三相異步電動機論文精選(九篇)

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第1篇：三相異步電動機論文范文

[關(guān)鍵詞]軟啟動控制器；電動機；節(jié)能啟動運行

中圖分類號：TM343 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）14-0089-01

三相異步電動機由于其具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、檢修維護方便、以及價格便宜等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用到各工程領(lǐng)域，作為電能轉(zhuǎn)換為其它能量的主要動力載體。眾所周知，電動機處于直接啟動運行工況時，其啟動電流一般可以達到額定電流的8倍以上，有的甚至可以達到15倍，強大的啟動沖擊電機會對電機供配電網(wǎng)、負載機械、以及電動機自身等造成巨大沖擊破壞，不僅會影響到電機系統(tǒng)以及其拖動的機械設(shè)備的綜合使用壽命，同時還會造成電機供電配電網(wǎng)電壓發(fā)生突降，直接影響到同一配電網(wǎng)中其它用電設(shè)備的高效穩(wěn)定運行。電動機在額定負載率附近工況范圍內(nèi)運行時，其效率較高，通常在80%左右；然而，當電動機拖動負載出現(xiàn)下降現(xiàn)象時，電機系統(tǒng)的運行效率也會隨之發(fā)生顯著下降。在電動機拖動系統(tǒng)選型設(shè)計時，通常都是按照系統(tǒng)最大負載和最壞運行條件情況來選定電機功率。在實際運行過程中，電機系統(tǒng)由于負載波動等原因，通常處于輕載（空載）或不均勻時變負載運行工況，導(dǎo)致電機運行在低效工況區(qū)，勢必會造成大量的電能損失和浪費，因此，提高電機啟動運行工況，保障整個電機系統(tǒng)具有較高的運行效率就顯得很有必要[1]。

1 電動機軟啟動及節(jié)能方法簡介

傳統(tǒng)的串聯(lián)電阻（電抗器）、并聯(lián)自藕變壓器、以及星型一三角形（Y-）等減壓啟動方式，不僅造價較高，而且電機在啟動過程中均會經(jīng)歷一個由輔助供電系統(tǒng)到工頻供電系統(tǒng)的跳躍過程，使得電機系統(tǒng)中的某些特征電參量發(fā)生特變，不能穩(wěn)定連續(xù)平滑調(diào)節(jié)啟動運行，容易導(dǎo)致電機系統(tǒng)發(fā)生機械或電氣故障，加上電機控制系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，這類控制方式經(jīng)濟性能普遍較低，因此，其逐步被軟啟動控制系統(tǒng)所取代。

由于供電距離、電機功率等造成電動機直接啟動方式，不能滿足電機系統(tǒng)配電網(wǎng)電壓降要求時，為了確保電機高效穩(wěn)定的啟動運行，應(yīng)采取相應(yīng)技術(shù)手段，通過降低電機定子電壓的啟動模式，達到限制啟動電流保障電機高效可靠啟動運行目的[2]。

基于電機控制系統(tǒng)中電動機啟動的主要特性和節(jié)能基本理論方法的基礎(chǔ)上，本文將對電機節(jié)能軟啟動器的邏輯結(jié)構(gòu)和運行效果進行詳細探討。

2 節(jié)能軟啟動控制器在電機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)功能單元組成

節(jié)能軟啟動器控制系統(tǒng)是綜合三相異步電動機啟動和運行保護為一體的節(jié)能保護啟動控制裝置，主要包括電動機軟啟動自動控制、系統(tǒng)輸出輸入能量平衡、以及電機故障保護等三大功能模塊，其具體邏輯工作原理框圖如圖1所示：

從圖1可知，當三相異步電動機處于起動過程時，控制系統(tǒng)各功能單元就會將電機機端的電壓、電流、以及轉(zhuǎn)速等信號經(jīng)相應(yīng)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號后送至控制系統(tǒng)中，與系統(tǒng)原始設(shè)定值進行動態(tài)比較分析后，計算獲得對應(yīng)的電參量偏差和偏差化率值，然后形成對應(yīng)的控制決策，通過控制系統(tǒng)觸發(fā)脈沖的寬度來動態(tài)調(diào)節(jié)晶閘管的觸發(fā)角大小，完成對電機啟動的實時控制。通過控制晶閘管觸發(fā)角的大小，達到改變晶閘管輸出電壓實現(xiàn)電機降壓軟啟動控制目的。從電動機啟動特性來看，電機起動過程中，晶閘管的觸發(fā)角會隨電機啟動過程的進行而不斷開打，從而實現(xiàn)電機從零轉(zhuǎn)速開始逐步加速無級平滑啟動控制運行。當三相異步電動機出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)就會檢測到已成的工作電壓和電流值，控制系統(tǒng)就會通過保護電路完成電機保護跳閘操作，防止電機故障進一步擴大給電機系統(tǒng)帶來更加嚴重的危害，并能通過對應(yīng)的可視化顯示界面，提醒運行人員對相關(guān)異常單元進行檢查，大大提高電機控制系統(tǒng)的人性化服務(wù)水平[3]。

2.2 軟啟動器PID控制

由于異步電動機控制系統(tǒng)是一個多參量、動態(tài)時變、非線性、強耦合的多階復(fù)雜大系統(tǒng)，很難利用一種簡潔的控制模型進行描述表達。PID控制系統(tǒng)可以通過內(nèi)部電路自動分析獲得對應(yīng)準確的控制信號，是現(xiàn)代控制系統(tǒng)中常采用的控制方式，其典型控制原理如圖2所示[4-5]：

2.3 應(yīng)用效果分析

為了分析節(jié)能軟啟動控制器在三相交流異步電動機控制系統(tǒng)中節(jié)能降耗作用，在結(jié)合前面的理論分析的基礎(chǔ)上，通過相應(yīng)的功能單元組合，形成對應(yīng)的軟啟動控制系統(tǒng)，整個系統(tǒng)基本參數(shù)為：三相異步電動機額定功率為22KW，額定電流為44A，額定電壓380V，采用市電直接供電方式。按照圖1所示的結(jié)構(gòu)將異步電動機軟啟動控制系統(tǒng)進行有效連接，通過電機控制系統(tǒng)中有無裝該節(jié)能軟啟動控制器進行比較試驗，獲得對應(yīng)的試驗數(shù)據(jù)如表1所示：

從表1可以看出，在加上節(jié)能軟啟動控制器后，電機啟動工況特性得到有效改變，不僅降低電機的啟動電流（使其比額定電壓條件下的38.5A還低，僅為34.7A），有效避免了電機啟動時強大啟動電流對電網(wǎng)和電機的影響，同時還提高了電機系統(tǒng)的功率（從0.608提高到0.852），保障電機具有較高的工作效率，達到節(jié)能降耗的目的。

3 結(jié)束語

將以晶閘管為核心的節(jié)能軟啟動控制器應(yīng)用到三相異步電動機控制系統(tǒng)中，可以有效解決了傳統(tǒng)異步電動機啟動運行性能水平較低的問題，達到了降低電機啟動電流、提高運行效率的節(jié)能降耗穩(wěn)定經(jīng)濟啟動運行目的。

參考文獻

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[3] 胡崇岳.交流調(diào)速技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

第2篇：三相異步電動機論文范文

關(guān)鍵詞：FPGA SA4828波形發(fā)生器 三相交流異步電動機 變頻調(diào)速 SPWM

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（c）-0127-02

所謂變頻就是利用電力電子器件（如功率晶體管GTR、絕緣柵雙極型晶體管IGBT）將50 Hz的市電變換為用戶所要求的交流電或其他電源。它分為直接變頻（又稱交-交變頻）和間接變頻（又稱交-直-交變頻），后者又分為諧振變頻和方波變頻。方波變頻又分為等幅等寬和SPWM變頻。常用的方法有正弦波（調(diào)制波）與三角波（載波）比較的SPWM法、磁場跟蹤式SPWM法和等面積SPWM法等[3]。

本設(shè)計所設(shè)計的題目屬于間接變頻調(diào)速技術(shù)。它主要包括整流部分、逆變部分、控制部分及保護部分等。逆變環(huán)節(jié)為三相SPWM逆變方式。

1 系統(tǒng)簡介

1.1 交流異步電動機

三相異步電動機主要由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分構(gòu)成，定子是靜止不動的部分，轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)部分，在定子與轉(zhuǎn)子之間有一定的氣隙，以保證轉(zhuǎn)子的自由轉(zhuǎn)動。異步電動機結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 SPWM技術(shù)

SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）技術(shù)，即在PWM的基礎(chǔ)之上，改變調(diào)制脈沖的方式。脈沖寬度和時間占空比按正弦規(guī)率變化，這樣輸出波形經(jīng)過適當?shù)臑V波就可以做到輸出正弦波。

產(chǎn)生SPWM信號的方法是用一組等腰三角波（稱為載波）與一個正弦波（稱為調(diào)制波）進行比較，如圖2所示，兩波形的交點作為逆變開關(guān)管的開通與關(guān)斷時刻。當調(diào)制波的幅值大于載波的幅值時，開關(guān)器件導(dǎo)通，當調(diào)制波的幅值小于載波的幅值時，開關(guān)器件關(guān)斷。

2 系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)

基于FPGA的交流異步電動機的變頻調(diào)速系統(tǒng)，以FPGA為核心控制芯片，利用SA4828芯片產(chǎn)生SPWM波，再通過驅(qū)動電路驅(qū)動逆變開關(guān)。再加上電路，保護電路等，構(gòu)成整個完整系統(tǒng)。

本設(shè)計為交流異步電動機的變頻調(diào)速，主要涉及主電路和控制電路兩大部分（如圖3）。

系統(tǒng)各組成部分簡介。

供電電源：電源部分因變頻器輸出功率的大小不同而異，小功率的多用單相220 V，中大功率的采用三相380 V電源。

整流電路：整流部分將交流電變?yōu)槊}動的直流電，必須加以濾波。此處采用三相不可控整流，用不可控的二極管組成三相橋式整流電路。它可以使電網(wǎng)的功率因數(shù)接近1。

濾波電路：此處采用電壓型變頻器，所以采用電容濾波，中間的電容除了起濾波作用外，還在整流電路與逆變電路間起到去耦作用，消除干擾。

逆變電路：逆變部分將直流電逆變成我們需要的交流電。在設(shè)計中采用三相橋式逆變，開關(guān)器件選用全控型開關(guān)管IGBT。

以上四個部分組成主電路，其余部分為控制電路。

電流電壓檢測：一般在中間直流端采集信號，作為過壓，欠壓，過流保護信號。

控制電路：采用FPGA和SPWM波生成芯片SA4828，F(xiàn)PGA芯片選ALTER公司Cyclone Ⅱ系列芯片?？刂齐娐返闹饕δ苁墙邮芨鞣N設(shè)定信息和指令，根據(jù)這些指令和設(shè)定信息形成驅(qū)動逆變器工作的信號。這些信號經(jīng)過光電隔離后去驅(qū)動開關(guān)管的關(guān)斷。從而得到與信號電路對稱的SPWM波。

