電動機(jī)的選擇

從大漠孤煙塞北，到杏花春雨江南，從山水田園牧歌，到金戈鐵馬陽關(guān)，我們在吟誦著千古名句，我們也在體味著人間百態(tài)。從大漠孤煙塞北，到杏花春雨江南，從山水田園牧歌，到金戈鐵馬陽關(guān)，我們在吟誦著千古名句，我們也在體味著人間百態(tài)。從大漠孤煙塞北，到杏花春雨江南，從山水田園牧歌，到金戈鐵馬陽關(guān)，我們在吟誦著千古名句，我們也在體味著人間百態(tài)。從大漠孤煙塞北，到杏花春雨江南，從山水田園牧歌，到金戈鐵馬陽關(guān)，我們在吟誦著千古名句，我們也在體味著人間百態(tài)。目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 2引言 4一、電動機(jī)的選擇 4（一）根據(jù)負(fù)載選擇適合動力的電動機(jī) 4（二）根據(jù)工作環(huán)境選擇相應(yīng)防護(hù)方式的電動機(jī) 4（三）根據(jù)轉(zhuǎn)速要求選擇相應(yīng)的電動機(jī)。 4（四）選擇適宜電源的電動機(jī)。 4二、電動機(jī)的安裝 5（一）安全搬運(yùn)電動機(jī) 5（二）選擇適宜的地點安裝電動機(jī) 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(jī)保護(hù)的問題 8（一）設(shè)計方案 8（二）功能 8（三）保護(hù)配置 8（四）電動機(jī)的維護(hù)保養(yǎng) 91.定期檢查電動機(jī) 92.定期除塵、潤滑 93.定期年度維修保養(yǎng) 9五、結(jié)語 9參考文獻(xiàn) 9電動機(jī)的選擇摘要電動機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種設(shè)備，是常用的動力機(jī)械，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、機(jī)械排灌、機(jī)械植保、機(jī)械脫粒、機(jī)械烘烤等方面。正確使用電動機(jī)對于促進(jìn)安全生產(chǎn)、延長電動機(jī)及配套機(jī)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(jī)逐漸大量采用高壓變頻器調(diào)速后,傳統(tǒng)的電機(jī)保護(hù)模式開始無法滿足保護(hù)要求。本文具體分析了應(yīng)用高壓變頻器后對高壓電動機(jī)保護(hù)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(hù)方案檢驗研究結(jié)果表明，此種方案可以為高壓電動機(jī)保護(hù)提供可靠支持,有利于電廠的節(jié)能降耗，且為電廠電機(jī)的可靠運(yùn)行提供了可靠保障。關(guān)鍵詞:火電廠；變頻器；繼電保護(hù)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(jī)組經(jīng)濟(jì)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(jī)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(jī)保護(hù)裝置無法滿足差動及后備保護(hù)相關(guān)的要求,在高壓變頻器的實際運(yùn)行過程中，多次發(fā)生因保護(hù)配置問題，引起故障擴(kuò)大的事故。因此，在目前越來越多的高壓電動機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)在各電廠運(yùn)用,研究高壓電動機(jī)變頻后的繼電保護(hù)配置和策略很有必要。一、電動機(jī)的選擇電動機(jī)拖動的配套機(jī)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(jī)。根據(jù)負(fù)載選擇適合動力的電動機(jī)如果農(nóng)業(yè)機(jī)械上有標(biāo)明機(jī)械功率要求，就直接選擇該功率的電動機(jī)；如果沒有標(biāo)明，則應(yīng)考慮電動機(jī)傳動過程中的動力損失和實際工作中的過載因素，電動機(jī)功率應(yīng)比農(nóng)業(yè)機(jī)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(hù)方式的電動機(jī)如果工作環(huán)境干燥、塵土較少，可以選擇普通防護(hù)型電動機(jī)；如果工作環(huán)境塵土多、濕氣大，可以選擇封閉式電動機(jī)；如果電動機(jī)需淹沒在水中工作，如潛水泵，則必須選擇密封式電動機(jī)。 （三）根據(jù)轉(zhuǎn)速要求選擇相應(yīng)的電動機(jī)。農(nóng)業(yè)機(jī)械工作時對電動機(jī)有一定的轉(zhuǎn)速要求，一般要求電動機(jī)轉(zhuǎn)速在1500轉(zhuǎn)/分鐘，該轉(zhuǎn)速適中，以該轉(zhuǎn)速運(yùn)行的電動機(jī)性能較強(qiáng)、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(jī)。農(nóng)用電動機(jī)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(jī)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(jī)，防止直、交流電動機(jī)混裝燒壞電動機(jī)。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(jī)的安裝電動機(jī)選擇好后要搬運(yùn)到工作場地，應(yīng)做到安全搬運(yùn)、正確安裝，確保使用安全。（一）安全搬運(yùn)電動機(jī)搬運(yùn)和安裝電動機(jī)要注意人員和電動機(jī)安全，搬運(yùn)電動機(jī)的工具要求平穩(wěn)牢靠，以免傷人或損壞電動機(jī)，搬運(yùn)電動機(jī)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(jī)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(jī)。（三）確定接線方式直流電動機(jī)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(jī)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(jī)。交流電動機(jī)的接線盒有6個接線柱，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(jī)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(jī)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(jī)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。設(shè)置安全裝置電動機(jī)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，且保證接地線與接地板、電動機(jī)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(jī)、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)等高壓輔機(jī)，負(fù)荷較大。