發布時間:2023-10-05 10:22:26
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇交流電動機的應用,期待它們能激發您的靈感。
【關鍵詞】 交流電動機 軟起動 端電壓 綜合保護
1 前言
目前我廠各類在役電動機中交流電動機占99%以上,而交流電動機面臨的最大問題是起動問題。它包括起動時電流及起動轉矩沖擊,以及很多大功率電動機因為起動困難,對電網的沖擊也很大,因此只能盡量減少停機次數,從而造成能源的浪費。
2 電動機起動問題
三相交流電動機起動分為直接起動和降壓起動。交流電動機直接起動又稱全壓起動,它是一種最簡單的起動方法。起動時將全部電壓直接加在電動機定子繞組上,起動電流將達到4~7倍的額定電流和過高的起動轉矩,直接影響該電網上的其他電氣設備運行。當全壓起動的電動機容量愈大,供電變壓器的容量越小,這種影響越顯著。當電動機容量大于電力變壓器容量的30%時,在全壓起動的瞬間大電流沖擊下,將引起電網電壓的降低,影響到該電網內其他電氣設備的正常運轉。電壓降低可引起電機本身起動無法正常運行,嚴重時可燒毀電動機,同時全壓起動產生過高起動沖擊轉矩,還將會使連接件損壞,電動機機座變形,齒輪或齒輪箱損壞,傳送帶撕裂等。解決此類問題,一般生產機械及電力拖動電動機盡可能采用軟起動方法,即適當降低電動機端電壓,減少電動機起動電流及過大啟動沖擊轉矩等,以避免拖動系統不必要的損壞。
3 交流電動機軟啟動
隨著工業生產及工業生產機械的不斷發展,即對電動機拖動的起動性能提出了越來越高的要求。(1)電動機要有足夠大的并能平穩提升的起動轉矩和符合要求的機械特性曲線;(2)起動設備盡可能簡單、經濟、可靠、起動操作方便,直接起動是最簡單起動方式,但還要克服其起動電流大及轉矩沖擊大,對電網及拖動設備造成的危害;(3)起動電流和起動功耗盡可能小。綜上軟起動對交流電動機拖動的控制及保護是達到節能、簡化控制、優化資源的重要手段。
交流電動機軟啟動方式:一般采用(1)傳動降壓起動;(2)電子晶閘管降壓起動:(3)變頻軟起動。
3.1 傳統降壓起動
3.1.1 自耦變壓器降壓起動
定子通過自耦變壓器連接到三相電源上,降低電動機定子繞組電壓,以減小起動電流。當電動機起動后,再將其切除,其優點根據不同負載要求,起動電壓可選擇,缺點是當電動機容量較大時,變壓器體積增大,成本高。目前我公司已全部淘汰此種起動方式。
3.1.2 Y-轉換起動
所謂Y-轉換起動,起動時定子繞組為Y形連接,起動完成后,正常運行時為形連接。星形連接起動時起動電流和起動轉矩為三角形連接的三分之一。同時由于從星形轉換為三角形過程中會出現二次沖擊電流以及沖擊轉矩等問題。適用于輕載或空載起動的場合,接線時還應該注意Y-連接時要保證其旋轉方向的一致。優點是線路較簡單,投資少,缺點是轉矩特性差。
3.1.3 串電抗器或水電阻降壓起動
即在定子回路繞組中串聯電抗器或水電阻從而實現降壓起動,減小起動電流,待起動完成后再將其切除。但由于電抗器成本高,水電阻損耗大,故一般在電動機空載或輕載運行時可利用串電抗器降壓起動。由于維護復雜,空間、環境等因素,我們公司沒有采用過此種降壓起動方式。
3.2 晶閘管降壓起動
晶閘管降壓起動又稱“軟啟動器”,它采用三對反并聯的晶閘管,串接于三相電源與電動機定子回路上。利用晶閘管移相控制原理,通過微處理器的控制來改變晶閘管的開通程度,使電動機輸入電壓按預設的函數關系逐漸上升。
起動時,電動機端電壓隨晶閘管的導通角從零逐漸增大,直至達到滿足起動轉矩的要求而結束起動過程。當起動完成后,軟啟動器輸出額定電壓,旁路接觸器接通,電動機進入穩態運行狀態。