此處選用電動機原始參數(shù)如下：

額定功率PN：7.5 kW；

額定電壓UN：380 V；

額定電流IN：15.6 A；

效率：86%；

功率因數(shù)：0.85；

過載系數(shù)：=2.2；

極對數(shù)：p=2。

3 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)的實驗結(jié)果

電壓頻率曲線可以分為兩段，在額定電壓一下，電壓頻率成正比。當電壓上升到額定頻率后，不在上升。

對于恒負載時，由前面章節(jié)分析可知，電動機的轉(zhuǎn)速會與其電源頻率成正比。轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系曲線如圖4所示。

4 結(jié)論

本文采用FPGA控制三相PWM波專用芯片SA4828。具有電源頻率可調(diào)，刪除窄脈沖，響應(yīng)速度快，可現(xiàn)場編程等特點。最終驗證了系統(tǒng)的可行性和有效性。系統(tǒng)中還有過流保護和過壓保護等。還可以通過FPGA監(jiān)視系統(tǒng)的其他故障，SA4828芯片還提供在緊急情況下急停的功能。在這種內(nèi)部控制保護與電路保護相結(jié)合的方式，保證了電機的安全運行。

但系統(tǒng)也存在許多不足之處，如控制方案的實現(xiàn)不夠精確，F(xiàn)PGA芯片選擇上不夠經(jīng)濟，檢測保護電路不夠完善，這些問題有待進一步研究解決。

參考文獻

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[5]楊小豹.基于FPGA的變頻調(diào)速控制[D].華僑大學(xué)碩士論文，2006.

第3篇：三相異步電動機論文范文

1.節(jié)能技術(shù)應(yīng)用前提與原則

抽油機節(jié)能技術(shù)在油田推廣應(yīng)用。一是在管理方面，推廣應(yīng)用抽油機井系統(tǒng)優(yōu)化軟件與單井自動化監(jiān)控系統(tǒng)，從源頭把關(guān)，保證系統(tǒng)效率。二是在硬件方面，主要包括抽油機、電動機、控制柜節(jié)能技術(shù)應(yīng)用；應(yīng)用節(jié)能電機，如：高滑差電機、永磁交流電機、多繞組電機、雙轉(zhuǎn)子電機等節(jié)能技術(shù)；空抽控制柜、變頻控制器和無功補償箱等控制裝置。三是從全年費用“盤子”中，分離出專項費用，實現(xiàn)“?？顚Ｓ谩?。選擇遵守以下基本原則：

優(yōu)先原則：根據(jù)區(qū)塊實際特點，在保證油井最佳產(chǎn)能的前提下，優(yōu)化參數(shù)設(shè)計、精確調(diào)整運行參數(shù)。

適用原則：通過現(xiàn)場適應(yīng)性、實用性試驗，優(yōu)選匹配最佳、節(jié)能效果最好的節(jié)能產(chǎn)品推廣應(yīng)用，避免盲目引進。

主次原則：以節(jié)能電機為主，以節(jié)能控制箱為輔的原則，同時兼顧舊機型抽油機和普通舊電機的節(jié)能技術(shù)改造，充分合理發(fā)揮節(jié)能設(shè)備優(yōu)勢，從而達到在較少資金取得較好的節(jié)能效果。

規(guī)模原則：節(jié)能拖動裝置在一定范圍內(nèi)可降低電功消耗。

2.論證節(jié)能技術(shù)與試用驗證

2.1節(jié)能技術(shù)論證

一般用節(jié)能抽油機、控制箱等節(jié)能設(shè)備較多。篩選永磁電機、空抽控制器、低壓無功計量補償裝置等節(jié)能設(shè)備，并分段實施。

交流永磁電機 采用稀土永久磁鐵代替勵磁繞組激磁，沒有轉(zhuǎn)差損耗，定子電流減小，功率因數(shù)高，電機在負載變化和電網(wǎng)電壓波動時，不存在速度波動，沒有機械傳動過程損耗。

直流無刷永磁電動機 是一種典型的機電一體化結(jié)構(gòu)。電動機定子繞組多做成三相對稱星形接法，同三相異步電動機十分相似。轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體，為檢測轉(zhuǎn)子極性，在電動機內(nèi)裝有位置傳感器（霍爾元件）。驅(qū)動器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能：接受電動機的啟動、停止、制動信號，以控制電動機的啟動、停止和制動；接受位置傳感器信號和正反轉(zhuǎn)信號，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信號，用來控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護和顯示等。

空抽控制器 是美國漢諾威專利技術(shù)，通過高分辨率傳感器檢測抽油機電機動力線電流、電壓及相位角，計算出電機運轉(zhuǎn)實時有功功率、無功功率，并根據(jù)抽油機上行、下行電流變化與抽油機加載、卸載過程的關(guān)系準確描述出抽油機加載及卸載過程的電流運行軌跡及加、卸載過程的時間變化，將采集到的數(shù)據(jù)存儲在主控制器的存儲區(qū)中，并對預(yù)置在芯片里的具有廣域代表性的數(shù)學(xué)模型進行個性化修正，找出真實反映每臺抽油機實際運行情況的電流、功率及負荷的變化規(guī)律，達到對抽油機智能化、科學(xué)化管理。通過科學(xué)控制間機抽井的啟、停狀態(tài)，防止油井空抽，達到節(jié)省能耗、降低磨損的目的。

抽油機變頻控制器 是一種輸出頻率可調(diào)的電力拖動設(shè)備，從電機轉(zhuǎn)速公式：N=60f/p×（1-S）得出，電機轉(zhuǎn)速與頻率成正比，電機在保持磁通量不變，在電壓與頻率之比為恒定值狀態(tài)，功率與電壓成正比，功率與頻率也成正比，下調(diào)頻率能降低電機輸出功率，達到節(jié)能的目的。

雙轉(zhuǎn)子柔性電動機 由兩臺同軸不同功率的異步電動機組成，互為主輔電機，不同負荷下分別對應(yīng)著主電機、輔電機、主輔電機同時運行三種狀態(tài)。自動控制裝置可根據(jù)抽油機負載情況，控制運行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，使其運行在最佳狀態(tài)。

抽油機機井整體工藝參數(shù)優(yōu)化 在保證產(chǎn)液量的情況下，抽油機井整體工藝參數(shù)優(yōu)化技術(shù)采用損失功率最低或機械采油成本最低為原則的設(shè)計方法，合理優(yōu)化抽油機井桿柱、管柱、泵型、電機、調(diào)整沖程、沖次等抽汲參數(shù)，使抽汲系統(tǒng)達到最優(yōu)，能對對檢泵作業(yè)井的參數(shù)設(shè)計和新投產(chǎn)井機、桿、泵選擇及能耗進行預(yù)測和分析。

2.2試用驗證

2006年開始，組織各采油廠對永磁交流電機、摩擦換向式抽油機、智能變速多功率超高轉(zhuǎn)差電機、直流無刷永磁電機、空抽控制器等技術(shù)產(chǎn)品，選擇不同的油田、油井進行試裝；并對節(jié)電情況進行節(jié)能測試，作如下對比。

節(jié)能率測試結(jié)果對比

③.截止2009年底，在油田隨檢泵作業(yè)應(yīng)用抽油機整體工藝參數(shù)優(yōu)化技術(shù)600多口井次，實施優(yōu)化后，泵徑增大130口井，泵徑減小52口井，沖次降低250多口井，沖次增大10口井，調(diào)大沖程16口井，應(yīng)用小功率永磁電機178口井。

④.雙轉(zhuǎn)子柔性電動機：2007年現(xiàn)場試驗4口井，平均有功功率降低0.91kW，無功功率降低13.7kVar，運行電流降低20.54A，平均單井日節(jié)電38.84kwh，節(jié)電率達20%。

⑤.加裝抽油機空抽控制器、變頻器；摩擦換向式抽油機等技術(shù)改造后，節(jié)能效果也比較明顯效。

4.認識、體會與努力方向

機械采油是一個系統(tǒng)工程，應(yīng)將采油工藝、油藏條件、地面設(shè)備、地面條件等有機結(jié)合起來，結(jié)合抽油機、油井效用年限，綜合考慮，才能取得最佳的經(jīng)濟效益。

節(jié)能抽油機電機或節(jié)能控制裝置是可以降低電能消耗，降耗低碳是進一步提高抽油井效率的主要手段之一，但要增加技術(shù)與管理環(huán)節(jié)，系統(tǒng)可靠性要降低，維護管理成本會相應(yīng)地增加，只有加大應(yīng)用規(guī)模，取得規(guī)模效應(yīng)，才能實現(xiàn)好的經(jīng)濟和社會效益。

節(jié)能型抽油機是發(fā)展方向，能與油井負荷相匹配，并有完善的保護功能；有數(shù)據(jù)采集和存儲功能；聯(lián)網(wǎng)和通信功能以及遙控遙測功能；并能適應(yīng)油田的野外環(huán)境要求，操作簡單，智能化程度高。

自動化控制是攻關(guān)方向。應(yīng)用微型計算處理機和自動適應(yīng)電子控制器進行控制、監(jiān)測，具有抽油（液）效率高、節(jié)電、功能多、安全可靠、自動化程度高、經(jīng)濟性好、適應(yīng)性強等特點、功能。

參考文獻：

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第4篇：三相異步電動機論文范文

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)教學(xué)；專業(yè)教學(xué)；教學(xué)設(shè)計

在高等教育的課程中，從人才培養(yǎng)目標或是崗位就業(yè)的角度上來說，學(xué)生往往會有重視專業(yè)課忽略基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)的情況出現(xiàn)，甚至有些專業(yè)課教師歧視基礎(chǔ)課教學(xué)的教師，認為他們?nèi)狈I(yè)技能與專業(yè)知識等。無論是課程設(shè)置還是教學(xué)本身，都不應(yīng)該脫離學(xué)生的實際情況，更不該脫離教學(xué)本身，否則將會對學(xué)生的成長、學(xué)習(xí)和就業(yè)造成不良后果。在實際教學(xué)過程中，我一直沒有放棄基礎(chǔ)課程的教學(xué)與研究，這使得我在專業(yè)課程的理論教學(xué)中，特別是復(fù)雜且抽象的知識分析或是較難理解的程序編制中，都能夠有堅實的理論基礎(chǔ)，并且能夠較好的把基礎(chǔ)課程中的知識點，引入到專業(yè)課程的教學(xué)過程中。下面以具體《電器控制與PLC應(yīng)用技術(shù)》課程中的課程內(nèi)容“三相異步電動機的啟動控制線路”的教學(xué)設(shè)計過程為例，對于在專業(yè)課程的教學(xué)設(shè)計中引用并聯(lián)系基礎(chǔ)課程教學(xué)，與大家分享共同學(xué)習(xí)。