為了滿足運(yùn)行要求，這些風(fēng)機(jī)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(jī)工頻模式下，輸出功率和機(jī)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(jī)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(jī)組全年低負(fù)荷運(yùn)行時間較長，工頻運(yùn)行的輔機(jī)低負(fù)荷時節(jié)流損失較大，耗能較嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)性較差。電機(jī)變頻運(yùn)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(jī)的運(yùn)行頻率，調(diào)節(jié)電動機(jī)速度來調(diào)節(jié)電動機(jī)輸出功率,從而調(diào)節(jié)流體流量,減小電機(jī)運(yùn)行消耗的損失，實現(xiàn)電動機(jī)效率的最優(yōu)化。另外，變頻改造后同時消除啟動電機(jī)時，對電機(jī)、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(hù)費用和違約電量造成的經(jīng)濟(jì)損失。其間接經(jīng)濟(jì)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(yùn)行的電流小且平穩(wěn)，實現(xiàn)了“軟啟動”。這樣電機(jī)可以很好的控制在低負(fù)荷運(yùn)行模式下，電機(jī)頻率，轉(zhuǎn)矩亦遠(yuǎn)小于改造前。用工頻啟動造成的影響也明顯的減少。這樣有利于延長電機(jī)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(jī)水泵類的負(fù)載；P：負(fù)載功率；K1、K1:常數(shù)；n：電動機(jī)功率由上式可知，對于風(fēng)機(jī)、水泵負(fù)載類的轉(zhuǎn)矩負(fù)載，電機(jī)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(jī)，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(jī)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(jī)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)”，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(jī)。選擇的變頻器對電纜、電機(jī)絕緣不會造成損害，且諧波也較少，相應(yīng)葉片的機(jī)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(yùn)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(hù)控制信號，其中主要的組成部分為工控機(jī)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(jī)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(jī)保護(hù)的問題電機(jī)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。此方案中要用到QS1、QS2和QS3等機(jī)構(gòu)高壓隔離開關(guān)和電動機(jī)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(yùn)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(jī)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(yùn)行過程中不必加輸出濾波器，且不必更換電機(jī)，可方便的進(jìn)行變頻控制。（三）保護(hù)配置當(dāng)電動機(jī)處于工頻運(yùn)行工況時,常規(guī)高壓電動機(jī)保護(hù)能夠滿足電動機(jī)運(yùn)行時的保護(hù)配置使用要求;當(dāng)電動機(jī)處于工頻模式下，變頻器安裝在電動機(jī)和保護(hù)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(jī)的保護(hù)配置,則保護(hù)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(hù)中，而是對電動機(jī)進(jìn)行單獨的保護(hù)。差動保護(hù)范圍區(qū)間一般設(shè)置為:差動保護(hù)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(jī)的中性點側(cè)。工頻運(yùn)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(yùn)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(jī)保護(hù)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(jī)保護(hù)裝置可以很好的進(jìn)行大范圍頻率下的變頻保護(hù)。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(jī)的運(yùn)行速度測量也是需要考慮的。（四）電動機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)經(jīng)常進(jìn)行電動機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng)，是確保電動機(jī)延長使用壽命的重要環(huán)節(jié)。定期檢查電動機(jī)檢查電動機(jī)內(nèi)外線路、導(dǎo)線的絕緣情況。如發(fā)現(xiàn)絕緣不好的要及時做好絕緣防護(hù)，如果導(dǎo)線有松動就應(yīng)該緊線并加固。電動機(jī)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(jī)。2.定期除塵、潤滑每年對電動機(jī)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(jī)運(yùn)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?？偨Y(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(jī)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)用對用電提出的要求，確保滿足保護(hù)匹配要求。在符合安全保護(hù)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(jī)保護(hù)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(jī)保護(hù)方案，同時進(jìn)行了保護(hù)校驗。結(jié)果表明這種保護(hù)模式可以為電機(jī)進(jìn)行快速、可靠的保護(hù)，有利于發(fā)電廠設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)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