停機時,先切斷旁路接觸器,然后軟啟動器內的晶閘管導通角由大逐漸減小,使三相電壓逐漸減小,電動機轉速逐漸減小到零,完成停機過程。我公司現降壓起動都采用此種方法,它是集電動機軟啟動、軟停車和多種保護功能于一體的電動機控制裝置。軟啟動器在晶閘管兩側裝設的旁路接觸器,保證了晶閘管僅在起動、停車時工作,避免長期運行使晶閘管發熱,同時還可以避免在電動機運行時軟啟動器發生故障,可由旁路接觸器作為應急備用。缺點:價格高,晶閘管還可以引起高次諧波。軟起動器的廣泛應用,標志著電動機控制技術由傳統的電器控制時代進入了電子智能化控制時代。
3.3 變頻軟啟動
即采用電壓頻率按比例平滑上升的VVVF控制的基本原則,在起動過程中不存在大的轉差功率,有利于電動機平穩起動,從而實現降壓起動,消除了起動沖擊,避免起動功耗,且可控制起動速度,是一種真正的平滑起動方式。它可以在限流同時保持高的起動轉矩,具有保護功能強大的特點。缺點:價格高,對電網來說它可是諧波污染源,但我們利用電抗器和有源濾波器抑制諧波。雖然他也是一種軟起動裝置,但更廣泛應用在變頻調速。我們公司現在將負荷變化較大的電動機都采用變頻控制。不僅可以減少對電網沖擊,還達到了節能的目的。
4 結語
綜上所訴:傳統的降壓起動設備,其目的減少了起動電流和功耗,但同時降低電動機起動轉矩,起動效果差,并且產生二次電流沖擊、故障率高、使用受限等問題,但投資少,不會產生諧波;電子晶閘管降壓軟啟動有較好的起動特性,起動參數可調,一定程度上可解決輕載起動設備起動沖擊問題。不足之處不宜作隨載降壓節能設備用,且達不到電磁兼容的要求,另外存在價格高等問題;變頻軟起動其具有調速、節能、保護等優點,它以微電腦全數字節能化控制,對電動機提供全方位服務,不愧為電動機綜合節能保護的優選產品。
參考文獻:
[1]方圓編著.變頻器應用及維護.中國電力出版社.
本文主要針對我礦副井絞車原交流電動機和現改造后的高速直流電動機的性能特點進行分析比較并簡單介紹我礦副井絞車現采用的1250KW的直流提升機電控系統。以及高速直流電動機的常見故障及現場日常維護的方法,從而實現我礦副井絞車的安全和高性能運行。
關鍵詞:交流電機 直流電機 電控系統 故障與維護
一、概述
隨著中國經濟的快速發展,各種能源的需求量不斷加大,為了適應發展的需要,煤炭作為目前中國的重要能源,必須加大自身的產量,這樣就造成了原有副井絞車交流電動機的各種弊端暴露出來,為了滿足我礦產煤量的不斷加大對副井絞車運輸能力的需求,現用高速直流電機代替原有的交流電機。直流高速電機具有優良的轉矩速率特性并能在大范圍內平滑的調速,很好的適應了運輸能力增加的需求。
二、交流電動機和直流電動機的簡介
1.原副井絞車交流電動機簡介
我礦副井絞車原交流電動機型號JRZ1000-12,功率1000KW,總重10700Kg,1987年投入使用。隨著我礦的生產能力不斷的提高,該電動機在運行過程中出現故障種類很多而且出現故障頻率也較高,
電氣故障主要有定子繞組單向運行、定子繞組首尾反接、三相電流不平衡、繞組過熱等。
2.原副井絞車交流電動機的具體缺點
2.1能耗大、控制方式落后
原副井絞車系統采用高壓交流電機切電阻控制方式,提升過程中多余電能通過電阻箱轉換為熱能。電力資源極大浪費。
原副井絞車控制系統由于控制方式所限速度階越式變化。提升速度不能由絞車司機控制隨意調整,速度不穩定,受負載影響比較大。隨著生產任務的不斷加大,副井絞車系統工作任務也不斷增大,從而使受負載影響大的缺點不斷發生。
2.2抱閘系統不完善、維護工作量大
原副井絞車系統的抱閘系統頻繁參與絞車減速控制,使閘盤的磨損異常大,不利于閘盤保養和維護。原副井絞車電控系統柜體較多,自動化程度不高、故障率高、噪音大,從而增大了維護的工作量而且不滿足生產的增大的要求,影響生產任務的順利完成,增大了完成單位生產任務所需要的時間。
