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注塑机伺服节能改造

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注塑机做节能改造,一般都用什么节能方案?

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节能改造关注问答
1、

电机节能的方式有哪些?

选择合适的电动机容量

能够满足负载的需要,实现合理匹配。轻载和空载运行都会造成损耗相对高,运行效率低。同一台电动机拖动的负载,运行效率也是在变化的,不是固定不变的,随着负载大小的波动而在变化。

空载运行时间长的电动机安装自控装置为了减少空载时间内的电能损失,对于经常性空载的电动机,应安装空载自控装置。在空载运行一段时间后,能够自动切断电源,退出空载运行,恢复正常运行状态。

低负载率的电动机降压运行

三相异步电动机的铁损和铜损,与输入电压的大小直接有关。一般负载不变的情况下,降低输入电压可使铁损减少,铜损增加。但是这时轻载运行电动机的总损耗中,铁损要比铜损的作用大。因此,适当降低绕组电压运行的办法能使总的损耗下降,具有一定的现实意义。而实现这一措施,可以通过特别的电压自控装置来完成。

采用磁性槽泥实施电动机改造

采用磁性槽泥对电动机进行技术改造,是一种降低槽口磁阻的有效办法。也就是在竹制槽楔上,用磁性槽泥将槽口抹平。这对电动机及其所带负载均有利,系统具有节电作用。

三相异步电动机采用变频调速

三相异步电动机采用变频调速,可在低频起动时大大减少电动机的起动电流,从而实现节电目的。



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2、

异步电动机软启动的特点

电动机作为重要的动力装置,已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。直流电动机其调速在过去一直占统治地位,但由于本身结构原因,例如换向器的机械强度不高,电刷易于磨损等,远远不能适应现代生产向高速大容量化发展的要求。而交流电动机,特别是三相鼠笼式异步电动机,由于其结构简单、制造方便、价格低廉,而且坚固耐用,惯量小,运行可靠等优势,在工业生产中得到了极广泛的应用,也正在发挥着越来越重要的作用。


交流电动机和直流电动机相比存在许多优点,但当异步电机在起动过程中又有许多弊病。所谓起动过程是在交流传动系统中,当异步电动机投入电网时,其转速由零开始上升,转速升到稳定转速的全过程。如不采用任何起动装置的情况下,直接加额定电压到定子绕组起动电动机时,电机的起动电流可达额定电流的4~8倍,其转速也在很短时间内由零上升到额定转速。同时三相感应电动机起动时的转矩冲击较大,一般可达额定转矩的两倍以上。

起动时过高的电流一方面会造成严重的电网冲击,给电网造成过大的电压降落,降低电网电能质量并影响其他设备的正常运行。而过大的转矩冲击又将造成机械应力冲击,影响电动机本身及其拖动设备的使用寿命。因此,通常总是力求在较小的起动起动电流下得到足够大的起动转矩,为此就要选择合适的起动方法。在选择起动方法时可以根据具体情况具体要求来选择。

对三相鼠笼式异步电动机的起动电流的限制,通常有定子串接电抗器起动、Y-△起动、自藕变压器将压起动、延边三角形起动。而对绕线式交流电动机,常采用转子串接频敏变阻器起动、转子串电阻分级起动。但这些传统的起动方法都存在一些问题。

1.定子串接电阻起动:由于外串了电阻,在电阻上有较大的有功损耗,特别对中型、大型异步电动机更不经济,因此在降低了起动电流的同时、却付出了较大的代价—起动转矩降低得更多,一般只能用于空载和轻载。

2.Y--△起动:丫一△起动方法虽然简单,只需一个Y一△转换开关。但是Y--△起动的电动机定子绕组六个出线端都要引出来,对于高电压的电动机有一定的困难,一般只用于△接法380v电动机。

3.自祸变压器将压起动:自祸变压器将压起动,比起定子串接电抗器起动,当限定的起动电流相同时,起动转矩损失的较少;比起卜△起动,有几种抽头供选用比较灵活,并且巩/峨较大时,可以拖动较大些的负载起动。但是自祸变压器体积大,价格高,也不能拖动重负载起动。

4.延边三角形起动:采用延边三角形起动鼠笼式异步电动机,除了简单的绕组接线切换装置之外,不需要其他专用起动设备。但是,电动机的定子绕组不但为△接,有抽头,而且需要专门设计,制成后抽头又不能随意变动。

随着电力技术(尤其是集成电路、微处理器以及新一代电力电子器件)的不断发展,异步电动机起动过程中的起动电流过高,起动转矩过小等问题得到了很好的解决。

电子软起动器相对于传统的起动方式,其突出的优点体现在:

1.电力半导体开关是无电弧开关和电流连续的调节,所以电子软起动器是无级调节的,能够连续稳定调节电机的起动,而传统起动的调节是分档的,即属于有级调节范围。

2.冲击转矩和冲击电流小。软起动器在起动电机时,是通过逐渐增大晶闸管的导通角,使电机起动电流限制在设定值以内,因而冲击电流小,也可控制转矩平滑上升,保护传动机械、设备和人员。

3.软起动器可以引入电流闭环控制,使电机在起动过程中保持恒流,确保电机平稳起动。

4.根据负载情况及电网继电保护特性选择,可自由地无级调整至最佳的起动电流,节省电能。

5.由于采用微机控制,可在起动前对主回路进行故障诊断,且数字化的控制具有较稳定的静态特性,不易受温度、电源电压及时间变化等因素的影响,因此提高了系统的可靠性,有助于系统维护.