一主要教學(xué)內(nèi)容

控制系統(tǒng)的最終對象就是電機。對于電機來說，主要是啟動、制動、正反轉(zhuǎn)控制。可列舉洗衣機的工作情況。引出問題：在生活中見到的啟動控制有哪些？引導(dǎo)學(xué)生思考：比如在大眾實習(xí)的生產(chǎn)線上都有哪些方式的啟動？結(jié)合學(xué)生所說的啟動現(xiàn)象，讓學(xué)生給不同的啟動控制起名字。再由教師總結(jié)具體啟動控制的方式分類，及優(yōu)缺點。異步電機按照內(nèi)部轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同分為鼠籠式和繞線式。工程實際多數(shù)使用鼠籠式，所以為教學(xué)重點。1.鼠籠式異步電動機直接啟動控制1）點動控制舉出生活中，機床中點動控制的例子。機床對刀等等?？膳e例畢業(yè)時裝訂論文前，裁剪論文尺寸時對刀，就是點動控制。由于控制線路簡單，可直接要求學(xué)生根據(jù)控制原理圖，分析控制過程。2）連續(xù)運行控制引出問題：點動控制應(yīng)用在啟動控制電路有什么缺點嗎？提示：按鈕和開關(guān)的區(qū)別。引出在實際生產(chǎn)中，往往要求電動機實現(xiàn)長時間連續(xù)轉(zhuǎn)動，即所謂的長動控制。根據(jù)電路以及長動控制的概念，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出自鎖的概念，并指出電路圖中哪里是自鎖環(huán)節(jié)。3）給學(xué)生幾分鐘理解并記憶自鎖的概念，可找學(xué)生按照自己的理解說出自鎖的概念。強調(diào)這是考試必考內(nèi)容，以及今后學(xué)習(xí)編程必有的環(huán)節(jié)。引導(dǎo)學(xué)生分析工作過程，學(xué)生分析講解啟動控制過程，教師總結(jié)。4）提問電路中需要加幾種保護？又由什么電器實現(xiàn)保護？（復(fù)習(xí)第一章內(nèi)容）短路保護：短路時熔斷器FU的熔體熔斷從而切斷電路，起保護作用。電動機長期過載保護：電動機長期過載時，熱繼電器才會動作，用它的常閉觸點斷開使控制電路斷電。（強調(diào)短路電流與過載電流的區(qū)別？）欠電壓、失電壓保護：通過接觸器KM的自鎖環(huán)節(jié)來實現(xiàn)。2.鼠籠式異步電動機降壓啟動控制引出問題：實際啟動時，往往要用降壓啟動，為什么？學(xué)生隨意回答。教師給予鼓勵并總結(jié)。電動機直接啟動時，定子啟動電流約為額定電流的4～7倍。這個是不可避免的。過大的啟動電流將影響接在同一電網(wǎng)上的其他用電設(shè)備的正常工作，甚至使它們停轉(zhuǎn)或無法啟動，根據(jù)歐姆定律，想要降低電流，負載不變，唯一方法就是降低電壓。因此往往采用降壓啟動。再次引出問題：讓學(xué)生大膽猜想，分析降壓啟動的方法？提示學(xué)生把這個問題聯(lián)想到簡單的物理電路中，你能想到的降低電壓的方法（基礎(chǔ)知識教學(xué)）？教師根據(jù)學(xué)生所回答的內(nèi)容，（串聯(lián)分壓，變壓器等等）總結(jié)出主要內(nèi)容。鼠籠式異步電動機常用的降壓啟動方法主要有：1）定子串電阻降壓啟動控制電路2）自耦變壓器降壓啟動控制電路3）Y-降壓啟動控制電路前二種降壓啟動的方式學(xué)生們較好理解。可以以一張原理圖作為重點，另一張控制原理圖讓學(xué)生獨立分析。但是對于第三種教學(xué)過程需要慢一些。有必要帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)一電工基礎(chǔ)，講負載星形連接、三角形連接的基礎(chǔ)知識，并在黑板上畫出二種連接的電路，分析電壓與電流的關(guān)系，讓學(xué)生指出，哪種連接方式下電壓大？降壓啟動先后連接順序應(yīng)該是怎樣的。三種方法每部分都可以讓學(xué)生根據(jù)原理，獨立分析講解電器控制原理圖，為今后閱讀分析電路做準備?？梢苑纸M討論，讓學(xué)習(xí)好的學(xué)生幫助理解較慢的學(xué)生，帶領(lǐng)落后的學(xué)生慢慢學(xué)會閱讀和分析電路圖。沒有必要由教師一步步講解，教師主要指導(dǎo)，引領(lǐng)，鼓勵學(xué)生獨立完成分析。講解后，讓學(xué)生總結(jié)出每種方法的優(yōu)缺點。

二教學(xué)反思

電動機的直接啟動或是降壓啟動電路的工作過程等知識抽象難理解，在傳統(tǒng)教學(xué)中，僅靠教師的語言描述，學(xué)生很難領(lǐng)會，并且會感到課堂枯燥乏味，會漸漸的失去學(xué)習(xí)興趣，很難堅持學(xué)習(xí)。電器控制部分的基礎(chǔ)沒有掌握好，對后面PLC編程的學(xué)習(xí)會有很大影響。而本次課的教學(xué)，教師在教學(xué)設(shè)計過程中，把復(fù)雜的知識點拆分出若干個小的知識內(nèi)容，逐步引導(dǎo)學(xué)生，由淺入深，層層深入，能夠吸引學(xué)生，激發(fā)學(xué)生在聽課學(xué)習(xí)過程中不斷思考，便于學(xué)生理解與認識。通過在專業(yè)知識的教學(xué)中，適當巧妙的引入基礎(chǔ)課程知識的教學(xué)內(nèi)容，大大簡化了專業(yè)課的知識難度，突出了基礎(chǔ)課教學(xué)的重要性，突破了教學(xué)課程容易脫節(jié)的教學(xué)難題，為后續(xù)教學(xué)特別是實訓(xùn)教學(xué)打下了堅實的理論基礎(chǔ)。

第5篇：三相異步電動機論文范文

【關(guān)鍵詞】變頻器；絕緣；變頻電動機保護裝置；差動保護；后備保護

0.引言

據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，截止2007年底，我國的各類電動機的裝機容量約為5.8億千瓦，而高壓電動機的總裝機容量在2.9億千瓦左右，其中70%左右是拖動風(fēng)機、泵類的電動機，裝機容量在2.03億千瓦，這些電動機大都由6kV驅(qū)動，它們大多工作在高能耗、低效率狀態(tài)。在我國火力發(fā)電廠中，各類泵和風(fēng)機的用電量占火力發(fā)電廠自用電量的85%左右，例如引風(fēng)機、送風(fēng)機、循環(huán)水泵等，尤其是風(fēng)機的裕量明顯過大，如果采用擋板調(diào)節(jié)，即使在機組滿負荷輸出的擋板開度也較小。如可根據(jù)所需的流量調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，就可獲得很好的節(jié)電效果，一般可節(jié)電20%～50%。

美國電力研究院早在1981就開始研究電力電子調(diào)速傳動在電廠大型異步電動機上的應(yīng)用，并在風(fēng)機和泵類負載大型異步電動機進行變頻調(diào)速現(xiàn)場試驗，對大型變頻調(diào)速裝置的經(jīng)濟性和運行可靠性得出肯定的結(jié)論。目前我國大型異步電動機應(yīng)用變頻調(diào)速還剛剛起步，但國外已經(jīng)廣泛使用，而且隨著電力電子器件的發(fā)展，高壓變頻裝置的型式多種多樣。通過長期的運行實踐表明：應(yīng)用高壓大功率變頻調(diào)速系統(tǒng)的經(jīng)濟效益良好、其可靠性也可以得到保證。

目前，進行變頻控制改造后，國內(nèi)外的大型電動機進行變頻改造后，變頻運行工況對電動機的本體絕緣帶來了一些問題，導(dǎo)致電動機的絕緣過早被破壞；同時，由于高壓電動機可以進行寬范圍的頻率調(diào)速，給原有的高壓電動機保護配置帶來了影響。尤其對作為大容量高壓電機主保護的縱聯(lián)差動保護影響最大，同時也縮小了原裝設(shè)于高壓開關(guān)柜上的電動機綜保保護裝置的保護范圍，不能為變頻電動機提供必要的保護。

本文，會簡單分析變頻運行工況下，電動機絕緣特別是匝間絕緣過早破壞的問題，同時指出現(xiàn)階段電動機保護方面存在的問題，重點建議增設(shè)變頻差動保護和變頻后備保護，以及配套使用寬頻低頻CT，從而給予變頻運行的電動機完善而可靠的保護。

1.變頻電源給電動機的絕緣帶來危害

國內(nèi)外，大批變頻調(diào)速電機絕緣過早破壞的現(xiàn)象不斷出現(xiàn)，有些變頻電機的壽命只有1到2年，甚至有些在試運行期間電機絕緣就被擊穿破壞，而且擊穿通常發(fā)生在匝間絕緣。雖然，針對此問題，業(yè)內(nèi)采取了一些應(yīng)對措施，但是并不能說變頻技術(shù)的使用對電動機本體的絕緣影響就可以減緩或者忽略。變頻器沒有影響到電動機的短期絕緣性能，但是顯著的降低了電動機的壽命[1]，對于電動機而言，每年大約承受3000億次脈動電壓的沖擊。

研究當前國內(nèi)電廠所進行的電動機變頻改造項目，發(fā)現(xiàn)基本是在普通電動機上進行，而現(xiàn)用的電動機大都是老系列產(chǎn)品，絕緣水平很差，當把這些電動機改用逆變器控制做變速電動機使用時，在絕緣可靠性方面就會產(chǎn)生很大的問題，這一點需要正視和重視。在筆者和很多電廠用戶的交流中發(fā)現(xiàn)，很多技術(shù)人員覺得變頻運行的電動機，處于低電壓、小電流環(huán)境中，故障發(fā)生幾率會大大降低，其實是不合適的，電力逆變技術(shù)的應(yīng)用給電氣絕緣技術(shù)帶來了新問題，需要更多的認識和研究。

正是如此，所以在條件允許的情況下，應(yīng)該使用專用的變頻電動機，另外，同時必須完善電動機在變頻運行工況下的保護功能，來更多的避免變頻電源對普通電動機絕緣造成的破壞。

