電力拖動畢業(yè)論文
電力拖動系統(tǒng)是指由電動機作為機械的推動力量,拖動各類設備進行轉(zhuǎn)動,并保證機械設備能夠正常運轉(zhuǎn),從而能夠完成生產(chǎn)任務的系統(tǒng)。下面是學習啦小編為大家整理的電力拖動畢業(yè)論文，供大家參考。
電力拖動畢業(yè)論文篇一
《 試論電力拖動自動控制系統(tǒng) 》
摘要：隨著社會的高速發(fā)展，更多電器的出現(xiàn)導致電力的需求不斷攀升，因而人們對電力拖動控制系統(tǒng)自動化程度提出了更高更新的要求。鑒于此，擬通過對電力拖動控制系統(tǒng)的設計原理、設計方案的確定、設計應遵循的規(guī)章以及安全防護等內(nèi)容進行分析，為使用者與企業(yè)提供借鑒與參考。
關鍵詞：電力拖動 自動控制 運行
中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973(2012)010-028-02
1 引言
隨著科技日新月異的發(fā)展，機械自動化程度與生產(chǎn)水平達到了前所未有的高度，在當前的工業(yè)生產(chǎn)領域中，電力拖動自動控制系統(tǒng)得到了廣泛的應用。電力拖動自動控制系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：一方面可以保障自身系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行;另一方面可以滿足企業(yè)機械生產(chǎn)要求。電力拖動系統(tǒng)可以很好的對電動機、各類繼電器等原件進行保護，進而減少系統(tǒng)運行過程中故障發(fā)生概率。因此，研究電力拖動自動控制系統(tǒng)，提升其自動化程度，增強其安全性，完善其功能，對于企業(yè)而言是至關重要的。
2 電力拖動系統(tǒng)自動控制原理及其設計
2.1 電力拖動系統(tǒng)自動控制原理
操作人員在電力拖動控制系統(tǒng)運行過程中可以得到電動機各信息的反饋，例如電流反饋等。在電力拖動控制系統(tǒng)中，電氣設備是實現(xiàn)機械自動控制的核心器件。計算機系統(tǒng)在此過程中的主要作用是顯示信息顯示、運行連鎖、安全保護等信息，同時其也是電力拖動系統(tǒng)自動控制實現(xiàn)的唯一途徑。
在計算機系統(tǒng)中，操作人員可以利用計算機根據(jù)實際生產(chǎn)需求實行不同的自動控制方案。電力拖動自動控制主要是利用計算機完成邏輯計算、功能模塊化、編程等工作，然后為操作人員提供獨立于機械設備的儀器驅(qū)動程序，方便使用者可以較快的將程序與自己的系統(tǒng)進行對接測試，方便編程。雖然電力拖動自動控制系統(tǒng)的各項參數(shù)及要求的設定“因人而異”。但從系統(tǒng)的本質(zhì)來講，系統(tǒng)構(gòu)成的基本原理還是殊途同歸的，即以計算機為系統(tǒng)的集中控制中心，信號輸入給計算機下達指令，信號輸出執(zhí)行指令。電力拖動自動控制系統(tǒng)計算機接收信號與輸出信號的系統(tǒng)反應如圖1所示。
2.2 電力拖動自動控制系統(tǒng)方案的確定
在電力拖動自動控制設計方面，是否確定好方案與控制方式將會決定整個設計能否成功。如果宏觀方案是正確切實可行的，那么生產(chǎn)設備各項指標達到要求的可能性才能得到保障。在設計時，即便出現(xiàn)某個控制環(huán)節(jié)設計的錯誤，也可以通過不斷改進與測試達到要求，但如果宏觀方案一開始就制定有問題，那么設計工作必須等到方案明確后重新開始。
學術領域認為，所謂電力拖動自動控制方案，其主要是依據(jù)不同的生產(chǎn)工藝要求，例如根據(jù)運動要求、加工效率、零部件加工精度等條件來決定電動機運行、類型、數(shù)量、傳動方式等控制要求。最后將這些調(diào)研好的工藝要求與控制要求相結(jié)合，作為電氣控制原理圖設計電器原件選擇的重要參考憑證。譬如說，在設計效率要求較高的加工機床時，拖動方式可以隨機變化，如可以使用直流拖動，也可以使用集中拖動等。確定好拖動方案后，拖動電動機的數(shù)量以及各項參數(shù)也隨之明了，控制方式的選擇就是控制要求的選擇。
2.3 電力拖動系統(tǒng)自動控制電動機的選擇
