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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(fù)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(xiàn) 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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(fù)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(fù)載選擇適合動力的電動機 如果農(nóng)業(yè)機械上有標(biāo)明機械功率要求，就直接選擇該功率的電動機；如果沒有標(biāo)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(fù)載稍大一點，一般不超過負(fù)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(yuǎn)，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(fù)極對負(fù)極即可；交流電動機銘牌上有標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(fēng)機、一次風(fēng)機、二次風(fēng)機等高壓輔機，負(fù)荷較大。為了滿足運行要求，這些風(fēng)機和水泵對應(yīng)的系統(tǒng)通常需要不斷的進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。電機工頻模式下，輸出功率和機組負(fù)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(fù)荷率情況為：低負(fù)荷（50%~60%）和中高負(fù)荷（80~90%）占有了較多的時間。70%以下負(fù)荷占全年的40%，80%以下負(fù)荷占全年的45%，90%以下負(fù)荷占全年的87%，90%負(fù)荷以上占全年的13%，機組全年低負(fù)

9、荷運行時間較長，工頻運行的輔機低負(fù)荷時節(jié)流損失較大，耗能較嚴(yán)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(dá)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(fù)荷運行模式下，電機頻率，轉(zhuǎn)矩亦遠(yuǎn)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(fēng)機水泵類的負(fù)載； P：負(fù)載功率；K1、K1:常數(shù)； n：電動機功率 由上式可知，對于風(fēng)機、水泵負(fù)載類的轉(zhuǎn)矩負(fù)載，電機的輸出功率與轉(zhuǎn)速的立方存在正相關(guān)關(guān)系?；痣姀S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(fù)荷滿足一定要求，并據(jù)此來達(dá)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(dá)到輸出階梯正弦PWM波形，可以不進(jìn)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(jìn)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(fù)荷影響。 移相整流變壓器主要用于進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行變頻控制。 （三）保護配置 當(dāng)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(dāng)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(jìn)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(dá)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(jìn)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(jìn)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(fēng)，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(jìn)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(jìn)行了分析，且討論了相應(yīng)變頻器的電機保護方案，同時進(jìn)行了保護校驗。結(jié)果表明這種保護模式可以為電機進(jìn)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(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)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(xì)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(xiàn)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(xiàn) [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)