三、高速直流電動機在副井絞車中的應用效果
經過我礦及運轉隊專業技術人員的不斷研究并且經過我礦領導的審核最終決定用控制更加方便、性能更加優良的高速直流電動機代替原有的交流電動機,并更換了原有的控制系統采用了更先進的自動控制系統,使我礦副井絞車的控制更加的精密、更加的趨于完善。高速直流電動機具有優良的轉矩速率特性并能在大范圍內平滑的調速,很好的適應了我礦運輸能力增加的需求。我礦現副井絞車高速直流電動機為上海電氣集團電機廠有限公司生產。
主電動機數據:
主電動機型號:Z710-400型直流電動機
主電動機功率:1250kW,750V;580rpm。
電樞電壓:750V,電樞電流: 1773A。
勵磁電壓:220V。
過載能力:2倍額定電流60秒,切斷電流2.25倍額定電流,總重10000Kg。
高速直流電動機具有優良的轉矩速率特性并能在大范圍內平滑地調速。能夠滿足我礦生產任務不斷加大的需求。電控系統應用方案
1.高壓供電系統
提升機房兩回~6kV ,50HZ電源分別引自礦井工業場地變電所6kV不同母線段,由兩路高壓電纜分別引向提升設備的高壓進線柜,一路工作,一路備用,故障后手動切換。兩路進線互為閉鎖。選用GG—1ZF型封閉式高壓開關柜,高壓開關柜按4臺配置:高壓進線柜2臺:提供雙進線電源,電纜下進線;主整流變供電2臺。
2.電控系統主回路傳動系統
提升機的驅動裝置應能夠適應提升機的各種工作情況,按照預定的速度和提升要求實現平穩地啟動、運行、減速、制動、停車。在整個循環中,應使鋼絲繩的振動最小,井口停車必須準確無誤誤差不超過±20mm。驅動電動機及其供電裝置應有足夠的過載能力,以適應副井提升負載變化大的特點。最大過載能力不低于額定值的2倍。
調節系統采用SIEMENS 6RA70裝置實現數字式速度、電流、位置閉環控制,全數字調節的動、靜態技術性能滿足提升機四象限運行要求,并滿足提升工藝要求的過載能力和安全系數,具有優良的動、靜態品質指標。
3.上位監控系統
工控機和彩色終端組成上位機監控系統,監控系統通過與PLC通訊采集數據實現多畫面實時監控,多參量數碼及曲線顯示和記錄,各種故障的報警及記錄。
監控畫面主要有;電控系統構成,系統狀態圖,速度曲線,電流曲線,圖形化安全回路圖,當前故障報警,歷史故障記憶,故障判斷及診斷,生產報表的完整資料。
四、采用高速直流電動機所帶來的好處
1.降低了能量損耗
原副井絞車系統采用高壓交流電動機切電阻控制方式,提升過程中多余電能通過電阻箱轉換為熱能。電力資源極大浪費。
副井絞車更換為高速直流電動機電控系統后克服了能耗問題。
2.控制方式得到了提高
原副井絞車控制系統由于控制方式所限速度階躍式變化。提升速度不能由絞車司機控制隨意調整,速度不穩定,受負載影響比較大。隨著生產任務的不斷加大,副井絞車系統工作任務也不斷增大,從而使受負載影響大的缺點不斷發生。
副井絞車更換為高速直流電動機電控系統后。高速直流電控系統采用無極調速控制方式,絞車提升過程中,提升速度由絞車司機控制隨意調整。加/減速時速度平穩變化。速度不受負載所影響。
3.抱閘系統得到了優化
原副井絞車系統的抱閘系統頻繁參與絞車減速控制,使閘盤的磨損異常大,不利于閘盤保養和維護。
高速直流電控系統報閘系統只起到定位作用。不參與速度控制。減小了閘盤的磨損,提高了閘盤的使用率,節約了大量的資金。
4.減小了維護工作量
原副井絞車電控系統柜體較多,自動化程度不高、故障率高、噪音大,從而增大了維護的工作量而且不滿足生產的增大的要求,影響生產任務的順利完成,增大了完成單位生產任務所需要的時間。