同时,软起动器还能实现直接计算机通讯控制,为自动化控制打下良好的基础。



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3、

电力拖动的虚拟实验技术探讨

随着社会经济的发展,以及人们素质的普遍提高,社会对人们的要求也日益提高。但是由于种种方面的限制,诸如资金的不足,实践活动的缺乏等种种因素,导致实际操作能力与创新能力缺乏。而虚拟实验技术的引用能够大大缓解以上种种因素的限制。具体到电力拖动的虚拟实验技术当中,MATLAB等软件的运用,成为了虚拟实验开发与创新技术培养的全新方式。

1虚拟实验

1.1概述

虚拟实验是在计算机仿真基础上发展起来的一项应用技术。利用计算机的强大功能可虚拟仿真实际的物理系统。众多计算机仿真软件的不断被研发出来,并应用于科研技术设计之中,做出了极为巨大的贡献。PISPCE和MATLAB是当今较为常见的计算机仿真软件,其中MATLAB是虚拟实验的主要开发软件。

1.2优势

在如今大多电机课程实验设备条件下,运用直流电机作为调速对象,仅仅只能开出直流调速系统实验。传统实验虽然拥有众多优势,但是劣势也显而易见,诸如体积巨大,维护繁琐,故障频出,购置需要大量资金等。同时在培养方面也具有巨大局限,如容纳人数的数量方面受到限制,对实验计划和方案制定会提出很高的要求,容错率很低,难以满足人才培养的需求。因此,由于传统实验存在的种种不足,衬托出了虚拟实验多种优势。基于计算机平台上的虚拟实验技术将以上劣势化为优势,对仪器和设备几乎没有需求,同时节省资金和空间。

2具体运用

通过在计算机外接设备上的点击与拖动,将虚拟的各种仪器,按实验的目标与步骤整合成一个完整实验系统的过程,就是虚拟实验。而实验条件的变动,数据的收集汇总,实验结果的分析归纳三个方面全部完成,才意味着整个实验的达成。本文以带有RLC滤波器的交流电机变频调速实验作为实例,实验中包括电机、电力电子、驱动控制三个方面,分析虚拟实验的强大作用,并与传统实验进行比较。

2.1模型的建立

将电压源型逆变器、电动机主回路以及RLC滤波器通过使用MATLAB中PSB库中的元件模型完成建立。一般出现超过功率变换电路的情况,并产生多环节控制,多信号反馈,多非线性环节的特征,说明控制电路规模较大,需要大量运用集成电路。但是,基于对电路的控制,其输入输出特性是我们研究所要了解的主要目标,而其内部的电压与电流则是可有可无的旁枝末节,导致无法使用虚拟实验来进行电路的控制。所以想要实现仿真的方式,可以通过SIMULINK数学函数进行SPWM的调制电路模型的驱动控制。而右图即为所示。

2.2模型参数的构建

通过鼠标对元件图标的点击,在出现的参数设置对话框输入诸如电机的额定电压、功率、频率、转动惯量和定转子数据等各种必要参数。通过滤波效果进行滤波器的RLC参数的设计与运算。在接收变频调速的恒压频比所产生的调制信号之后,通过SPWM调制和驱动模块内部函数的计算,再与设计的三角载波进行比较。

2.3设置仿真模型

设置仿真参数是在仿真模型开始之前必须完成的步骤。包括对开始与终止的时间、步长以及解电路运算方式等仿真类型和相对与绝对的误差等方面进行设置。较快模拟速度的得出需要使用如ode23tb、ode15s这样的刚性系统的参数运算方式。同时,MATLAB软件参数锁设定的虚拟时间与现实的时间并不一致,只是一种对于时间流逝的表现手段。若是缩小步长,则会造成采样点数的增加,使得现实中的执行时间变长。

2.4实验成果观测验证参数设计以及电路结构是否合理,是虚拟实验的主要目标。而上述实验能够经过观测器观测电机速度的变化方式与电压的波形,并依靠给定频率的大小,在进行理论的分析之后,对结果的正确性进行判断。而下面两图中的前者是电机转速的变化图,后者则是在固定的载波频率与固定的调制频率之下的逆变器输出线电压幅度频谱。两张图示将谐波各次的大小、总谐波的有效值和基波有效值三个方面十分明了的展示出来。由于电机的运行效率和机器寿命受到谐波的影响,因此,为了减少电机受高次谐波损害,将RLC滤波器安装于电机与逆变器的中间成为了有效的解决方法。总谐波畸变率在经过RLC参数的设计与电机端电压频谱的观测之后可以保持在10%之下。

2.5实验结果总结

由上面的实验可以得知,作为旋转机械的电机设备,作为是大功率电力开关的逆变器设备等传统实验设备,存在损耗高、构建繁琐、危险性强、价格昂贵等种种弊端。因而既可以对已有系统展开研究又能对处于构想中的设备进行探索,虚拟实验展现了极为显着的优越性。比如上述实验中,在模型库中虽然并不存在满足观测要求的频谱分析仪,但是在运用MATLAB函数展开构建之后,使不可能成为了可能。而虚拟实验的自定义、自主性强的特点,成为了其另一个巨大的优势。同时,虚拟实验具有良好的通用性、与其他系统开展数据交换的便利性以及升级与扩展的成长性,使其在实验数据的分析处理方面显得极为高效迅速。

3结束语

虚拟实验的优越性,通过上文的分析与具体的实验体现的淋漓尽致。但是,十全十美的系统终归是不存在的,虚拟实验尽管在各个方面上都具有显着的优势,然而也无法取代传统实验。建立极为准确的数学模型,始终是虚拟实验仿真技术中的一个难关,各种限制会使之与实际情况产生差异,这也是传统实验存在的必要性体现。因此,只有现实实验与虚拟实验相互配合,才会使电力拖动等电子电路设计技术得以真正的进步与发展。



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4、

探析电力拖动控制线路在安装中的运用

电力拖动是线路控制的主要方式,而在具有的实施中,要遵循一定的布线原则。随着科技的进步,电力拖动线路的应用领域不断扩展,对人们的生产和生活带来积极的效益。为了了解电力拖动控制在线路安装中运用,文章分析了其布线原则,阐述了其在电力系统安装中的过程,并且针对其存在的问题提出了电力拖动控制线路安装的创新。