在確定好電力拖動系統(tǒng)設計方案后，需要根據(jù)實際需求對電動機的數(shù)量、規(guī)格及各項參數(shù)如額定轉(zhuǎn)速、功率等進行選擇與確定。筆者通過總結(jié)，歸納出電動機在選擇方面應當遵循以下幾點：
(1)電動機功率的選擇應當與生產(chǎn)機械標準要求直接掛鉤，要選擇與其相匹配，能夠擁有一定負載的電動機，這樣，才能保證生產(chǎn)機械的正常運行。此外，在明確電動機功率時，還需對以下三大要素進行綜合考慮：1)允許過載能力;2)啟動能力;3)電動機發(fā)熱。確決定電動機功率選擇的核心條件是電動機容量，通常，電動機容量容易受外界環(huán)境影響，所以電動機額定功率的確定要進行多次校驗確認。
(2)電動機采用直流還是交流電需要結(jié)合企業(yè)經(jīng)濟、技術等方面綜合考量，筆者認為，通常情況，企業(yè)只需要選擇操作簡單，穩(wěn)定性強、維護遍歷、價格低廉的交流異步電動機即可。但如果所在企業(yè)生產(chǎn)機械功率大、調(diào)速范圍廣，則可以采用調(diào)速性能優(yōu)質(zhì)的直流電動機。
(3)電動機額定轉(zhuǎn)速需要結(jié)合以下方面來選擇，主要是看所在企業(yè)機械匹配的技術經(jīng)濟程度，如企業(yè)所需電動機需擁有較高的使用壽命，并較少使用，那么就需要結(jié)合企業(yè)經(jīng)濟、技術等多方面因素來選擇;如果企業(yè)使用電動機頻繁，那么該電動機額定轉(zhuǎn)速就需要以電動機的動能儲存量來選擇。
(4)必須在供電電網(wǎng)電壓基礎上選擇電動機額定電壓各參數(shù)，必須保證兩者一致。電動機機構(gòu)形式要根據(jù)企業(yè)的作業(yè)環(huán)境進行選擇。
總而言之，電動機數(shù)量、規(guī)格以及各項參數(shù)的選擇應當根據(jù)企業(yè)的經(jīng)濟、技術、作業(yè)環(huán)境、使用需求等多方面綜合考慮來選擇，要保證所選擇的電動機既能滿足企業(yè)生產(chǎn)機械的實際需求，又能夠保證其運行的可靠性與實惠。
2.4 電力拖動設計中電器控制線路的設計
拖動方案與電動機的選擇之后，其次是電器控制線路的設計。電器控制線路是整個電器選擇與安裝圖設計的主要依據(jù)，通常，電器控制線路的設計方法是，根據(jù)所有部件不同的需求，根據(jù)控制線路的總體框架來細化局部線路，最后根據(jù)生產(chǎn)機械的實際需求與相互關聯(lián)，將局部線路統(tǒng)籌規(guī)劃到線路總體框架中，形成一個完整的控制線路。
設計前期調(diào)研：控制線路設計之初，設計者需要對企業(yè)生產(chǎn)工藝與機械實際需求進行調(diào)研。對于一般企業(yè)而言，控制線路僅需要滿足下屬三種功能即可：即制動、起動與反向。生產(chǎn)機械工藝較大的企業(yè)通常還需要平滑調(diào)速、安全預警功能等。另外，操作者能否對控制線路做出及時反應，能否進行操作等問題也都需要設計人員在設計前調(diào)研明白。
設計過程的掌控：控制線路能否穩(wěn)定安全運行取決于控制線路工作是否安全與穩(wěn)定，因此在選擇設計元件時，應當采用性能良好、使用期限長、抗干擾能力強、安全可靠、穩(wěn)定的繼電器，同時在規(guī)劃具體線路時，筆者認為，設計人員還需要注意以下幾點內(nèi)容： (1)觸頭的設計，要保證所有電器觸頭必須全部正確對接。例如同一電器，如果將常閉與常開的輔助頭放在一起，那么當將它們接在不同相的電源上時，很可能由于限位開關上的常開/閉觸頭產(chǎn)生電位差使得電路短路，如果線路沒有良好的絕緣性，那么勢必會造成電路短路事故。
(2)設計電器線圈聯(lián)接時，要保證所有電器線圈正確聯(lián)接。串聯(lián)的兩個電器線圈一般不能出現(xiàn)在交流控制電路中，即便串聯(lián)的兩個線圈的額定電壓和等同于外加電壓，也不允許非并聯(lián)線圈連接。要實現(xiàn)接觸器與接觸器，接觸器與線圈的同步，應當將所有線圈并聯(lián)在電路中，使所有線圈承受相同的額定電壓。
(3)設計后的控制機構(gòu)，其后期維護與操作必須簡單明了，在操作人員采用某種控制方式控制時，可以根據(jù)實際需求迅速、快捷的切換到其他控制方式，例如，在進行自動控制時，可以根據(jù)需求直接切換到手動控制，所有電控設備都需保證其后期運行的穩(wěn)定性與維護的便利性，同時還需為其配置隔離電器，以便在儀器出現(xiàn)故障時進行搶修。