高速直流電控系統柜體少,自動化程度高,故障率低,噪聲小。提高了系統長時間穩定運行的能力,保證了我礦副井絞車的運輸能力。
關鍵詞:變頻液壓站、工作原理、變頻調速
中圖分類號: TG315.4 文獻標識碼: A 文章編號:
一、前言
隨著工業化的程度越來越高,交流電動機變頻調速技術發生了實質性的突飛猛進,變頻調速是集電力電子技術、微電子技術、控制技術于一體的產物。在變頻調速具有絕對優勢,并且它的調速性能與可靠性不斷完善,價格不斷降低,特別是變頻調試節電顯著,而且易于實現過程自動化,深受工業用戶的喜愛。下面來有筆者對變頻液壓站的工作原理進行解析。
二、變頻液壓站的工作原理
根據電動機學的工作原理,我們可以由其公式中看出:磁極對數p和轉差率s不變的情況下,電源頻率和電動機轉速n成正比,即電動機轉速n增加,電源頻率也會隨著增加;電動機轉速n下降,電源頻率也下降。在變頻液壓站的工作原理中通過這種改變異步電動機的供電頻率,從而實現改變電動機的轉速,進而實現調速的目的。交流電動機變頻調速即為這種通過改變電源頻率實現的交流電機速度調節過程。
液壓泵的輸出流量公式如下:
Q=kqn/1000=0.06kdf(1-s)/p
從上述公式可以知道,電動機電源的頻率f與液壓泵的輸出流量Q成正比,也就是說電動機電源的頻率f隨著液壓泵的輸出流量Q的增加而增加,在數值上成正比。通過調節電動機電源的頻率f來變相的調節液壓泵的輸出流量Q,即為變頻液壓站的最基本的工作原理。
變頻器主要由主回路、保護回路、控制回路組成。作為變頻液壓器的主回路,其作用是直接提供調頻調壓電源給交流電動機;在變頻器中,控制回路是根據預先設定或由閉環反饋信號的方式來控制主回路,使得主回路的電壓與頻率按一定的規律調節以及輸出,主要包括:驅動回路、冷卻控制回路、輸入/設定參數回、運算回路、電壓/電流檢測回路、速度檢測回路、壓力檢測回路等組成;保護回路則為變頻器的各個部分及電動機提供完善的保護, 如過流、過載過電壓等故障的保護,將保護回路應用在變頻器及電動機上可以使其工作具有很高可靠性。變頻器是變頻調速系統的核心部分,也是變頻液壓站最為重要的部件。其控制方式主要有開環恒壓比的控制、矢量控制、直接轉矩控制等。
交流電動機在變頻液壓站中也是個重要的元件,雖然普通的交流電動機也能實現變頻控制,但因為結構較大,慣性大,其節能效果不是特別明顯,控制精度較差,所以有很多的研究機構和廠家在減小交流電動機轉子的慣性、增強輸出扭矩做了很多的研究,且取得不少的成果。例如在日本大金工業株式會社的專利產品IPM電動機的轉子中心鑲入了四條稀土類磁石;磁石在定子產生的磁場里會產生磁石扭矩;由于電磁鋼板接近磁石時,磁力線比空氣更易于通過電磁鋼板,集中在鐵的周圍,磁力線想通過最短距離將鐵拉向左側, ,形成向左磁阻力,S極的磁力線變短,從而在箭頭方向因磁阻扭矩產生旋轉力;IPM電動機的輸出扭矩=磁石扭矩+磁阻扭矩,比同等規格普通電動機的輸出扭矩大大增加,其效率達82%以上,低速能平穩地控制在350r/min,最高轉速能達4500r/min,響應時間達0.1s。變頻液壓站大多選用的液壓泵是定量齒輪泵,因為定量齒輪泵的結構簡單,低速自吸能力強;溢流閥在系統中的作用是安全閥,冷卻器、過濾器、空氣過濾器、液位計等元件的作用跟普通的液壓系統是一樣的。
三、變頻液壓站的優缺點
1、優點
變頻液壓站相對于傳統的容積控制是一種具有全局型的新型節能傳動方式,具有以下幾方面的優點:
(1)實現了制動能的能量回收。
(2)節能效果明顯,比傳統的容積控制液壓系統節能10%~60%。
(3)可以省去帶有復雜變量機構的變量泵,而采用定量泵+變頻器+交流電動機的形式。
(4)調速范圍更廣。
(5)控制特性更高,因為其內置了PID控制和采用無速度反饋矢量控制。