1.1 SPWM變頻器對電動機的絕緣影響

SPWM 波形上升時間非常短，一般為50ns～0.1μs ，脈沖電壓在電機線圈中的分布非常不均勻，在電動機繞組的首端幾匝繞組上承擔了約75%-80%[2]的過電壓幅值，這樣首匝繞組承受的匝間電壓過高，甚至超過平均匝間電壓10倍以上，再加上電機端子上約2倍的過沖電壓，將會引起電動機內(nèi)部匝間局部放電，從而導(dǎo)致絕緣性能變壞使得壽命變短。

圖1 沖擊電壓在電動機線圈上的分布[3]

具有急陡前沿脈沖的電壓波施加在交流電動機繞組上時，其電壓分布與施加普通工頻電壓不同，這時電動機繞組的各個線圈上所分布的電壓是不均勻的，越是靠近電源側(cè)的線圈，其所分布的電壓值越高。

1.2變頻器到電動機連接電纜的長度形成的過沖電壓

脈沖波在電纜中的傳播脈沖波進入電纜后沿電纜傳播，當遇到波阻抗不相等時就會產(chǎn)生反射與透射。如電纜與電動機相連時，電動機為感性阻抗，其波阻抗遠大于電纜的波阻抗，因此脈沖波在電動機端會產(chǎn)生反射與透射[2]。

由于電動機與電纜的阻抗不匹配而產(chǎn)生折射和反射，反射波和折射波使電動機端子上的電壓產(chǎn)生了振蕩過電壓，此過電壓有時是50Hz 電壓的2倍之多，過沖電壓的出現(xiàn)將會引起電動機內(nèi)部匝間局部放電，從而導(dǎo)致電動機絕緣的損傷。

1.3溫升對電動機絕緣的傷害

變頻器輸出的SPWM脈沖電壓諧波成分豐富，脈沖頻率高且上升沿陡直，這種狀況與用50Hz的交流正弦波驅(qū)動電動機的狀況大不相同，在能量轉(zhuǎn)換過程中，電動機內(nèi)部將不可避免地產(chǎn)生損耗，使電動機的溫度升高。當溫升超過最高容許工作溫度時，電動機的使用壽命將大幅縮短。

對于變頻器供電的電動機而言，由于高次諧波的存在，電機內(nèi)部會產(chǎn)生以下附加損耗：①高次諧波帶來的定子和轉(zhuǎn)子附加銅損耗；②高次諧波帶來的定子附加鐵耗；③高次諧波帶來的附加雜散損耗；④三相異步電動機在高頻下運行時，集膚效應(yīng)使轉(zhuǎn)子電阻增加導(dǎo)致轉(zhuǎn)差銅耗顯著增加。這些高次諧波電壓和電流產(chǎn)生的附加損耗，致使電動機溫升增大，效率降低，輸出功率減小。另一方面，對于普通標準電動機而言，冷卻風(fēng)扇直接安裝在轉(zhuǎn)子軸上，轉(zhuǎn)速降低時，冷卻風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的三次方成比例減小，致使電動機的低頻運轉(zhuǎn)時冷卻效果大幅下降，更會加劇電動機溫升的提高。

2.變頻改造對電動機保護的影響

變頻裝置的應(yīng)用對于高壓電動機的保護產(chǎn)生了很大的影響，尤其對作為大容量高壓電機主保護的縱聯(lián)差動保護影響最大。因為常規(guī)差動保護裝置是針對不調(diào)速的電機而設(shè)計的，不能適用于寬范圍調(diào)速的高壓變頻電動機[4]，所以目前進行變頻改造的高壓電機一般都取消了差動保護，而改裝靈敏度較差的電流速斷保護，這對于高壓電機保護來說是不夠的，也不符合國家繼電保護規(guī)程的規(guī)定。

我國的繼電保護設(shè)計規(guī)范，對3kV及以上異步電動機的主保護做了如下的規(guī)定：當發(fā)生電動機繞組及引出線的相間短路時，2MW以下的電動機宜采用電流速斷保護作為主保護；2MW及以上的電動機或電流速斷保護靈敏系數(shù)不滿足要求時，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護作為主保護[10]。

根據(jù)以上的規(guī)定，高壓電動機以縱聯(lián)差動保護或者電流速斷保護作為主保護，以過負荷保護、低電壓保護和單相接地等保護作為后備保護。電流速斷保護的特點是快速可靠、簡單經(jīng)濟，但整定值要躲開電動機的啟動電流，而且如果高壓變頻器帶有輸入變壓器和大容量電容，則電流速斷保護還需要躲開變壓器的勵磁涌流和電容沖擊電流，該電流可以達到額定電流7倍，導(dǎo)致速斷保護的靈敏度低[5] [6]?？v聯(lián)差動保護的特點是靈敏度高，它的整定只需要躲開啟動時因為兩側(cè)電流互感器不一致而產(chǎn)生的不平衡電流。

高壓變頻改造的影響對于電流差動影響最大，其主要原因是變頻器的工作頻率范圍很寬泛，在低頻情況下容易引起常規(guī)CT飽和，電流測量值偏差較大。同時常規(guī)的電動機差動保護是按照工頻50Hz設(shè)計的，不能適用于寬頻率工作范圍。在此情況下，傳統(tǒng)的電流差動保護不得不退出運行，而改用靈敏度較差的電流速斷保護作為變頻電動機的主保護。

基于變頻電源對普通電動機主絕緣和匝間絕緣的危害很大[7] [8]，所以給變頻運行下的保護裝置提出了更多的技術(shù)要求，需要更完善可靠的電動機保護，在差動主保護設(shè)置的前提下，還應(yīng)該考慮匝間絕緣故障的邏輯判斷，比如設(shè)置變頻電動機的匝間保護。

3.保護功能設(shè)置

3.1差動保護

圖2 電動機工頻及變頻工況下保護配置圖

為了保證內(nèi)部故障時差動保護靈敏動作，同時防止外部故障時及電動機起動時暫態(tài)不平衡電流引起的誤動，北京四方公司CSC236D/B變頻電動機保護裝置，包含變頻差動保護和變頻后備保護，從而給予變頻運行電動機完善的保護。

同時，專門研發(fā)設(shè)計適用于變頻電動機的寬頻率范圍的CT，此 CT在寬范圍都有良好的線性度，完全滿足變頻電動機保護采樣的需要[9]。

3.2后備保護

為了變頻運行時，有相應(yīng)的后備保護反映電機的各種異常運行狀態(tài)，需要設(shè)置有速斷過流、過流保護和負序保護功能，用于檢測電機的堵轉(zhuǎn)、匝間等故障。

后備保護實時檢測變頻電動機運行頻率，并計算對應(yīng)的電流有效值，判別電機狀態(tài)。當電機工頻啟動時，對應(yīng)的保護功能退出，此時考慮采用電機原綜保裝置來完成后備保護。

當電動機在變頻方式運行時，如果發(fā)生匝間故障，故障電流水平與發(fā)生故障時刻頻率的大小有關(guān)系，為了提高負序電流保護對匝間故障的靈敏度，設(shè)置有多段定值，檢測不同頻率下的匝間故障。

4.結(jié)語

通過以上幾方面的研究，我們可以得出如下結(jié)論：

1）電力逆變技術(shù)的應(yīng)用給電氣絕緣技術(shù)帶來了新的問題，需要更多的認識和研究。國內(nèi)外，大批變頻調(diào)速電機絕緣過早破壞的現(xiàn)象不斷出現(xiàn)，有些變頻電機的壽命只有1到2年，甚至有些在試運行期間電機絕緣就被擊穿破壞，而且擊穿通常發(fā)生在匝間絕緣；

2）在筆者和一些電廠用戶的交流中發(fā)現(xiàn)，部分技術(shù)人員覺得變頻運行的電動機，處于低電壓、小電流環(huán)境中，故障發(fā)生幾率會大大降低，覺得沒有必要安裝變頻電動機保護，這其實是不合適的；

3）在條件允許的情況下，現(xiàn)場需要進行變頻改造的的電動機，應(yīng)該使用專用的變頻電動機，從電動機本體絕緣及結(jié)構(gòu)等方面給予重視；

4）基于以上分析的研究，必須增設(shè)變頻電動機保護裝置，其包含變頻差動保護和變頻后備保護，來更好的保護變頻運行的電動機。

5）北京四方公司CSC236D/B變頻電動機保護裝置，包含變頻差動保護和變頻后備保護，經(jīng)過現(xiàn)場的實際使用，裝置運行良好，可以給予變頻運行電動機完善的保護。

參考文獻：

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[3]孫雅玲，沖擊電壓對高壓交流電機定子繞組匝間絕緣的影響，防爆電機，2005，40（122）

[4]張超，張艷艷，黃生睿.大容量變頻器對電動機繼電保護的影響EJ3，繼電器，2007，35（17）

[5]馬晉輝，高壓變頻器工頻旁路設(shè)計及保護配置整定，繼電保護與自動裝置，2008，27（13）

[6]張繼業(yè)，高壓變頻裝置對電動機及繼電保護影響的探討，第二屆工業(yè)企業(yè)節(jié)電技術(shù)研討會論文集

[7]陳迎松，變頻電源對普通電動機絕緣的危害，漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報（綜合版），2004，3（2）

[8]孫雅玲，大型交流變頻調(diào)速同步電機絕緣體系及應(yīng)用，大電機技術(shù)，2003，1

[9] CSC236DB變頻電動機保護說明書

[10] SFW繼電保護技術(shù)規(guī)程GB14285-2004（2005，9，26）

第6篇：三相異步電動機論文范文

[論文摘要]低壓電網(wǎng)如何有效保持良好的工作狀態(tài)，降低電能損失，與電網(wǎng)穩(wěn)定工作、電力設(shè)備安全運行、工農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)及人民生活用電都有直接影響。分析無功補償?shù)淖饔煤椭饕胧?/p>

無功補償是借助于無功補償設(shè)備提供必要的無功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低電能的損耗，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量。

從電網(wǎng)無功功率消耗的基本狀況可以看出，各級網(wǎng)絡(luò)和輸配電設(shè)備都要消耗一定數(shù)量的無功功率，尤其是以低壓配電網(wǎng)所占比重最大。為了最大限度的減少無功功率的傳輸損耗，提高輸配電設(shè)備的效率，無功補償設(shè)備的配

置，應(yīng)按照“分級補償，就地平衡”的原則，合理布局。

一、低壓配電網(wǎng)無功補償?shù)姆椒?/p>

隨機補償：隨機補償就是將低壓電容器組與電動機并接，通過控制、保護裝置與電機，同時投切。

隨器補償：隨器補償是指將低壓電容器通過低壓保險接在配電變壓器二次側(cè)，以補償配電變壓器空載無功的補償方式。

跟蹤補償：跟蹤補償是指以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，將低壓電容器組補償在大用戶0.4kv母線上的補償方式。適用于100kVA以上的專用配變用戶，可以替代隨機、隨器兩種補償方式，補償效果好。