电力拖动是线路控制的主要方式,基于此的线路拖动需在必要的原则下进行。为了促进电力拖动控制线路在安装中积极作用的发挥,文章举例说明了其应用过程和发展前景。

一、电力拖动控制系统介绍

(一)继电接触式断续控制

继电接触式断续控制操作方法简单,在电力拖动控制线路中得到广泛的应用。其以三相异步电力拖动系统作为主要系统,对于继电接触式断续控制系统的了解主要包括以下几个方面:了解线路图纸,进行线路安装规划。对于无法直观理解的元件,需要相关工作人员根据经验对其进行处理和分析。

(二)可编程无触点断续控制

可编程无触点断续控制应用也较为广泛,但其运行较为复杂,费用较高。其主主要原理为计算机的编程控制。但其能够有效的控制系统死接线的问题,对于线路控制智能化的实现具有推进作用。

二、电力拖动系统及其控制线路布线原则

设备性能的优化促进了社会劳动生产率的提高。随着科技的进步,我国的电力拖动技术广泛应用于农业、工业等领域。电力拖动控制系统是目前较为先进且应用广泛的系统,能够满足人们对电力的需求。在电力拖动控制线路的安装中,其布线要遵循一定的原则。首先是敷线操作,在安装前认真检查安全器件,确保其性能良好。在敷线过程中,要注意以下问题:防止两个端子之间出现接头,一旦出现则采取加装接线盒的方式,确保系统的稳定运行。同时,接线盒的安装有助于线路的维修和保养。并且,在安装接线盒时要预留适当长度的导线,为线路的安装和控制打好基础。然后进行线路的接线,接线过程要求线路连接完好。尽量使用单独的导线连接同一个元件,这样可以保证线路的稳定性。要求将其与器件的横截面积相对应,按照上小下大原则进行器件的排列。根据具体的施工状况和线路用途进行调整。另外,在导线长度的选择上,不宜过长或者过短,要满足线路额定电流的要求,同时避免浪费,将主、控电路进行正确的甄别和分类,避免线路重叠,在安装前要认真检查线路的外皮,确保其绝缘性良好,以免造成安全事故。

三、电力拖动控制线路在安装中的运用

(一)电力拖动控制线路的安装

目前,在很多生产设备中存在电力拖动线路,电力拖动线路在生产和生活中具有积极的作用。以电梯设计为例,它是应用位置控制与减速控而使电梯能够到位自停或迅速减速。在现代电梯设计中,线路的设计要保证其停在准确的位置。随着科技的进步,电力拖动控制线路应用于机械行业、建筑行业以及矿产业等行业。目前,其技术正在进一步发展,其积极作用逐渐体现出来。

(二)电力拖动控制线路安装过程中的问题

由于电力拖动控制线路安装较为复杂,且受限于现代电力拖动技术,常使得企业安装人员在安装过程中出现安装错误。如安装线路与图纸不符而到设备无法通电正常运行。一些员工无法正确的区分元器件的两个接线柱等问题,这一系列的问题都要求电力拖动安装过程要注重员工技术的培养,加强其对线路拖动的了解。另外,在电力拖动控制线路安装过程中,线路质量容易被忽略。很多企业直接进行安装而忽略了对线路绝缘性能的检验。

(三)电力拖动控制线路在实践中的创新问题

在探讨电力拖动线路安装过程中还存在缺乏创新的问题。基于电力拖动控制线路安装的复杂性,企业应对线路安装进行检查,对出现问题的线路及时进行改进。另外,还应不断地实现电力拖动线路的创新,改善传统的线路拖动中存在的问题。由于传统的线路拖动易出现粘连问题,造成线路绝缘性能下降,因此要实现其创新。其主要原因在于先给控制电源的电闸通电,导致线路在拖动过程中产生较大的电弧。因此我们对其采取创新措施。增设线路中的控制点,同时确保控制点之间不造成相互影响,设置多个信号灯来提示不同的线路损毁问题和安全隐患,确保启动点运行一致。电力拖动近年来取得了良好的效果,但在技术上和具体实施中都存在一定的问题需要解决。其中包括资源浪费问题,维修问题和线路的绝缘性能以及安装顺序问题等。总之,针对电力拖动控制线路在实践中存在的诸多问题,我们应对其进行必要的创新,从而使其在线路控制上起到积极作用。

四、总结

电力拖动技术对电力线路的安装具有积极的作用,但其实施过程较为复杂。电力拖动可以应用于建筑、机械、电力等多个领域,其技术随着企业改革而不断改进。当然,目前电力拖动技术还存在一定的问题,包括企业员工对电力拖动不了解等。基于此,电力拖动控制线路在安装中应进行不断改进和更新。



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5、

三要素基础上的电力拖动系统过渡建模问题研究

电力拖动系统实际工作环节中会出现一定的稳态过程或暂态过程,整个形式下的状态活动调整被视为过渡过程,是整个动态活动管路监察的主要衡量标准。涉及到电力拖动系统的惯性特征主要借助一定的机械惯性模式以及生产、传动、电动机的系统控制模式进行着一定程度的旋转,整个动力学原理的渗透前提下,面对内部拖动系统中的飞轮转矩以及转动惯量的数值变化,需要结合实际电动机的绕组以及电气控制中的电感量等进行深入的研究,同时对于后续的热力惯性的反映效果以及参数变化也需要进行系统的观察和研究,以满足整个活动程序下的标准数据建模水准。

1电力拖动系统的三种惯性

在电力拖动系统的实际工作中,总会出现加速或是减速运动的过程,而两种运动状态的转变过程中,会出现三种形式的惯性,包括机械惯性、电磁惯性和热力惯性等。但是,在实际的研究中发现,真正对电力拖动系统由重大影响作用的是机械惯性,而电磁惯性和热力惯性可以忽略不计。

1.1机械惯性

机械惯性对于电力拖动系统来说,其存在的最主要问题是在运动状态转变的过程中,不能够实现电力拖动系统转速的突变,使运动状态出现延迟。机械惯性主要存在于生产机械设备的工作运行中、传动装置的工作运行中、电动机的工作运行中以及旋转设备等工作运行中。机械惯性在电力拖动系统中,主要是通过飞轮转矩或是转动惯量的数量大小来进行反映的。