2.5 電力拖動自動控制系統(tǒng)設計應遵循的原則
筆者通過總結(jié)，歸納出當前電力拖動自動控制系統(tǒng)在設計時應當遵循的原則：
(1)經(jīng)濟簡單化原則。企業(yè)在選擇電力拖動自動控制系統(tǒng)時，都想要低廉的價格換來可靠的電力拖動控制系統(tǒng)。因此在設計過程中，設計人員應當盡最大努力將系統(tǒng)不必要的電器與觸頭數(shù)量進行減少，線路設計應當最優(yōu)化。
(2)穩(wěn)定、安全、可靠性原則。在經(jīng)濟簡單化原則基礎上選擇穩(wěn)定性、可靠性、安全性較強的元件。
3 電力拖動自動控制系統(tǒng)的安全防護
任何系統(tǒng)的出現(xiàn)都需要制定想匹配的安全防護措施，電力拖動自動控制系統(tǒng)亦是如此，一般情況下，電力拖動自動控制系統(tǒng)的安全防護分為兩種：一種是計算機系統(tǒng)保護;另一種是電器保護。電器保護是最基本，也是必要的保護，其通常有過流保護、短路保護、欠壓保護以及熱保護。而計算機系統(tǒng)保護則是不可或缺的保護，它屬于高級保護，主要是對確保系統(tǒng)運行、維穩(wěn)等進行保護。筆者在下文將從以下幾點對電力拖動自動控制系統(tǒng)的安全防護進行分析：
(1)短路保護：短路故障一般是因為電流短路而造成局部電氣設備絕緣體過熱損害，電流過大，容易造成強大的電磁脈沖進而產(chǎn)生電動應力，進而損害電力拖動自動控制系統(tǒng)或各種電器設備。
(2)過流保護：如果使用電動機不當，很容易使得電動機超負荷運作，這樣會引起電動機局部過電流，一般的過電流能量是正常啟動電動機電流的數(shù)倍，因此容易損害電動機及系統(tǒng)元器件。
(3)欠壓保護：系統(tǒng)運行過程中，如果電源電壓不能滿足電動機正常運作的需求，容易造成系統(tǒng)因欠壓而減緩電動機速率甚至同志運作，當負載矩不變時，可以適當?shù)脑黾与娫磥硖釅骸Ａ硗?，欠壓還會造成電氣釋放問題，進而影響系統(tǒng)所有器件的正常工作，情況嚴重時還會出現(xiàn)系統(tǒng)故障。所以，筆者認為，當電壓達到電動機電壓臨界值時，可以采取切斷電源措施來進行保護。
(4)熱保護：任何元器件在經(jīng)過長時間工作時都會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，如果電動機繞組或長時間超載運行，那么勢必會造成自身溫度高于允許值，進而導致電動機出現(xiàn)故障，為避免過熱損害，可以采用多個電動機相替換的方法進行熱保護。
(5)安全鏈：安全鏈的保護主要涉及五個方面。1)欠壓保護的控制;2)過流保護的控制;3)水壓保護;4)油壓保護;5)軸瓦溫度保護。安全鏈是將上述五種保護串聯(lián)在一起的保護，無論其中哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，計算機都會直接將自動控制系統(tǒng)關閉。
(6)運行連鎖和啟動連鎖的保護：當計算機接收到信號后，電力拖動自動控制的實現(xiàn)主要是通過計算機所配置的程序完成，該過程主要是預防系統(tǒng)運行時信號條件的消失或電動機缺乏條件啟動的保護。
4 結(jié)論
本文通過對電力拖動自動控制系統(tǒng)各方面的研究，提出了加強、完善系統(tǒng)設計與安全防護的意見，以期為設計者與使用者提供幫助。
參考文獻：
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電力拖動畢業(yè)論文篇二
《 同步電動機的電力拖動原理 》
摘要：由于同步電動機在穩(wěn)定運行時，其轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速，雖然同步電動機的機械特性較為簡單，但由于同步電動機僅在同步轉(zhuǎn)速下才能產(chǎn)生恒定的同步電磁轉(zhuǎn)矩，不能采取直接起動的方法，而必須采取專門的方法來起動。本文主要討論同步電動機的電力拖動問題。
關鍵詞：同步;電動機;電力拖動
由于同步電動機在穩(wěn)定運行時，其轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速，雖然同步電動機的機械特性較為簡單，但由于同步電動機僅在同步轉(zhuǎn)速下才能產(chǎn)生恒定的同步電磁轉(zhuǎn)矩，不能采取直接起動的方法，而必須采取專門的方法來起動。