二、無功功率補償容量的選擇方法

無功補償容量以提高功率因數(shù)為主要目的時，補償容量的選擇分兩大類討論，即單負荷就地補償容量的選擇（主要指電動機）和多負荷補償容量的選擇（指集中和局部分組補償）。

（一）單負荷就地補償容量的選擇的幾種方法

1．美國：Qc=（1/3）Pe

2．日本：Qc=（1/4~1/2）Pe

3．瑞典：Qc≤√3UeIo×10-3(kvar)Io-空載電流=2Ie(1-COSφe)

若電動機帶額定負載運行，即負載率β=1,則：Qo根據(jù)電機學(xué)知識可知，對于Io/Ie較低的電動機（少極、大功率電動機），在較高的負載率β時吸收的無功功率Qβ與激勵容量Qo的比值較高，即兩者相差較大，在考慮導(dǎo)線較長，無功經(jīng)濟當量較高的大功率電動機以較高的負載率運行方式下，此式來選取是合理的。

4．按電動機額定數(shù)據(jù)計算：

Q=k(1-cos2φe)3UeIe×10-3(kvar)

K為與電動機極數(shù)有關(guān)的一個系數(shù)

極數(shù)：246810

K值：0.70.750.80.850.9

考慮負載率及極對數(shù)等因素，按式（4）選取的補償容量，在任何負載情況下都不會出現(xiàn)過補償，而且功率因數(shù)可以補償?shù)?.90以上。此法在節(jié)能技術(shù)上廣泛應(yīng)用，特別適用于Io/Ie比值較高的電動機和負載率較低的電動機。但是對于Io/Ie較低的電動機額定負載運行狀態(tài)下，其補償效果較差。

（二）多負荷補償容量的選擇

多負荷補償容量的選擇是根據(jù)補償前后的功率因數(shù)來確定。

1．對已生產(chǎn)企業(yè)欲提高功率因數(shù)，其補償容量Qc按下式選擇：

Qc=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm

式中：Km為最大負荷月時有功功率消耗量，由有功電能表讀得；Kj為補償容量計算系數(shù)，可取0.8～0.9;Tm為企業(yè)的月工作小時數(shù)；tgφ1、tgφ2是指負載阻抗角的正切，tgφ1=Q1/P，tgφ2=Q2/P；tgφ（UI）可由有功和無功電能表讀數(shù)求得。

2．對處于設(shè)計階段的企業(yè)，無功補償容量Qc按下式選擇：

Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)

式中Kn為年平均有功負荷系數(shù)，一般取0.7～0.75;Pn為企業(yè)有功功率之和；tgφ1、tgφ2意義同前。tgφ1可根據(jù)企業(yè)負荷性質(zhì)查手冊近似取值，也可用加權(quán)平均功率因數(shù)求得cosφ1。

多負荷的集中補償電容器安裝簡單，運行可靠、利用率較高。

三、無功補償?shù)男б?/p>

在現(xiàn)代用電企業(yè)中，在數(shù)量眾多、容量大小不等的感性設(shè)備連接于電力系統(tǒng)中，以致電網(wǎng)傳輸功率除有功功率外，還需無功功率。如自然平均功率因數(shù)在0.70～0.85之間。企業(yè)消耗電網(wǎng)的無功功率約占消耗有功功率的60%～90%,如果把功率因數(shù)提高到0.95左右，則無功消耗只占有功消耗的30%左右。減少了電網(wǎng)無功功率的輸入，會給用電企業(yè)帶來效益。

（一）節(jié)省企業(yè)電費開支。提高功率因數(shù)對企業(yè)的直接經(jīng)濟效益是明顯的，因為國家電價制度中，從合理利用有限電能出發(fā)，對不同企業(yè)的功率因數(shù)規(guī)定了要求達到的不同數(shù)值，低于規(guī)定的數(shù)值，需要多收電費，高于規(guī)定數(shù)值，可相應(yīng)地減少電費。使用無功補償不但減少初次投資費用，而且減少了運行后的基本電費。

（二）降低系統(tǒng)的能耗。補償前后線路傳送的有功功率不變，P=IUCOSφ，由于COSφ提高，補償后的電壓U2稍大于補償前電壓U1,為分析問題方便，可認為U2≈U1從而導(dǎo)出I1COSφ1=I2COSφ2。即I1/I2=COSφ2/COSφ1,這樣線損P減少的百分數(shù)為：

ΔP%=(1-I2/I1)×100%=（1-COSφ1/COSφ2）×100%

當功率因數(shù)從0.70～0.85提高到0.95時，由上式可求得有功損耗將降低20%～45%。

（三）改善電壓質(zhì)量。以線路末端只有一個集中負荷為例，假設(shè)線路電阻和電抗為R、X,有功和無功為P、Q,則電壓損失ΔU為：

U=（PR+QX）/Ue×10-3(KV)兩部分損失：PR/Ue輸送有功負荷P產(chǎn)生的；QX/Ue輸送無功負荷Q產(chǎn)生的；

配電線路：X=（2~4）R，U大部分為輸送無功負荷Q產(chǎn)生的

變壓器：X=（5~10）RQX/Ue=(5~10)PR/Ue變壓器U幾乎全為輸送無功負荷Q產(chǎn)生的。

可以看出，若減少無功功率Q,則有利于線路末端電壓的穩(wěn)定，有利于大電動機的起動。

（四）三相異步電動機通過就地補償后，由于電流的下降，功率因數(shù)的提高，從而增加了變壓器的容量，計算公式如下：

S=P/COSφ1×[（COSφ2/COSφ1）-1]

如一臺額定功率為155KW水泵的電機，補前功率因數(shù)為0.857，補償后功率因數(shù)為0.967，根據(jù)上面公式計算其增容量為：（155÷0.857）×[（0.967÷0.857）-1]=24KVA

四、結(jié)束語

在配電網(wǎng)中進行無功補償、提高功率因數(shù)和做好無功優(yōu)化，是一項建設(shè)性的節(jié)能措施。本文簡要分析了三種無功補償?shù)姆椒ê蛢煞N無功功率補償容量的選擇方法以及無功補償后的良性影響。在實際設(shè)計中，要具體問題具體分析，使無功補償應(yīng)用獲得最大的效益。

參考文獻：

第7篇：三相異步電動機論文范文

論文摘 要：該文根據(jù)中職《電氣控制》課程教學(xué)的現(xiàn)狀，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)環(huán)境、評價方式開放的前提下，提出了實施開放式教學(xué)模式的三個策略，為培養(yǎng)中職生的職業(yè)能力作出努力。

隨著教育改革的不斷深入，中職學(xué)校都在改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)手段、教學(xué)方式，努力培養(yǎng)符合企業(yè)要求的技術(shù)人員。作為電氣類專業(yè)教師，我在努力探究適合中職生實際的教學(xué)模式。該文以《電氣控制》課程的教學(xué)為例，談?wù)勗撜n程在教學(xué)中采用開放式教學(xué)模式的策略。

1 中職《電氣控制》課程教學(xué)的現(xiàn)狀

《電氣控制》課程是電氣類、機電類專業(yè)的一門必修專業(yè)課，是為學(xué)生畢業(yè)后從事電氣控制系統(tǒng)安裝、維修、管理等工作提供必要的知識和技能。從許多中職學(xué)?！峨姎饪刂啤氛n程教學(xué)情況來看，該課程的教學(xué)主要集中在理論知識介紹與實訓(xùn)器材的使用上，對理論與實踐的有機結(jié)合是遠遠不夠的。采用的教學(xué)方式是先理論知識授課，后技能實訓(xùn)。教學(xué)環(huán)節(jié)在時間與空間上安排是分散的，理論課和實訓(xùn)課存在著課時分配不合理的現(xiàn)象；從畢業(yè)生就業(yè)后的跟蹤調(diào)查來看，這些學(xué)生畢業(yè)后進入工作單位，不能完整認識電氣控制線路中的元器件，在設(shè)備安裝時也無法達到要求，更無法進行控制系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)。這說明我們的課程教學(xué)模式過于單一，強調(diào)課堂灌輸，理論與實際相脫離，造成學(xué)生知識面過窄，適應(yīng)環(huán)境的能力較弱。這種教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足學(xué)生就業(yè)的要求。

2 開放式教學(xué)模式的涵義

開放式教學(xué)模式是指在教學(xué)中，以學(xué)生為中心，以學(xué)生發(fā)展為宗旨，注重理論和實踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生掌握有效的學(xué)習(xí)方法，促進學(xué)生全面發(fā)展的教學(xué)模式。開放式教學(xué)要求教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)環(huán)境、課程評價方式都具有相應(yīng)的開放性。

1）教學(xué)內(nèi)容的開放性。隨著電氣控制技術(shù)的迅速發(fā)展，《電氣控制》課程的教學(xué)內(nèi)容必須做到不斷更新，這樣才能培養(yǎng)出適合行業(yè)發(fā)展需要的技術(shù)人員，這就是教學(xué)內(nèi)容的開放性。教學(xué)內(nèi)容的開放性要求教師了解當前電氣控制技術(shù)發(fā)展狀況，在教學(xué)時選用合適的教材和輔導(dǎo)用書，并重新整合與優(yōu)化教材的教學(xué)內(nèi)容，或編寫了具有本專業(yè)特色和適應(yīng)本專業(yè)發(fā)展的校本教材，才能實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的開放性。

2）教學(xué)形式的開放性。由于《電氣控制》課程具有基礎(chǔ)性與實踐性并重的特點，在教學(xué)中充分利用學(xué)校已有教學(xué)資源，并根據(jù)行業(yè)的發(fā)展情況，自制實訓(xùn)接線板、排故線路板、電氣控制實訓(xùn)臺，同時，還要選購相關(guān)實訓(xùn)設(shè)備，豐富教學(xué)資源。學(xué)?？梢宰寣W(xué)生走出校門，走向企業(yè)，在真實的生產(chǎn)場景中學(xué)習(xí)知識，提高實際操作能力，這就是教學(xué)形式的開放性。教學(xué)形式的開放性要求教師善于使用各種實訓(xùn)設(shè)備，在教學(xué)中能充分運用各種教學(xué)資源創(chuàng)新教學(xué)，這是實現(xiàn)教學(xué)形式開放的基礎(chǔ)。同時，教師要努力改變學(xué)生把教材知識作為唯一的知識內(nèi)容，把教師作為知識、智慧的唯一源泉，把學(xué)校、課堂作為唯一的學(xué)習(xí)場所的封閉式的學(xué)習(xí)理念，倡導(dǎo)學(xué)生在廣泛的教育資源背景下進行自主學(xué)習(xí)、主動