1.2磁力惯性

电磁惯性对于电力拖动系统来说,因为该惯性对系统的影响很小,通常可以忽略不计。其主要原因是,在电力拖动系统中,电磁惯性主要是通过电动机绕组在工作运行中和电控装置等在工作运行中,自感和互感所产生的惯性。这种惯性与机械惯性相比,对系统的影响很小,所以在分析和计算中往往可以忽略这种惯性对系统所产生的影响。

1.3热力惯性

热力惯性对于电力拖动系统来说,其惯性对系统的影响也很小,通常也可忽略不计。其主要原因是,在电力拖动系统中,电磁惯性主要是通过电机在工作运行中和控制装置等在工作运行中,由于温度的变化致使设备的一些参数发生变化,从而产生热力惯性。在设备运行中所产生的热力惯性是很大的,但是在工作运行状态下,设备运行的动态过程很快,所以热力惯性对于系统的影响很小,所以在分析和计算中往往可以忽略这种惯性对系统所产生的影响。因此,在研究和分析电力拖动系统的惯性时,一般只考虑机械惯性对系统所产生的影响。

2阶段性电路暂态作用下的“三要素”法原理

在线性电路内部的专有储能元件或是可看做是储能元件,无论是简单还是复杂,都需要进行一阶常系数性微分方程的处理,这种电路系统结构被称为一阶线性电路。在一阶性电路中,电路的响应一般包括两个部分,暂态和稳态两个分量。可写成一般式:

在这个一般式中,是稳态分量,而是暂态分量;是电流、电压或转矩等。如果该一般式的初始值是的话,则可以得到A=-。代入到一般式中:

这个一般式是一阶线性电路在暂态状态下的一般公式,可对应任意变量。在一般式中,只要求出式中的是的初始值、是的稳态值和是过渡时间常数,这三个要素,就可以得到电路响应的电流值、电压值和转矩值等。

结合实际电路的响应主要是根据暂态分量以及稳态分量的分布状态进行分析,进行一阶线性电路暂态过程中的任意变量统计过程中,根据实际内部的电流、电压以及转矩三个要素具体值进行电路响应的回馈,结合初始值和稳态值的分布规律进行过渡过程时间常数的应用。

3直流拖动系统过渡过程的数学模型建立

本文在研究直流电力拖动系统的过渡过程中,将以他励直流额电动机为例来进行分析。

3.1电磁转矩的动态方程式

该式中,T2是稳态转矩;Tεm是电磁转矩。

经过直流电动机拖动系统作用模式的深入研究,实现内部数据在整个动态方程式的应用分析。在进行电磁转矩计算中,主要利用三个要素进行动态方程的建立:

该式中,TQ是初始转矩;是时间常数。

3.2电流的动态方程式

该式中,Iz是稳态电流;Ia是电枢电流。

经过直流电动机拖动系统作用模式的深入研究,实现内部数据在整个动态方程式的应用分析。在进行电流计算中,主要利用三个要素进行动态方程的建立:

该式中,IQ是初始电流。

3.3转速的动态方程式

经过直流电动机拖动系统作用模式的深入研究,实现内部数据在整个动态方程式的应用分析。在进行电动机转速的计算中,主要利用三个要素进行动态方程的建立:

该式中,n是稳态转速;nz是电动机的转速;nQ是初始转速。

利用整个要素的恒定效应计算,可以引进电枢电流以及实际转速的动态方程计算方式,对于不同数据的动态方程式的表达对于整个一阶线性电路的过渡过程的数学模型建立有着一定的指导作用,实现后期的直流电动机电枢回路串电阻过渡过程内部流程曲线图的标准制定,保证相关数据的提供标准形式。

4交流拖动系统过渡过程中的相关数学模型的建立与分析

本文在研究交流拖动系统过渡过程中,将以绕线式异步电动机转子回路串电阻作为示例进行研究。通过一定程度的绕线式异步电动机内部的实际转子回路电阻值的观察与研究,结合绕线的分折异步处理进行过渡过程的分解,实际机械化特性模式作用下的主要直线操作手法结合实际机械特性的曲线进行直流电动机相似流程的处理与作业流程,实现后续涉及具体机械特性方程的实用公式:该式中,是临界转矩;是临界转差率。

将该方程式进行简化,可得到:

电力拖动系统的运动方程式已知:

对此,同样可以运用“三要素”法来求出交流电力拖动系统的数学模型:

根据:

可以得到:

利用电流内部设备结构的临界转矩以及临界转差率的提供进行具体的简化,以保证整个活动过程的系统建模数据的标准参考价值,节省一定的时间和计量工作分配程序,使得具体检验的落实工作在相对严格的标准下充分进行。

5总结

综上所述,本文通过一阶线性电路的“三要素”法对电力拖动系统过渡过程进行了建模实践。这个“三要素”法不仅适用于电力拖动系统过渡过程的应用,还同样可适用于其他的电力设备的工作运行中,譬如像电动机的启动、制动和调速等机械动态转变的过渡过程情况中。“三要素”法所建立起来的数学模型,具有简单、快捷和清晰等优点,非常适用于工程计算。在他励直流、并励直流的电动机的工作和运行中,可以知道电磁的转矩与电枢的电流是呈现正比的关系,其过渡过程的电枢电流的表达式是符合“三要素”法所建立的数学模型的。但是,在串励直流和复励直流的电动机的工作和运行中,电磁的转矩和电枢的电流并不是正比的关系,其过渡过程的电枢电流表达式不符合“三要素”法所建立的数学模型,所以不能够用“三要素”法来建立数学模型。在交流电动机的工作和运行中,当转子功率因素不变时,其电磁的转矩与转子的电流之间是呈现正比的关系,其过渡过程的转子电流的表达式是符合“三要素”法所建立的数学模型的。所以,可以采用“三要素”法来进行数学模型的建立。