1、同步電動機的起動
同步電動機在正常運行時，轉(zhuǎn)子恒以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，使旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場與定子因電磁作用而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場保持相對靜止，使得同步電動機產(chǎn)生穩(wěn)定的電磁轉(zhuǎn)矩，故同步電動機能夠帶動負載穩(wěn)定地并恒以同步速度運行。但是要利用這兩個定、轉(zhuǎn)子磁場之間的作用使電動機在50Hz的交流電源下從靜止狀態(tài)起動起來卻是非常困難的。
如果三相定子繞組接人三相對稱電源時，所建立的定子磁場N極正好擦過巳勵磁的轉(zhuǎn)子磁極的S極面，由于異性磁極的吸引作用，定子磁場力圖將靜止的轉(zhuǎn)子吸著與它一同旋轉(zhuǎn)。但由于轉(zhuǎn)子有著相當大的機械慣性，當轉(zhuǎn)子尚未來得及向前轉(zhuǎn)動時，定子磁場的N極已轉(zhuǎn)到了轉(zhuǎn)子D極的后面。它又力圖將轉(zhuǎn)子拉向倒退。在轉(zhuǎn)子仍未反應過來時，定子磁場的"極又轉(zhuǎn)到了轉(zhuǎn)子S極的前方，苒度要將轉(zhuǎn)子向前拉……如此反復，致使轉(zhuǎn)子只能在原處擺動而旋轉(zhuǎn)不起來。因此不能在額定電源下直接起動是同步電動機的主要缺點之一。為了使同步電動機得以起動，目前可采用的方法主要有三種。
1.1輔助電動機起動
選用一臺和同步電動機極數(shù)相同的異步電動機作為輔助電動機來牽引同步電動機。起動時在同步電動機轉(zhuǎn)子尚未加入勵磁的情況下，先用輔助電動機將轉(zhuǎn)子牽引到接近同步轉(zhuǎn)速，然后采用自整步法，在同步電動機轉(zhuǎn)子勵磁繞組中通入直流勵磁電流，再利用整步轉(zhuǎn)矩將同步電動機接入電網(wǎng)，這時在定、轉(zhuǎn)子磁場的共同作用下將轉(zhuǎn)子拉入同步運行。此時輔助電動機巳失去作用，為減小不必要的損耗，可切斷輔助電動機電源使它與主機脫離并停止運行。該方法只適用于空載起動或同步調(diào)相機的起動，其所需設備多、操作復雜。
1.2異步起動
現(xiàn)代大多數(shù)同步電動機，在其轉(zhuǎn)子上都裝有類似異步電動機的籠型繞組(稱為起動繞組或阻尼繞組)。在定子接通電源后，起動繞組中便能產(chǎn)生異步電磁轉(zhuǎn)矩起動電動機，等轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時，再通入勵磁電流，利用同步電磁轉(zhuǎn)矩將電動機牽入同步轉(zhuǎn)速。這種起動方法是目前同步電動機最常用的起動方法。
異步起動時，勵磁繞組不能開路，否則由于勵磁繞組匝數(shù)很多，定子旋轉(zhuǎn)磁場將在勵磁繞組內(nèi)感應很高的電壓，可能會擊穿勵磁繞組的匝間絕緣，甚至造成人身事故。異步起動時，勵磁繞組也不能直接短路。如果直接短路，勵磁繞組中將感生一個很大單相電流，此單相電流與旋轉(zhuǎn)氣隙磁場相互作用，將產(chǎn)生一個較大附加轉(zhuǎn)矩(單軸轉(zhuǎn)矩〉。因為異步起動時實際的起動轉(zhuǎn)矩是起動繞組產(chǎn)生的異步轉(zhuǎn)矩和單軸轉(zhuǎn)矩之和(兩者合成〉。通常選用一個阻值為勵磁繞組本身阻值10倍左右的起動電阻與轉(zhuǎn)子勵磁繞組串接，以減小勵磁繞組中的感應電流，削弱單軸轉(zhuǎn)矩對起動的影響。
2、同步電動機的變頻調(diào)速
同步電動機是以其轉(zhuǎn)速"與供電電源頻率力之間保持嚴格同步關系而命名的，即只要電源頻率保持不變，同步電動機的轉(zhuǎn)速就恒定不變而與負載大小無關。因此要改變同步電動機的轉(zhuǎn)速，只有通過改變其供電電源的頻率來達到，即采用變頻調(diào)速的方法。
2.1他控式同步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)