學(xué)習(xí)。

3）教學(xué)環(huán)境的開放性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、新的教學(xué)理念也在不斷衍生，必將把越來越豐富的教學(xué)資源和具有特定教育功能的教育環(huán)境帶入教學(xué)活動之中。課堂教學(xué)、多媒體模擬教學(xué)、模擬企業(yè)生產(chǎn)場景實訓(xùn)、到企業(yè)頂崗實習(xí)等都是中職學(xué)校常見的教學(xué)模式，這里所說的課堂、實訓(xùn)室、企業(yè)都是教學(xué)環(huán)境，《電氣控制》是一門理論與實踐結(jié)合非常緊密的課程，這就要求學(xué)生在學(xué)習(xí)時要積極思考、勤于動手，教師在選擇教學(xué)模式時要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容盡量把課堂搬到實訓(xùn)基地或企業(yè)中，讓學(xué)生與機器設(shè)備為鄰，在開放的教學(xué)環(huán)境中完成學(xué)習(xí)，這就是教學(xué)環(huán)境的開放性。教學(xué)環(huán)境的開放性，要實現(xiàn)理論課、操作課在同一個空間內(nèi)完成的目的。在教學(xué)現(xiàn)場布置各種元器件、線路樣板、機床排故設(shè)備以及有關(guān)機床線路的掛圖等，營造了優(yōu)良的課程學(xué)習(xí)環(huán)境。上理論課時，不僅有傳統(tǒng)的板書教學(xué)手段，還有實物可以加以利用講解，也可用多媒體進行演示。合理安排實訓(xùn)課的課表，將理論學(xué)習(xí)和技能操作緊密的結(jié)合在一起，杜絕理論課和實訓(xùn)課課程分離的現(xiàn)象。例如：在學(xué)習(xí)了接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路的理論知識之后，就可以在就近的實訓(xùn)區(qū)域通過操作，完成實訓(xùn)任務(wù)，使理論教學(xué)與實訓(xùn)操作融為一體。在這種環(huán)境下，學(xué)生能順利地在同一空間內(nèi)完成理論學(xué)習(xí)與技能操作。

4）課程評價方式的開放性。課程目標最終將由學(xué)習(xí)的結(jié)果來體現(xiàn)，不能沒有結(jié)果的學(xué)習(xí)，也不能學(xué)習(xí)沒有結(jié)果。傳統(tǒng)的課程評價就是單純的考試成績，學(xué)生為應(yīng)付每學(xué)期最后的一次考試而背著沉重的負擔。要想全面提高學(xué)生素質(zhì)，每門課程的評價都要給學(xué)生全面發(fā)展留有充足的時間和空間，也就是要構(gòu)建讓學(xué)生享受成功的評價。這就是課程評價方式的開放性。課程評價方式的開放性，要求教師對學(xué)生在《電氣控制》課程學(xué)習(xí)的全過程進行評價，包括課堂問題回答的積極性及正確性、作業(yè)完成情況及完成質(zhì)量、實訓(xùn)項目完成情況及完成質(zhì)量等，并隨時記錄評價結(jié)果。在評價時要少批評多激勵，讓學(xué)生感到自己可以學(xué)好。在期末，學(xué)校組織學(xué)生參加維修電工初中級考試，獲取技能等級證書。通過考證來檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

3 《電氣控制》課程采用開放式教學(xué)模式的策略

開放式教學(xué)模式體現(xiàn)在各個教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師要根據(jù)教學(xué)環(huán)節(jié)的不同，采用不同的策略，才能真正實施開放式教學(xué)，提高教學(xué)效果。

1）課堂教學(xué)采用項目教學(xué)法。在課堂教學(xué)中，要體現(xiàn)教學(xué)的開放性，必須以學(xué)生為主體的教學(xué)理念，項目教學(xué)法是一種以學(xué)生為主體的教學(xué)方法。首先根據(jù)教學(xué)要求將教材內(nèi)容項目化，然后編寫項目任務(wù)書。在教學(xué)過程中，學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動下，制定項目計劃，完成相應(yīng)操作，當學(xué)生完成相應(yīng)操作后，項目評價則采用小組同學(xué)之間互評或教師評價等方法進行。在完成項目任務(wù)過程中，教師的作用是組織、指導(dǎo)，項目教學(xué)法發(fā)揮學(xué)生的主體作用，體現(xiàn)“做中學(xué)，學(xué)中做”的教學(xué)特點，體現(xiàn)教學(xué)的開

放性。例如：學(xué)習(xí)常用主令電器的基本知識，具體教學(xué)實施步驟如下：①任務(wù)要求：熟悉主令電器的用途、會正確選用主令電器。②任務(wù)內(nèi)容：主令電器的結(jié)構(gòu)及用途、主令電器的符號和型號、主令電器的選用。③知識解讀：按鈕的結(jié)構(gòu)及用途、按鈕的符號和型號、行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)及用途、行程開關(guān)的符號和型號。④任務(wù)實施：主令電器的選用、主令電器的安裝、主令電器的常見故障及處理辦法。⑤任務(wù)評價：對常用主令電器的基本知識掌握情況、是否會選用、安裝常用主令電器。

2）實訓(xùn)教學(xué)采用“先動手，后理論，做中學(xué)”。實訓(xùn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生操作技能的重要途經(jīng)。為體現(xiàn)實訓(xùn)教學(xué)的開放性，在實訓(xùn)教學(xué)中可采用“先動手，后理論，做中學(xué)”的教學(xué)模式，即先給出實訓(xùn)任務(wù)，讓學(xué)生先自行摸索，當學(xué)生完成任務(wù)，或因?qū)W生缺少理論知識無法完成任務(wù)時，教師再講解理論，這樣讓完成任務(wù)的學(xué)生能感受探索成功的喜悅，并把理論與實踐結(jié)合起來，讓無法完成任務(wù)的學(xué)生能在理論指導(dǎo)下完成實訓(xùn)任務(wù)。這種“先動手，后理論，做中學(xué)”的教學(xué)模式是目前中職學(xué)校在廣泛推廣的教學(xué)模式。例如：安裝三相異步電動機接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路，具體教學(xué)實施步驟如下：①讓學(xué)生嘗試自行分析線路的工作原理、裝接控制電路和主電路。②讓學(xué)生使用萬用表檢測線路，確認檢測無誤后，進行空載和帶載試車。③教師解讀知識點，分析控制線路的工作原理和安裝方法。④根據(jù)教師的講解，學(xué)生進一步檢測控制線路，完成空載和帶載試車。在教學(xué)過程中，讓學(xué)生自己先動手操作，培養(yǎng)他們的線路安裝能力。當操作過程出現(xiàn)問題時，教師再講解理論，讓學(xué)生在理論指導(dǎo)下，再探索解決問題的辦法。整個過程中學(xué)生是主角，教師只起幫助、指導(dǎo)作用。

3）引導(dǎo)學(xué)生采用小組合作方法學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)的“秧苗式”座位方式和單一的教學(xué)方式，讓學(xué)生之間缺乏互相合作的機會，對學(xué)生的合作學(xué)習(xí)有阻礙作用。在教學(xué)中，可引導(dǎo)學(xué)生自愿組合，以2～3人為一個小組，實施小組合作學(xué)習(xí)。通過合作學(xué)習(xí)，鼓勵學(xué)生發(fā)揮自我意識，表現(xiàn)自己，并學(xué)會尊重別人意見，欣賞別人，增強合作精神，共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)。例如：在安裝三相異步電動機星—三角減壓起動控制線路時，小組進行分工合作：有的安裝元器件、有的裝接控制電路、有的裝接主電路，一起調(diào)試、檢測，形成互補學(xué)習(xí)。并以小組為單位，向全班匯報小組意見，接受其他同學(xué)的質(zhì)疑與教師的點撥，在和諧、自由的討論中得到問題的結(jié)論。這一過程中，讓每一個學(xué)生都主動參與，體驗成功，感受集體力量，感受到自己被尊重，從而提高自信心，提高學(xué)習(xí)興趣。同時，有助于增進團體合作的信心和興趣，有利于學(xué)生之間互相取長補短，有利于培養(yǎng)學(xué)生的集體榮譽感，有利于提高既合作又競爭的現(xiàn)代企業(yè)意識。蘇霍姆林斯基說過：“應(yīng)該讓我們的學(xué)生在每一節(jié)課上，享受到熱烈的、沸騰的多姿多彩的精神

生活?！?/p>

因此，《電氣控制》課程構(gòu)建開放式的教學(xué)體系，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容與課程培養(yǎng)體系，突破教學(xué)課堂的限制，實施開放式教學(xué)模式，讓學(xué)生大膽地把個性展現(xiàn)出來，這對中職生今后的職業(yè)發(fā)展有著重要的

作用。

參考文獻

[1] 余勝泉.論教學(xué)結(jié)構(gòu)[J].電化教育研究，2003（6）.

第8篇：三相異步電動機論文范文

【關(guān)鍵詞】感應(yīng)電機；磁鏈檢測；觀測器；滑模觀測器；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

一、引言

近年來，在交流調(diào)速領(lǐng)域矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制獲得了巨大的發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用，這兩種控制策略都能使感應(yīng)電機中耦合的電磁轉(zhuǎn)矩和磁鏈達到與直流電機類似的解耦狀態(tài)。這樣可以將感應(yīng)電機結(jié)構(gòu)上的可靠性與直流電機控制上的簡單有效結(jié)合起來，使傳統(tǒng)上可靠耐用但控制性能較差的感應(yīng)電機在很多高性能應(yīng)用場合代替了傳統(tǒng)上控制性能最好的直流電機。

要實現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩和磁鏈的解耦控制，必須得到足夠精確的磁鏈檢測值。最初矢量控制曾采用在電機槽內(nèi)埋設(shè)線圈或在定子內(nèi)表面設(shè)置磁敏元件的方式來直接檢測氣隙磁鏈信號，間接推算轉(zhuǎn)子磁鏈或定子磁鏈，這種方式有不少工藝和技術(shù)問題，轉(zhuǎn)速越低齒槽造成的檢測信號脈動影響越嚴重，磁敏元件輸出信號受溫度影響大[1]。實際中大多采用間接計算的方法，即根據(jù)感應(yīng)電機數(shù)學(xué)模型導(dǎo)出磁鏈與較容易獲得的電壓、電流及轉(zhuǎn)速間的數(shù)學(xué)關(guān)系，以此實時計算磁鏈。由于磁鏈在控制中處于被檢測反饋的地位，一般也將間接計算磁鏈稱為檢測磁鏈，在本文中，檢測磁鏈就是指間接計算磁鏈。