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6、

柴油发电机的维护保养

1、引言

柴油发电机组是通信系统的备用电源,其主要功能是在市电停电时提供电源。事实上,柴油发电机组绝大部分时间处于待机状态,实际投入使用的机会比较少,但柴油发电机这种应急备用电源设备是必不可缺的,并且能在关键时刻发挥重要作用。如果柴油发电机组的带载能力和各项电特性指标不符合通信用电要求,将无法正常供电,就会导致通信中断。因此,要使柴油发电机组在平时开机较少的前提下,在应急时能及时供电和安全可靠运行,必须做好柴油发电机组的日常维护和保养工作。

2、柴油发电机组的组成及特点

2.1柴油发电机组的组成

柴油发电机组是由柴油机、三相交流同步发电机和控制屏三部分组成。

柴油机是一种将燃料燃烧释放出来的热能转变为机械能的能量转换装置。柴油机是发电机组的动力部分,一般由曲轴连杆机构与机体组件、配气机构与进排气系统、柴油供给系统、润滑系统、冷却系统和电气系统等组成。

发电机主要由定子、转子、端盖等组成。通常三相交流同步发电机的电枢绕组与三相供电回路连接,励磁绕组则与直流电源连接。大中型同步发电机为了便于引入或引出电枢电流,一般采用旋转磁极式结构。同步发电机主要凸极和隐极两种磁路结构。

发电机组的控制(屏、箱)系统是机组的配套设备,包括自动检测、控制及保护装置等部分。主要负责机组的控制、调压、配电。机组通过控制屏向用电设备进行供电,同时操作人员可从控制屏上直接观察机组的运行状态。一般小容量机组的励磁调节与控制部分全部集中在控制箱内,直接安装在机组上,大容量发电机的控制屏则为落地式,固定在机房的地面或安装在与机组隔离的集中控制室内。

2.2柴油发电机的特点

(1)单机容量等级多,可选择的容量范围大,有适用于多种容量用电负荷的优势。

(2)配套设备结构紧凑、安装地点灵活。

(3)热效率高,燃油消耗低。柴油机的有效热效率为30-40%,燃油消耗一般在0.23-0.26kg/KWh。

(4)启动迅速,能很快达到全功率。柴油发电机的启动一般只需几秒钟,在应急状态下可在1min内带到全负荷,在正常工作状态下约在5-30min内带到全负荷。

(5)维护操作简单,所需操作人员少,在备用期间的保养容易。

(6)柴油发电机组的建设与发电机的综合成本较低。

3、柴油发电机启动前检查

(1)机油、冷却水的液位是否符合规定要求。机油液位应在机油尺高(H)低(L)标识之间,应在停机15分钟以后补充机油,冷却水液位应在膨胀水箱加水管颈下为宜,采用开式循环冷却系统的应接通水源。

(2)进风、排风风道是否通畅。

(3)检查日用燃油箱里的燃油量,进油、回油管路是否通畅。

(4)检查电启动系统连接是否正确,有无松动,启动电池电压、液位是否正常。

(5)清理机组及其附近放置的工具、零件及其它物品,以免机组运转时发生意外。

(6)环境温度低于5℃时,在开机前应给机组加热。

4、柴油发电机启动、运行检查

(1)机油压力、机油温度、水温是否符合说明书规定要求。

(2)各种仪表指示是否稳定并在规定范围内。

(3)各种信号灯指示是否正常。

(4)气缸工作及排烟是否正常。

(5)油机运转时是否有剧烈振动和异常声响。

(6)电压、频率(转速)达到规定要求并稳定运行后方可供电。

(7)供电后系统有无低频振荡现象。

(8)启动机温升不应过高,飞轮视窗不应有连续火花。

5、柴油发电机停机

(1)正常停机:当市电恢复供电或试机结束后,先切断负荷,空载运行3~5分钟后再关闭油门停机。在冬季或寒冷地区停车后,应及时打开机体侧面淡水泵机油冷却器(或u形冷却管)及散热器等处的放水阀,放尽冷却水以防止冻裂,若用防冻液则不需放掉。

(2)故障停机:当出现油压低、水温高、转速过高、电压异常等故障时,应能自动或手动停机。

(3)紧急停机:当出现转速过高(飞车)或其它有发生人身事故或设备危险情况时,应立即切断油路和进气路紧急停机。

(4)故障或紧急停机后应做好检查和记录,在机组未排除故障和恢复正常时不得重新开机运行。

6、柴油发电机维护保养

(1)检查仪表。观察读数是否正常,否则应及时修理或更换。

(2)检查启动、冷却、润滑、燃油、通风系统是否正常。

(3)清洁空气过滤器。将钢丝绒取出放在汽油中洗干净,并用压缩空气吹干’清洗滤清器的油池,加入适量的新机油。

(4)清洗冷却水散热器。用清洁的水通入散热器中,清除其中沉淀物至干净。

(5)检查进、排气门的密封情况。拆下气缸盖,观察配合锥面的密封及磨损情况,必要时研磨修理。

(6)清洗机油、燃油系统管路。包括清洗油底壳、机油管道、机油冷却器、燃油箱及其管道,清除污物并吹干。

(7)按照说明书要求,要定期更换三滤(油机滤清器、柴油滤清器和空气过滤器)和机油。

(8)检查启动电瓶。启动电瓶的正负极接线柱经常会被酸液腐蚀氧化,因此发现后应及时清理,以防影响机组启动。蓄电池用时间过长也会使容量下降,其容量降到额定容量的80%时或使机组不能启动时就应更换蓄电池,建议一般每2年更换一次。

7、结语

电源是通信系统的“心脏”,柴油发电机是通信系统中的备用电源,其性能和运行质量的好坏直接关系到通信网络的安全、可靠运行。因此,要注重细节,讲究规范,做好日常维护和保养工作,保证柴油发电机随时可用,为通信网络提供安全、可靠供电。



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7、

火电机组节能策略研究

近年来,随着火电技术的快速发展,机组也向大容量,自动化,高参数的方向大步前进。但是如果拿来与世界发达国家水平相比,还存在着一定的距离。加强火电机组的运行优化,节能降耗,提高经济效益,改善生态环境,是我国电力工业可持续发展的必然选择。

