獮橄蛑麟娐诽峁┍Ｗo控制信號，其中主要的組成部分為工控機

13、及PLC系統(tǒng)。在故障維修過程中要用到自動/手動旁路柜，其可以實現(xiàn)一定的切換功能，將手動切換到工頻模式，這樣可以降低機組負荷影響。 移相整流變壓器主要用于進行電源轉(zhuǎn)換，其中的各副邊繞組一般選擇三角接法，且不同繞組保持了一定相位差，這樣可確保各變壓器副邊各繞組的諧波電流抵消，不會對高壓側(cè)產(chǎn)生影響，有利于改善電流波形。而變壓器全部副邊低壓繞組保持一定的獨立性，且可以單獨為相關(guān)功率單元供電，而對應(yīng)的各單元主回路保持獨立性。 四、應(yīng)用變頻器后電動機保護的問題 電機加裝變頻器的方法有多種，目前常用的為工變頻互切方式,與此相關(guān)的控制設(shè)計方案如下。 （一）設(shè)計方案 一拖一手動模式是手動旁路的典型方案

14、。此方案中要用到 QS1、QS2和QS3 等機構(gòu)高壓隔離開關(guān)和電動機M。QS1 是變頻器進線隔離開關(guān)，QS2是變頻器的出線隔離開關(guān)，QS3是變頻器的旁路隔離開關(guān)，QF是電源開關(guān)，為防止工頻、變頻運行方式產(chǎn)生沖突，因此，必須要求后兩個高壓隔離開關(guān)具有一定的機械互鎖邏輯功能，不能同時閉合。變頻操作過程中，高壓變頻開關(guān)3斷開，前兩者閉合，工頻模式下，前兩者斷開，而第三個閉合。 （二）功能 在檢修變頻器過程中，應(yīng)該設(shè)置一定的斷電點，確保檢修人員的人身安全，也可以手動進行投切操作。在變頻器設(shè)置過程中，一般將其串聯(lián)到電路中，且正常模式下采用變頻回路，前兩個高壓開關(guān)閉合，第三個斷開，而工頻模式下，則采用

15、工頻啟動方式。而相應(yīng)的變頻器采用一定的占空比變頻功率單元串聯(lián)模式進行高壓輸出。變頻器不會導(dǎo)致明顯的諧波污染，且輸入功率因數(shù)高，不會產(chǎn)生諧波相關(guān)的附加發(fā)熱問題，且可以有效的消除噪音，在運行過程中不必加輸出濾波器，且不必更換電機，可方便的進行變頻控制。 （三）保護配置 當電動機處于工頻運行工況時,常規(guī)高壓電動機保護能夠滿足電動機運行時的保護配置使用要求;當電動機處于工頻模式下，變頻器安裝在電動機和保護裝置，這樣變頻器的輸入輸出電流在頻率、相位方面都不存在相關(guān)性。這樣若選擇了常規(guī)高壓電動機的保護配置,則保護功能可能會無法實現(xiàn)。因此在此情況下不可以將變頻器納入差動保護中，而是對電動機進行單獨的保護

16、。 差動保護范圍區(qū)間一般設(shè)置為:差動保護始端電流互感器不可安裝在電源開關(guān)側(cè),互感器設(shè)置在電機的中性點側(cè)。工頻運行模式下，變頻器輸出頻率最高可達到一百赫茲。而對應(yīng)的調(diào)頻運行范圍大約在 15~50Hz 頻率范圍內(nèi)。而目應(yīng)用頻率較高的微機保護裝置主要選擇了固定頻率50Hz來采樣，在此情況下需要考慮到如何使微機保護裝置可以很好的進行大范圍頻率下的變頻保護。此外還需要同時考慮到變頻器電源輸出側(cè)互感器的安裝問題，電機的運行速度測量也是需要考慮的。 （四）電動機的維護保養(yǎng) 經(jīng)常進行電動機的維護和保養(yǎng)，是確保電動機延長使用壽命的重要環(huán)節(jié)。 1. 定期檢查電動機 檢查電動機內(nèi)外線路、導(dǎo)線的絕緣情況。如