由于使用電機的數(shù)學(xué)模型來計算磁鏈不可避免地用到電動機的定子參數(shù)和轉(zhuǎn)子參數(shù)，所以使用的電機參數(shù)是否準確決定磁鏈估計是否準確。而感應(yīng)電機的定子和轉(zhuǎn)子參數(shù)是時變的，比如與啟動時相比，感應(yīng)電機運行時定子電阻的變化量能超過50%，而轉(zhuǎn)子電阻的變化量能超過100%[2]，因此怎樣準確檢測磁鏈，或者減小甚至消除不準確的參數(shù)對計算磁鏈造成的影響是十分重要的問題。

一般來說在感應(yīng)電機的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制中，需要檢測的磁鏈是轉(zhuǎn)子磁鏈或定子磁鏈。無論對于轉(zhuǎn)子磁鏈還是定子磁鏈，檢測磁鏈的基本方式都有電流模型法和電壓模型法[3]。電流模型根據(jù)定子電流和電機轉(zhuǎn)速的測量值來估計磁鏈，計算中的傳遞函數(shù)有負的極點，觀測值漸進收斂，但涉及到轉(zhuǎn)子時間常數(shù)這個易受電機運行條件影響的慢時變參數(shù)，需要對轉(zhuǎn)子參數(shù)進行實時辨識。電壓模型用對反電勢積分的方法來估計磁鏈，只需測定定子電壓和電流不需要電機轉(zhuǎn)速，不涉及最容易變化的轉(zhuǎn)子參數(shù)，但由于純積分環(huán)節(jié)的誤差積累和漂移問題可能導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定，尤其在低速時由于定子電阻壓降明顯，反電勢容易被測量誤差淹沒，觀測精度低，另外定子電阻在變化嚴重時還需實時辨識。為了彌補電流模型和電壓模型的缺點，有學(xué)者提出了組合使用電流模型和電壓模型的方法，在低速時主要采用電流模型而在高速時主要采用電壓模型。也有許多針對電壓模型的改進，如使用慣性環(huán)節(jié)代替純積分并補償幅值和相位。以電流模型法和電壓模型法為代表的這些方法，對于計算磁鏈而言沒有形成檢測量的反饋，因此將這些方法歸類于磁鏈的開環(huán)檢測方法。[4、5、6]

磁鏈的開環(huán)檢測方法缺少對各種干擾的抑制。在控制系統(tǒng)中抑制干擾最有效、最簡單的方法是引入反饋措施，本文討論的檢測磁鏈的幾種方法通過引入反饋來抑制擾動，可以歸類于檢測磁鏈的閉環(huán)方法。本文主要討論的磁鏈檢測方法有：（1）使用電流反饋的改進的電壓模型法；（2）現(xiàn)代控制理論的觀測器法；（3）滑模觀測器法；（4）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。這些閉環(huán)檢測磁鏈方法易于理解，算法較為簡單，比較適合實際應(yīng)用。本文的目的在于推廣比開環(huán)檢測磁鏈方法性能更優(yōu)秀的閉環(huán)檢測磁鏈方法，這四種方法都取自有實驗驗證的國內(nèi)外優(yōu)秀論文，具有一定的參考價值。

二、使用電流反饋的改進的電壓模型法

電壓模型法檢測定子磁鏈如（1）所示。由于引入了純積分，電壓模型不能抑制初始誤差和積累誤差，容易引入直流偏移。為抑制干擾減少誤差，可以參考無負載時定子電流與磁鏈的關(guān)系在電壓模型中加入電流反饋，如（2）所示[2]。其中s為定子磁鏈，us為定子電壓，is定子電流，Rs為定子電阻，箭頭表示矢量，“^”表示電流估計值，上標“*”表示定子電阻的實時辨識值。

如何選擇滑模觀測器的增益是一個比較麻煩的問題，比如滑模觀測器a中的矩陣K和L，滑模觀測器b中的k1和k2。嚴格來講需要從數(shù)學(xué)上求解觀測器的收斂條件，但在多數(shù)情況下這是難以完成的，往往通過計算機仿真來觀察選擇不同增益對計算效果的影響，并在實驗中加以驗證。

五、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）也可簡稱為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NN），可以被看作是一種通用的估計手段。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仿照人類腦部神經(jīng)組織，一般使用多層的神經(jīng)元來近似復(fù)雜函數(shù)。ANN具有學(xué)習(xí)能力和適應(yīng)能力。當需要近似的動態(tài)過程或控制律只有部分可知或數(shù)學(xué)表達非常復(fù)雜時，ANN的學(xué)習(xí)能力使其顯得非常有效。而ANN的適應(yīng)能力使其經(jīng)過有限數(shù)據(jù)集的訓(xùn)練就可獲得希望的特性。[11、12]

ANN具有密集的神經(jīng)元連接，一般每個神經(jīng)元具有多個加權(quán)輸入項和一個輸出，這個輸出可以作為多個神經(jīng)元的輸入。神經(jīng)元的計算過程是先將輸入乘以輸入通道的權(quán)值，再將所有輸入的加權(quán)結(jié)果累加，再將累加結(jié)果輸入該神經(jīng)元的非線性激活方程，最后將激活方程的計算結(jié)果經(jīng)輸出通道送出。神經(jīng)元的數(shù)學(xué)模型如：

使用較多且研究最為成熟的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，也稱前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，為分層結(jié)構(gòu)，包括輸入層、隱藏層和輸出層。輸入層并不進行運算，直接將輸入送給第一層隱藏層，每個隱藏層和輸出層的神經(jīng)元都會進行各自的運算。ANN具有的“知識”是通過學(xué)習(xí)算法在訓(xùn)練中獲得。在訓(xùn)練過程中通過誤差反饋來調(diào)節(jié)各層神經(jīng)元的輸入通道權(quán)值，直到誤差小于某目標值。

使用ANN來估計磁鏈可以避免由磁鏈計算式的數(shù)學(xué)特性帶來的缺點。這里介紹一種簡單的檢測感應(yīng)電機磁鏈的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖1所示，圖中用圓圈代表神經(jīng)元，uAs和uBs是三相定子電壓的兩相，iAs和iBs是三相定子電流的兩相，ω是電機轉(zhuǎn)速。該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有兩個隱藏層，輸入層有五個神經(jīng)元接收電機的五個可測量，輸出層有兩個神經(jīng)元，輸出ψAs和ψBs是三相靜止坐標系中定子磁鏈的兩相，也可以換成轉(zhuǎn)子磁鏈。

在選擇ANN的結(jié)構(gòu)時需要注意，太少的神經(jīng)元將導(dǎo)致訓(xùn)練算法很難收斂，即學(xué)習(xí)能力較差，而過多的神經(jīng)元會導(dǎo)致ANN的適應(yīng)性降低，達到同樣的效果需要更多的訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)?？梢钥闯鲞@種檢測磁鏈的方式與電機的數(shù)學(xué)模型沒有任何關(guān)系，對電機參數(shù)變化不敏感，更不涉及坐標變換。

ANN的一個關(guān)鍵問題是對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，現(xiàn)在比較方便的做法是用帶有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具的仿真軟件如Matlab/Simulink，使用理想的仿真模型搭建目標交流調(diào)速系統(tǒng)，將感應(yīng)電機理想的檢測數(shù)據(jù)（包括理想的磁鏈數(shù)據(jù)）饋入ANN的仿真模型，進行離線訓(xùn)練。訓(xùn)練完成后將ANN的權(quán)值數(shù)據(jù)導(dǎo)出，編程實現(xiàn)對磁鏈的實時檢測。訓(xùn)練ANN的算法有很多種，這里不再介紹。

本文將圖1所示的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測磁鏈方法歸入檢測磁鏈的閉環(huán)方法，理由如下?？紤]磁鏈檢測的開環(huán)方法，在電壓模型中只用電壓和電流即可計算磁鏈，說明電壓和電流中已包含了計算磁鏈所需的全部變量信息，在電流模型中只用電流和轉(zhuǎn)速，說明電流和轉(zhuǎn)速也包含了計算磁鏈所需的全部變量信息。在圖1所示的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測磁鏈方法中，輸入包括了電壓電流和轉(zhuǎn)速，對計算磁鏈而言這些輸入中包含的信息是冗余的，可以認為冗余的信息起到了反饋比較和校正的作用，因此可以認為該方法是閉環(huán)方法。

六、結(jié)束語

本文介紹了四種檢測感應(yīng)電機磁鏈的閉環(huán)方法，經(jīng)過調(diào)整變形，或經(jīng)過三種磁鏈（定子磁鏈、氣隙磁鏈和轉(zhuǎn)子磁鏈）間的相互推算，這些方法可以用于檢測感應(yīng)電機的任意磁鏈。

在使用電流反饋的改進的電壓模型法中，由于定子電流給定值的求解僅是從空載時的磁鏈方程出發(fā)，所以電流誤差很難完全消除，影響磁鏈估計誤差的收斂性。但這種方法可以方便的辨識定子電阻。

現(xiàn)代控制理論的觀測器法包含了定子電流的反饋，給出了觀測器的誤差方程，在數(shù)學(xué)上保證了檢測磁鏈算法具有很好的收斂性，多個可變參數(shù)的影響受到抑制。

滑模觀測器法設(shè)計實現(xiàn)較為簡單，魯棒性好，收斂速度快，但其動態(tài)的理論分析較為困難，為保證計算穩(wěn)定收斂經(jīng)常需要大量的仿真來確定滑模觀測器的增益矩陣。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法檢測磁鏈與電機方程和參數(shù)都無關(guān)，對干擾和參數(shù)準確性不敏感。

在不同的應(yīng)用條件下，這些方法的優(yōu)劣可能不同，應(yīng)綜合考慮，選擇合適的方法，并作調(diào)整改進。另外這些方法僅僅是各自核心理論的一種應(yīng)用方式，也許現(xiàn)在已有了類似但更優(yōu)秀的磁鏈檢測方法。

為進一步提高檢測磁鏈的精度，應(yīng)進一步降低參數(shù)不準和變化帶來的估計誤差，需要對電機參數(shù)尤其是定子電阻和轉(zhuǎn)子時間常數(shù)進行實時辨識。

參考文獻

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第9篇：三相異步電動機論文范文

論文摘要：中職電工電子專業(yè)正面臨新的考驗。根據(jù)國際國內(nèi)形勢、市場需要，尋求合理科學(xué)的電工電子教學(xué)改革方案迫在眉睫，本文就電工電子專業(yè)課程設(shè)置，實習(xí)方法以及師生的評價方式做了闡述。