1我国煤炭能源现状

据了解国家煤炭“十二五”规划以大集团企业为主,电力企业要想在中间分切煤炭这块蛋糕,肯定需要加快扩张的步伐。全国煤炭工作会议上,国家发改委提出能源消费总量控制思路,对能源消费总量和用电总量同时加以控制。按照国家提出的能源控制总量目标,到2015年预计国内煤炭消耗约为37亿吨,与2011年达的35.8亿吨煤相比,中间仅相差1亿吨。

可见,巨额的消耗不得不引起关注。随着社会经济的高速发展,环保也引起全社会的关注,所以电力工业要引进竞争机制,深入改革和创新,在兴建大型机组的基础上,重视原有机组的生产效率和降低用电成本。

2火电机组在经济运行中存在的问题

2.1汽轮机热耗

汽轮机运行的品质好坏直接影响到电厂的经济效益。这种品质一般以电厂的热耗指标来衡量的。目前热耗计算与分析已成为监测气机性能的手段之一。但是由于很多汽轮机考核试验热耗远远高于设计热耗,主要是因为理论设计和实际中存在着一定的差距,再加上冗长的气机热参数数字加重了人工工作量,也使离线监测失去了实效性,无法用监测的结果来改善运行品质和节能的目的。

2.2锅炉效率不高

2.2.1我国火力发电机组的点火启动是一个主要以燃油消耗的巨大过程,此过程不但耗费燃料油,而且增多用电成本,是电力工业节能降耗的攻坚难题。

2.2.2机组自投产以来,锅炉运行状况基本良好,各主要热力参数基本能达到设计值,能达到50%锅炉负荷时脱油稳燃能力,排烟温度比设计值稍低。但是锅炉内未燃尽造成的热损失。存在的主要问题是锅炉启停过程油耗较高,以降低启停油耗为目的提出锅炉燃烧器、油枪改造问题。

2.3热力系统及辅机设备不完善

国产引进型机组的试验热耗率比设计或经系统和参数修正后的热耗率大得多。一般试验与设计热耗率相差221.2~616.2kJ/(kW·h),修正量(试验与修正后热耗率相差)达233.2~499.5kJ/(kW·h),折合机组发电煤耗率8.7~18.7g/(kW·h)。而进口同类型机组(宝钢、福州、大连)试验热耗率与设计或修正后的热耗率则十分接近,有的机组试验热耗率不经任何修正甚至比设计热耗率还低。相比之下,说明国产引进的机组热力系统及设备不尽完善。

3火电机组节能的策略分析

3.1提高汽轮机的效率

3.1.1汽轮机冷端系统是凝汽式汽轮机装置的一个重要辅助系统,其性能的好坏将直接影响整个装置的经济性和安全性。如果能能提高凝汽器的真空度、减少凝汽器的冷却面积或减少循环冷却水流量,加强冷端系统运行管理和进行技术检测,实施优化调整,将会提高机组循环热效率、减少投资或降低运行成本。

3.1.2对运转多年的汽轮机组,提供合理的间隙和杜绝汽轮机本体疏水闸门排漏。提高汽轮机流通部门的改造,是提高汽轮机效率的有效途径。由此,整机改造后机组效率可提高到4个百分点,热耗率下降500千焦炭/千万时。

3.2进行锅炉优化

3.2.1锅炉等离子点火可以减少燃油,降低点火成本,电厂锅炉等离子点火技术是一种新型锅炉点火燃烧技术,现在我国国内也成功实现了等离子无油点火启动,其优点表现在:利用等离子点火技术代替燃油启动,能节省大量的燃油,而且不产生废弃物,利于环保,更降低了运行成本。

3.2.2进行锅炉节油改造,实现节能的目的,为保证锅炉效率,应按照设计或接近于设计的煤种标准提供锅炉燃烧用燃料。采用先进的节油技术,进行锅炉节油改造。首先改造油枪,采用节能油枪。比如等离子点火技术就使耗油量大大减少。或者可以采用煤粉直接点火燃烧器利用特殊的结构和先进的机理,它将使特殊结构在喷口前部形成适合煤粉气流着火燃烧的高温高浓度区域,选用短距高强度点火燃烧器专用油枪,将有限的能量全部用于加热局部高浓度煤粉,达到节约燃油的目的。其次是改造磨煤机的硬件运行系统,降低安全隐患,并删除不必要的步骤,这个过程,就能节省电能损耗。

3.3运用先进节能技术实现机组运行优化

3.3.1提高电厂自动装置的投入率,提高电厂自动装置的投入率减少运行人员操作,减轻劳动负担,同时自动装置调整较人员调节及时,调节动作较快,容易保证设备和运行参数在最佳值工作,还有助于降低厂用电量。

3.3.2合理改变运行方式,根据机组状况,合理改变运行方式,使机组或辅机在最合理的方式小运行。加强设备治理,消除设备故障,彻底根除七漏现象,减少电厂工质浪费和材料损耗

3.3.3优化电厂内机组负荷分配,优化电厂内机组负荷分配不同类型的机组,具有不同的经济性;即使同一类型的机组,由于设计、安装维护等原因,具有不同的热力特性,机组煤耗也不同。对机组本身而言,在不同工况其热效率也不同。因此,当下达总负荷指令时,在电厂内部可以对不同机组进行负荷二次分配,分配原则一般根据机组的煤耗特性或等微增率分配负荷,使全厂经济性最好。

3.3.4优化机组启、停,当电厂停一台机组备用时,电厂在不考虑消缺因素时,要考虑让煤耗高的机组优先停运。多台机组备用,机组要求启动时,优先考虑启动煤耗低的机组,这样可以降低全厂煤耗,提高经济性。

4结语

火电厂是一次能源用能大户,全年耗煤量非常巨大,提高火电厂的一次能源利用率,尽可能的降低发电成本,降低机组热耗、节约燃料、提高电厂热效率、降低发电成本,减少环境污染,已成为当今工业先进国家火力发电技术的主要发展方向。