17、發(fā)現(xiàn)絕緣不好的要及時做好絕緣防護，如果導(dǎo)線有松動就應(yīng)該緊線并加固。電動機如果長期不使用，應(yīng)將其拆除入庫保管，或者做好遮蓋、確保通風，防止長久日曬雨淋損壞電動機。 2.定期除塵、潤滑 每年對電動機外殼進行3 ~4次清理灰塵，檢查接線盒接線、壓線情況，接地線是否完好，拆下端蓋注入清潔潤滑油。 3.定期年度維修保養(yǎng) 拆開電動機運轉(zhuǎn)部件，擦洗干凈，用清潔汽油或煤油清洗軸承，及時更換磨損的零部件。 總 結(jié) 目前關(guān)于高壓大功率的變頻器相關(guān)的研究已經(jīng)有很多，輸出精度較高，已在國內(nèi)電廠、鋼鐵廠的高壓電機上普遍使用，在積極采用高壓變頻設(shè)備的條件下，還應(yīng)該考慮到相應(yīng)變頻器的應(yīng)用對用電提出

18、的要求，確保滿足保護匹配要求。在符合安全保護條件下，充分的發(fā)揮變頻裝置的性能。本文對火電廠采用大容量變頻器調(diào)速后對電動機保護帶的影響情況進行了分析，且討論了相應(yīng)變頻器的電機保護方案，同時進行了保護校驗。結(jié)果表明這種保護模式可以為電機進行快速、可靠的保護，有利于發(fā)電廠設(shè)備的穩(wěn)定運行，有較高的應(yīng)用價值。 致 謝 在論文即將完成之際，我的心情有點激動但更多的是不舍，回想滿懷憧憬踏入校門時，那陣陣撲面而來的青春朝氣和端莊嚴謹?shù)膶W(xué)習氛圍，讓我的內(nèi)心有種極大的滿足，感謝我們學(xué)院，感謝所有教導(dǎo)我的老師，感謝所有和我一起努力的同學(xué)，感謝所有在這兩年半時光里擁有的一切。在這里我想鄭重感謝導(dǎo)師，從選

19、題，到開題，再到論文定稿，一遍遍的指導(dǎo)，一次次的教導(dǎo)，始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。導(dǎo)師教給我的不僅僅是知識，更多的是像朋友一樣教給我治學(xué)的態(tài)度和做人的道理，感謝她對我的關(guān)心、鼓勵還有教導(dǎo)。 最后還要特別感謝我最親愛的父親母親，你們不求回報的關(guān)愛和奉獻是我最溫暖寧靜的港灣，你們默默無私的鼓勵和支持是我積極備戰(zhàn)，堅定向前的動力源泉，你們一如既往的幫助和包容是我完成學(xué)業(yè)，實現(xiàn)夢想的前提，感謝你們出現(xiàn)在我的生命里，你們是最令我值得驕傲的擁有！ 參考文獻 [1]電動機常見故障的診斷與維修[J]. 王春華. 南方農(nóng)機. 2016(02) [2]注意檢查和保養(yǎng)可預(yù)防電動機燒毀[J

20、]. 李恩花. 農(nóng)業(yè)機械. 2016(04) [3]如何確保電動機安全運行[J]. 黃牛. 山東農(nóng)機. 2015(03) [4]電動機直接啟動是怎么回事[J]. 吳丹. 農(nóng)村機械化. 2017(05) [5]避免電動機燒毀的措施[J]. 興家. 新農(nóng)業(yè). 2016(09) [6]農(nóng)村電動機安全運行及維護[J]. 于麗萍. 農(nóng)業(yè)機械化與電氣化. 2016(02) [7]電動機的使用[J]. 賀吉范. 農(nóng)業(yè)機械化與電氣化. 2016(05) [8]怎樣選擇電動機[J]. 鄭會瓊. 湖南農(nóng)機. 2016(03) [9]運行中如何避免電動機燒毀[J]. 郭豐. 農(nóng)業(yè)機械化與電氣化. 2017(04)