1 中職電工電子專業(yè)面臨嶄新的形式

1.1 政策和形勢分析 電子信息是新興的高科技產(chǎn)業(yè)，是符合政府倡導(dǎo)的低碳產(chǎn)業(yè)，有“朝陽產(chǎn)業(yè)”之稱，具有天然的發(fā)展優(yōu)勢，有著巨大的潛力和廣闊發(fā)展前景，必然會成為世界第一大產(chǎn)業(yè)，各行業(yè)大都需要電子信息工程專業(yè)人才，有薪金高、工作環(huán)境優(yōu)雅的特點。2009.4.16國務(wù)院公布了備受關(guān)注的《電子信息產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》），《規(guī)劃》指出，未來三年，電子信息產(chǎn)業(yè)銷售收入保持穩(wěn)定增長，產(chǎn)業(yè)發(fā)展對GDP增長的貢獻不低于0.7個百分點，三年新增就業(yè)崗位超過150萬個?！兑?guī)劃》具體來說，要圍繞九個重點領(lǐng)域展開：要確保計算機、電子元器件、視聽產(chǎn)品等骨干產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定增長，增強計算機產(chǎn)業(yè)競爭力，加快電子元器件產(chǎn)品升級，推進視聽產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型；要突破集成電路、新型顯示器件、軟件等核心產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，完善集成電路產(chǎn)業(yè)體系，突破新型顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸，提高軟件產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展能力；要在通信設(shè)備、信息服務(wù)、信息技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域培育新的增長點，加速通信設(shè)備制造業(yè)大發(fā)展，加快培育信息服務(wù)新模式新業(yè)態(tài)，加強信息技術(shù)融合應(yīng)用。2012年是電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)并存的一年。全球金融危機的壓力有所緩解，我國經(jīng)濟，乃至世界經(jīng)已走出低谷，在各級政府及企業(yè)積極努力、采取各種有效應(yīng)對措施的情況下，全行業(yè)發(fā)展將存在較大的空間和機遇。從政府層面看，我國政府為抵御國際經(jīng)濟環(huán)境對我國的不利影響，實行了積極的財政政策和適度寬松的貨幣政策，出臺了更加有力的擴大內(nèi)需措施，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好機遇。從戰(zhàn)略層面看，信息化和工業(yè)化融合，為產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級提供了有利環(huán)境，表現(xiàn)在以下兩個方面：一是黨的十七大提出要大力推進信息化和工業(yè)化融合，加快推進電子信息產(chǎn)業(yè)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的步伐。工業(yè)和信息化部成立后，大力推進信息化和工業(yè)化融合發(fā)展，積極推動工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，抓住重點領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，加快轉(zhuǎn)變工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展方式。因此，各領(lǐng)域的科技發(fā)展及信息化應(yīng)用水平仍將進一步提升，為電子產(chǎn)品的應(yīng)用和開拓工業(yè)軟件市場，創(chuàng)造了新的巨大空間。

1.2 人才需求分析 《河北省工業(yè)和信息化發(fā)展“十二五”規(guī)劃》是我省全面建設(shè)小康社會的關(guān)鍵時期，也是加快調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，走新型工業(yè)化道路的攻堅時期。改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，加快推進國民經(jīng)濟和社會信息化，實現(xiàn)由工業(yè)大省向工業(yè)強省的跨越，是我省面臨的主要任務(wù)。平板顯示項目推進半導(dǎo)體照明向通用照明、背光源、汽車照明等新的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展，重點開發(fā)白光、高亮度及功率發(fā)光二極管光源、城市照明及景觀光源、鐵路和公路信號顯示系統(tǒng)以及高檔、智能、大型美化裝飾顯示系統(tǒng)；推進應(yīng)用電子，支持網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療、安防、汽車、電力等領(lǐng)域應(yīng)用電子產(chǎn)品的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化；發(fā)展電子專用設(shè)備，培育光伏產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)智能測控設(shè)備儀表的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

根據(jù)對調(diào)研資料的分析，可以看出應(yīng)用電子行業(yè)人氣旺盛，職位有電子工程師、產(chǎn)品設(shè)計工程師、電子維修工程師、項目工程師等。電子工程師的主要職責(zé)是進行產(chǎn)品的電路設(shè)計等，必須熟悉模擬、數(shù)字電子技術(shù)，熟悉各種電子元器件，精通常用單片機的應(yīng)用。企業(yè)招聘時通常要求有應(yīng)用電子技術(shù)、電氣自動化等專業(yè)背景?，F(xiàn)代化的企業(yè)和新型的電子行業(yè)，如電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠家和技術(shù)服務(wù)型公司需要大量的電子產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、組裝、調(diào)試、操作、維護、銷售等方面的應(yīng)用性人才。

2 中職電工電子專業(yè)課程的教學(xué)改革

2.1 課程體系 德國“雙元制”課程體系編排強調(diào)以工作過程為導(dǎo)向，針對企業(yè)職業(yè)崗位的工作順序來編排相關(guān)的課程，構(gòu)成了一個與實際職業(yè)活動過程相符合的“學(xué)習(xí)領(lǐng)域”課程序列。德國馬格德堡技術(shù)應(yīng)用大學(xué)的《機電一體化專業(yè)》共14個“學(xué)習(xí)領(lǐng)域”課程，包括機電系統(tǒng)組成、綜合技能和技能拓展三個方面。①機電系統(tǒng)設(shè)置“機電系統(tǒng)、電子系統(tǒng)、電氣液組件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)”6個學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程；②綜合技能設(shè)置“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計與制作、機電設(shè)備安裝與調(diào)試、系統(tǒng)維護與故障診斷3個學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程；③技能拓展設(shè)置“工作計劃組織與結(jié)果評估、質(zhì)量管理、企業(yè)內(nèi)部信息交流、客戶信息交流、機電系統(tǒng)交付使用”5個學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程。

借鑒德國的雙元制結(jié)合我國我省的實際情況我認為中職電工電子專業(yè)建立如下的課程體系較為合理：

2.1.1 知識目標 ①掌握鉗工、電工基本操作方法和操作技術(shù)。②能獨立完成室內(nèi)線路的安裝與維修。③掌握電動機的安裝方法。④掌握三相異步電動機檢修和其他常用電動機的維修和檢修方法。⑤掌握電力變壓器的維護方法。⑥能正確使用常用電工儀表和常用電子儀表。⑦能正確安裝、調(diào)試和維修基本電子電路。⑧掌握常用低壓電器的功能、結(jié)構(gòu)、基本原理、選用原則及其拆裝維修方法。⑨掌握電動機基本控制線路的構(gòu)成、工作原理、分析方法及其安裝、調(diào)試與維修。⑩掌握常用生產(chǎn)機械電氣控制線路的方法及其安裝、調(diào)試與維修?！隽私釶LC的基本構(gòu)成和工作特點?！鍪煜LC的基本指令和編程方法。■了解以PLC為核心的控制系統(tǒng)的組成和編程技巧。

2.1.2 能力結(jié)構(gòu)及要求 ①掌握電工、電子線路的基礎(chǔ)知識；②掌握電子設(shè)備、電子產(chǎn)品常用元器件及材料的基本知識；③具有操作和使用常用電工、電子儀器、儀表的能力；④具有閱讀電子整機線路和工藝文件的初步能力；⑤具有電工、電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝管理的初步能力；⑥具有電工、電子設(shè)備、電子產(chǎn)品裝配、調(diào)試、檢測、銷售與維修的技能；⑦具有操作、使用與維護較復(fù)雜的電子設(shè)備的能力，具有操作、使用與維護較復(fù)雜的電子設(shè)備的能力。⑧具有操作、使用與維護一般電工設(shè)備的能力。⑨具有初級使用計算機的能力。

2.2 教學(xué)模式 項目課程教學(xué)模式為主，以典型產(chǎn)品或服務(wù)為載體讓學(xué)生學(xué)會完成完整工作過程的課程模式。項目可理解為一件產(chǎn)品的設(shè)計與制作，一個故障的排除，一項服務(wù)的提供，強調(diào)應(yīng)用技能獲得產(chǎn)品。項目課程的開發(fā)以典型工作任務(wù)為邏輯主線，資訊、決策、計劃、實施、檢查、評估6個步驟進行開發(fā)。教學(xué)過程體現(xiàn)以學(xué)生為主體在教學(xué)過程中，教師和學(xué)生的角色在轉(zhuǎn)變，教學(xué)從知識的傳授者轉(zhuǎn)變成為教學(xué)組織、知識傳授、問題咨詢與技術(shù)指導(dǎo)者，學(xué)生則從知識的接納者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)活動的主體與主人，體現(xiàn)教師與學(xué)生共同探討和全程參與過程，讓學(xué)生在富有吸引力、好奇與感性的氛圍中獲取今后職業(yè)生活的“鑰匙”，真正實現(xiàn)教學(xué)主體由教師向?qū)W生的轉(zhuǎn)變，由教學(xué)行為向?qū)W習(xí)行為的轉(zhuǎn)變。

2.3 采取多種實訓(xùn)途徑 采取多種實訓(xùn)途徑，強化學(xué)生職業(yè)能力與綜合職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)。①校內(nèi)實驗實訓(xùn)室。②校辦經(jīng)濟實體（實習(xí)公司）。③送往地區(qū)性行業(yè)協(xié)會教育實習(xí)中心。④社會各類企業(yè)。

3 中職電工電子專業(yè)教學(xué)評價體系改革

3.1 評價與考核目的 鼓勵學(xué)生積極參與、激發(fā)興趣、體驗成功，培養(yǎng)其熱愛專業(yè)、勇于創(chuàng)新、樂于實踐等多方面的綜合素質(zhì)。

3.2 評價與考核的原則：開放式與多元化相結(jié)合的原則 ①階段性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合；②小組評價與個體評價的結(jié)合；③理論與實踐一體化評價；④建立各門課程所特有的評價框架。

3.3 評價與考核方式 在德國，不舉行結(jié)業(yè)考試，只有期中考試和畢業(yè)考試兩次。期中考試一般在第二學(xué)年結(jié)束時進行，包括理論和實訓(xùn)考試。畢業(yè)考試則在學(xué)習(xí)結(jié)束后進行，由德國行業(yè)協(xié)會負責(zé)實施，全國統(tǒng)一考試，包括理論和技能考試。我認為我們國家也該努力建立健全各專業(yè)各工種考核機制和考試體系，如果就目前只由各個學(xué)校自己考核，標準很難統(tǒng)一，考核過程很難做出合理、客觀評價?；诖它c我國重新出臺行業(yè)規(guī)范和技能標準并實質(zhì)性落實就尤為重要。

3.4 以虛擬、模擬及仿真的實訓(xùn)條件建設(shè) 采用虛擬、模擬及仿真等現(xiàn)代化技術(shù)手段，創(chuàng)造職業(yè)氛圍，將大型機械設(shè)備設(shè)施虛擬、模擬及仿真到校內(nèi)實訓(xùn)環(huán)境，解決一些項目實訓(xùn)的難題。

綜上所述：中職電工電子專業(yè)必須緊緊把握時代脈搏，及時調(diào)整課程體系、教學(xué)方法、建立健全合理的考核體系。這樣才能讓這個專業(yè)能長久持續(xù)發(fā)展。

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