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8、

煤矿架线电机车的变频改造

1、概述

矿用电机车是煤矿生产所需的一种主要的运输装置,目前主要采用直流电动机驱动。但是,随着交流调速技术的发展,交流调速系统的性能有了很大了提高,同时由于交流电机和直流电机相比具有功率大、效率高、无电刷和换向器,维护成本小的优点,因此用交流电动机取代直流电动机应用在矿用电机车上,已成为矿用电机车发展的趋势。

本文给出了采用矢量控制的原理和实现方法,并对所采用的控制算法进行了分析,设计了基于单片机80C196MC和智能功率模块(IPM)的矿用电机车矢量控制系统。该方案利用受控于单片机的智能功率模块产生电机的三相电压;

2、系统硬件设计

本文设计的整个调速系统由主电路、单片机控制电路和反馈量检测电路组成。

主电路是由逆变电路构成。其中逆变电路采用IPM智能功率模块完成功率变换;单片机控制电路以80C196MC单片机为控制核心,包括存储器扩展电路和一些外围电路如:键盘显示电路、复位电路、系统保护电路等等。单片机控制电路主要负责数据处理矢量控制算法的计算、PWM波和控制信号的产生以及显示和故障处理等等任务。

反馈量检测电路主要由定子电流检测电路和转速检测电路组成,检测值送单片机处理后主要用

于矢量控制算法的计算。整个变频调速系统的主要组成部分如下图所示。

2.1智能功率模块IPM

本系统的逆变器件采用智能功率模块IPM。IPM是以绝缘栅双极晶体管IGBT为功率器件的新型模块。传统的IGBT是功率场控晶体管MOSFET和电力晶体管GTR的复合,它把MOSFET的驱动功率小、开关速度快的特点和GTR通态压降小。功率电路,缓冲电路还有门极驱动电路必须设计到足以承受和的极限值。如果功率电路漏感不够小、缓冲电路吸收不充分,瞬态过电压就会发生。同时地环路和杂散电容还会引起严重的噪声问题。

IPM智能功率模块结构

IPM共有6个主回路端(P,N,B,U,V,W)16个控制端,其中VccUVccUVccW分别为U,V,W相上桥臂控制电源输入的+端,GNDu,GNDv,GNDw分别为对应的一端;VinUVinVVinW分别为上桥臂U,V,W相控制信号输入端,Vcc,GND为下桥臂公用控制电源输入;VinXVinYVinZ分别为下桥臂XYZ相控制信号输入端;VinDB为制动单元控制信号输入端;

2.2逆变电路IPM的选择

正常工作时,电网直流供电电压U为440~660V,则经过电容滤波后的直流电压可由下式计算确定:

式中:为安全系数,一般取=1.1;

1.1为波动系数;

Ed为电容滤波后的直流电压。

关断时的峰值电压按下式计算:

式中:为关断使得峰值电压;为安全系数,一般取=1.1;1.15为过电压保护系数;为电容滤波后的直流电压;150为由引起的尖峰电压。令IGBT模块的电压额定值满足,并向上靠拢IGBT的电压等级,取。

2.3IPM的驱动隔离接口电路

驱动隔离电路是IPM主电路和控制电路之间的接口。由于IPM内置了驱动电路,与IGBT驱动电路设计相比,外围驱动电路的设计比较方便,只要能提供15V稳定的驱动电源和开关控制信号,提供低电平控制相应IGBT导通,高电平控制相应IGBT关断。

根据6N137的特点,结合实际控制需要,本文设计的IPM快速驱动隔离控制。

PWM信号先经7407驱动后,再经过电阻R2A接到光耦6N137的2脚(信号输入脚);3脚接地;右边的6脚是6N137的信号输出脚,6脚经R2C接到Q2A基极,再经Q2B驱动后接到IPM的UP端(UP端为IPM的上桥臂U相脉冲输入端)。6N137的7脚(使能端)和IPM的外部保护电路相连。上图中的7407是为了增大驱动能力而设置的,可以防止电路引线太长所造成的驱动能力的下降。

正常情况下,6N137的7脚为高电平。如果有外接的驱动脉冲信号加到光耦6N137的2脚端,当2脚端的电位为高电平,由6N137的真值表知:6脚输出为低电平,使Q2A关断,Q2B导通,则加到IPM的UP端信号为低电平,经IPM内部驱动电路使IGBT导通。反之,当2脚端的电位为低电平时,光耦输出脚6为高电平,使Q2A截止,于是UP端为高电平,经内部驱动电路使IGBT关断。

3、结论

矿井的工作条件恶劣,对电动机的防爆、防尘和防潮等特殊指标有很严格的要求,显然,直流电动机由于本身固有的结构特点,是不利于这些要求的。相比之下交流调速有着很多优点。

(1).交流电动机比直流电动机结构简单、成本低廉、工作可靠、维护方便惯量小、效率高,如果把电机车改成交流拖动,显然能够带来不少效益。

(2).由于直流电动机具有电刷和换向器,因此必须经常进行检查维修,换向火花也使它不太适合煤矿的瓦斯环境。交流电动机在运转时没有直流电动机那样的换向火花现象,因此更易实现防爆。

(3).交流调速系统可以有效节约能源。



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9、

浅析步进电机的选择与使用

随着机电一体化技术的不断发展,步进电机作为机电一体化系统中常见的执行装置得到了广泛地应用,因此生产步进电机的厂商越来越多,这就给用户在其选择上带来了一些困惑。基于这种原因,本人以目前最常用的反应式步进电机为例,主要阐述了其工作原理、机械特性、实际应用中的选择和使用,希望对广大用户在其选择上能有所帮助。

步进电机又称脉冲电动机,它是一种将电脉冲信号转变为角位移或线位移的执行电动机,它一般用作于开环控制系统的执行装置。近年来由于计算机应用技术的迅速发展,步进电机常用于和计算机组成高精度的数字控制系统。在非超载的情况下,步进电机的转速、停止的位置等只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给其加一个脉冲信号,其就会转动一个步距角,这一线性关系的存在,与其只有周期性误差而无累积误差的特点,使其在速度、位置等控制领域中得到了广泛地应用。