他控式同步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)中的變頻裝置可以采用交-直-交變頻器，也可采用交-交變頻器。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，只需一臺變頻器供電，成本低廉?？勺鳛樽冾l起動裝置，實現(xiàn)同步電動機的軟起動;也可用于多臺同步電動機的群調(diào)速系統(tǒng)。但由于沒有轉(zhuǎn)速反饋，他控式變頻調(diào)速方法雖然可以實現(xiàn)同步電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，但就像同步電動機接在工頻電網(wǎng)上一樣，存在轉(zhuǎn)子振蕩和失步的隱患，這是他控式同步電動機
2.2自控式同步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)
與他控式同步電動機變頻調(diào)速相比，自控式同步電動機變頻調(diào)速的最大特點就是從根本上消除了同步電動機轉(zhuǎn)子振蕩和失步的隱患。因為自控式同步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)在電動機軸端裝有一臺轉(zhuǎn)子位置檢測器，由它發(fā)出的信號控制給定子供電的變頻裝置電力電子器件的導通順序和頻率，使定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速相等，始終保持同步，因此不會因負載沖擊等造成失步現(xiàn)象。這種調(diào)速方式適用于快速可逆運行和負載變化劇烈的場合。
自控式同步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)中的變頻裝置，可采用交-直-交型，也可采用交-交型。自控式同步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)中的同步電動機，從電機結(jié)構(gòu)上看，它是交流的，但從其工作原理上看，就像是一臺直流電動機。它采用電力電子逆變器和轉(zhuǎn)子位置檢測器，代替了容易產(chǎn)生火花的旋轉(zhuǎn)接觸式換向器，即用電子換向取代機械換向。因此自控式同步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)又稱為無換向器電動機的調(diào)速系統(tǒng)。自控式變頻同步電動機也稱為無換向器電動機。根據(jù)調(diào)速系統(tǒng)所采用的變頻裝置不同，無換向器電動機可分為交流和直流兩類。采用交-直-交變頻裝置時，其逆變器由直流電源供電，故稱為直流無換向器電動機;采用交-交變頻裝置時，其逆變器由交流電源供電，故稱為交流無換向器電動機。
3、同步電動機的功率因數(shù)補償應用
隨著電力系統(tǒng)日益擴大，運行在系統(tǒng)上的主要負載是異步電動機與變壓器。因此，電網(wǎng)就要擔負很大一部分電感性的無功功率，導致整個電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，使得線路損耗和壓降增大，輸電質(zhì)量變壞，電力系統(tǒng)運行也很不經(jīng)濟。為此，就提出了提高電網(wǎng)功率因數(shù)的要求。而同步電動機在額定電壓和額定頻率下，在輸出功率不變的條件下，改變勵磁電流的大小，就可以改變流入同步電動機定子電流的性質(zhì)。即正常勵磁時，同步電動機的定子電流與定子電壓同相位，相當于純電阻性負載;當勵磁電流比正常勵磁電流大時(處于過勵狀態(tài))，同步電動機定子電流在相位上超前定子電壓，相當于電阻電容性負載;當勵磁電流小于正常勵磁電流時(處于欠勵狀態(tài))，同步電動機定子電流在相位上滯后定子電壓，相當于電阻電感性負載。因此，同步電動機接人電網(wǎng)，通過調(diào)節(jié)其勵磁電流,能夠起到改善電網(wǎng)總功率因數(shù)的作用。一些大生產(chǎn)企業(yè)為了提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，常使用同步電動機來補償電網(wǎng)的功率因數(shù)。
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