目前,生产步进电机的厂商有很多,但具有专业技术人员能自行开发研制的厂商却很少,大多数厂商只是处于盲目的仿制阶段,其办厂规模不是很大,甚至连最基本的专业设备都不具备,这就给我们在产品的选择上带来了一些困惑。基于这种原因,本人结合实际工作情况所积累的理论知识与实践经验,以目前最常用的反应式步进电机为例,主要阐述了其工作原理、机械特性、实际应用中的选择和使用,希望对广大用户在产品的选择上能够有所帮助。

一、反应式步进电机的工作原理

以三相反应式步进电机为例。三相反应式步进电机由定子和转子两大部分组成。在定子上有三对磁极,磁极上装有励磁绕组,励磁绕组分成三相,即A、B、C。在转子上均匀分布着四个相位差为90°的转子齿,转子上不装设绕组,为硅钢片或软磁性钢片叠成的铁心。

当步进电机A相通电,B和C相不通电时,由于A相绕组产生的磁通要经过磁阻最小的路径形成闭合磁路,这样将使转子齿1、3和定子的A相对齐。当步进电机B相通电,A和C相不通电时,由于B相绕组产生的磁通要经过磁阻最小的路径形成闭合磁路,这样将使转子齿2、4和定子的B相对齐。当步进电机C相通电,A和B相不通电时,由于C相绕组产生的磁通要经过磁阻最小的路径形成闭合磁路,这样将使转子齿1、3和定子的C相对齐。

按照A-B-C-A的通电顺序往复下去,则步进电机的转子将按一定速度沿逆时针方向旋转。反之,若按照A-C-B-A的通电顺序往复下去,则步进电机的转子将反方向转动。这种通电方式,称为三相单三拍方式。步进电机还可以使用三相双三拍(即AB-BC-CA-AB和AC-CB-BA-AC)和三相单、双六拍(即A-AB-B-BC-C-CA-A和A-AC-C-CB-B-BA-A)的通电方式。

由此可见,步进电机转速大小取决于三相控制绕组通、断电源的频率,方向取决于其通电顺序。当其定子上有m相励磁绕组时,其轴线分别与转子齿的轴线偏移1/m、2/m……(m-1)/m、1,其通电顺序按照一定相序,步进电机就能实现正反转运行,基于这种原理,我们就可以生产出各种相数的步进电机。

二、反应式步进电机的机械特性

1、步距角及步距角精度。步距角是指给步进电机输入一个脉冲后其所转过的角度,即Ψ=360°/(KmZ),其中m为相数;Z为转子齿数;K为通电方式,全步方式K=1,半步方式K=2,通常在步进电机的参数表中给出两个步距角。与工作原理相对应的步进电机全步方式时,其步距角为30°;半步方式时,其步距角为15°。步距角精度是指步进电机在空载状态下每步转过角度与理论角度之差,一般其步距角精度小于10′。

2、静态特性。1)矩角特性:指在不改变通电状态的条件下,步进电机静转矩与失调角之间的关系,即T=-kI2sin,其中k为转矩常数;I为控制绕组电流;为失调角;2)最大静转矩:矩角特性中静转矩的最大值,即Tmax=kI2。

3、动态特性。1)矩频特性:指输出转矩与输入频率的关系。在负载转矩一定的条件下,步进电机运行频率必须小于对应的频率值,否则就会出现失步;2)惯频特性:指转动惯量与输入频率的关系;3)起动频率:指步进电机在带动一定负载时,不失步起动的最高频率;4)运行频率:指步进电机不失步运行的最高频率。起动时,步进电机需要足够长的时间加速才能保证不失步,因此,在实际应用中选用的运行频率应该高于起动频率。

三、步进电机的选择

步进电机的选择主要通过确定步距角、静转矩、电流的大小,就能确定其型号了。

1、步距角的选择

步进电机步距角的选择取决于系统负载分辨率的要求,将系统负载所要求的最小分辨率换算到步进电机的轴上就是此时步进电机应走过的角度,步进电机的步距角应该等于或小于该角度。在实际应用中,步进电机的步距角一般有1.5°/3°(三相)、0.9°/1.8°(二相或四相)、0.36°/0.72°(五相)等等。

2、静转矩的选择

步进电机静转矩的选择取决于系统负载种类的要求,系统负载的种类分为摩擦负载和惯性负载。步进电机直接起动时要考虑摩擦负载和惯性负载;加速起动时主要考虑惯性负载;恒速运行时主要考虑摩擦负载。在实际应用中,步进电机的静转矩一般为摩擦负载的2-3倍的范围内,步进电机的静转矩一旦确定下来,那么步进电机的几何尺寸,即机座就能确定下来了。

3、电流的选择

步进电机电流的选择取决于系统的矩频特性,步进电机的静转矩一定时,电流参数不同,其运行性能也不同。在实际应用中,步进电机的转速越高,力矩就越大,则要求其电流就越大,驱动电源的电压就越高。要使步进电机的电流大,尽可能提高驱动电源的电压,就必须选择小电感大电流的步进电机。

四、步进电机的使用

1、步进电机适用于低速场合,其最高工作转速一般在300-600r/min,可通过减速装置使其在此范围内进行工作,此时步进电机的工作效率较高,噪声较低;2、步进电机最好不使用整步状态,因为整步状态时步进电机的振动较大;3、步进电机的标称电压值为12V时可以使用12V的驱动电源,除此之外,其他步进电机的驱动电源可以根据驱动器进行选择;4、步进电机拖动惯量较大的负载时,应该选择较大机座号的步进电机;5、步进电机要求较高速运行时,应该采用逐渐升频提速的方法。这样做的好处是:一能够使步进电机不失步;二能够使步进电机在运行中减少噪声;三能够使步进电机提高停车的定位精度;6、步进电机要求较高精度运行时,应该采用机械减速、提高步进电机转速的方法,或采用高细分数的驱动器驱动步进电机的方法,或采用5相步进电机的方法;7、在实际应用中,应该遵循先选步进电机再选步进电机驱动器的原则。



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