(6)采用了定量泵設置,大大降低了噪聲的影響。
2、缺點
(1)相對于大功率的交流電動機來說,變頻液壓站的轉動慣量大,以及變頻器的能力的限制,使得其響應速度變慢,控制精度降低;
(2)低速穩定性差。由于液壓泵的轉速過低,自吸能力下降,低頻時會產生脈動轉矩,致使電機轉速波動,導致低頻力矩不足。
四、變頻液壓站的應用
變頻液壓站因為它調速性能良好、節能效果明顯等因素的影響,所以在液壓電梯、注塑機、液壓振動篩、飛機、液壓抓斗、機床、液壓轉向系統、制磚廠等領域獲得應用。據統計,我國電機的總裝機容量已達4億千瓦,年耗電量達6000億千瓦每時,約占工業耗電量的80%。我們相信隨著我國廣大企業節能意識的增強和變頻液壓技術的發展,變頻液壓站的應用會更加廣泛。
五、交流電動機變頻調速技術的研究方向
從上世紀70年代以來,在電力電子技術和控制理論的高速發展規模下,變頻調速技術獲得了跨越式的進展。交流電動機變頻調速的優勢豬油有一下幾個性能:效率較高、調速性能優越、啟制動性能、高功率因數、高節能效果。巨大的優勢也使得交流電動機變頻調速技術應用越來越廣泛,被國內外稱之為最有發展潛力的調速方式。目前,交流電動機變頻調速技術已成為了節能、改善環境、改善工藝流程的提高產品質量推動技術進步的一種主要手段。
交流電動機變頻調速主要有如下一些優點:
(1)實現平滑啟動,進而減輕機械的沖擊力,達到保護機械設備的目的。
(2)節電效果突出。
(3)調速范圍較為廣泛,可以實現普通異步電動機的無級調速。
(4)啟動需求電流較小,另一表現就是啟動轉矩大。
(5)調節電壓大小和頻率快慢可實現恒轉矩或者恒功率調速。
(6)對電動機具有保護功能,降低電機的維修費用。
直流電動機和交流電動機相比,而交流電動機的體積更小,重量輕,價格上相對較低,運行性能也較直流電動機優良,維護量小,因此交流電動機在各行各業的應用也比直流電動機廣泛。所以,在選擇變頻調速時,對交流電動機進行變頻調速具有更大的實用性。液壓動力傳動在工業生產上也有很大的應用。其優點有:調速方便、傳動平穩、功率體積比大,但是液壓動力傳動的缺點卻是至關重要的,因為其能量利用率不高,以至于較低了整機系統的工作效率。因此,節能一直是提升液壓動力傳動工作效率的主要困擾之一。但交流電動機變頻調速技術的出現使得這一問題得到解決。交流電動機變頻調速技術可以改變供電電源的頻率從而實現對執行機構的速度調節,使電機始始終處在高效率的工作狀態。將交流電動機變頻調速技術用于液壓系統,如簡化液壓回路,減少液壓系統的能量損失,降低噪聲等液壓系統的一些缺點,交流電動機變頻調速技術與液壓系統的結合還有一個更重要的作用,那就是減少液壓系統的能量損失,提高整個系統的效率。
六、結語
綜上所述,在進入21世紀以來,交流變頻液壓調速技術在工業中各行各業中正逐步展開應用。本文從交流電動機變頻調速技術的研究方向介紹了變頻液壓站工作原理、優缺點及其應用?,F如今,社會潛力巨大,變頻液壓技術現逐步向主控一體化、變頻控制的高性能化、變頻器的環保化、變頻器與電機的整體化、變頻控制系統的全數字化、高復合液壓的高功率控制的方向發展,相信在不久的將來,變頻液壓技術一定會給人類帶來更多意想不到的驚喜。
參考文獻:
趙秀娟 李建平:《淺議液壓傳動技術在自動化生產中的應用》,《科技與生活》,2011年
[關鍵詞]:交流電動機變頻調速西門子PLC
中圖分類號:C29 文獻標識碼:A文章編號:
引言
隨著社會的發展,在當 今的自動化控制與應用中,PLC與變頻器正日益得到普及,在以往傳統的控制方式中一般采用這樣的控制方式,即把PLC的數字量輸出點接到變頻器的輸入點來實現變頻器的啟/??刂疲裀LC的模擬量輸出點接到變頻器的模擬量輸入點來實現變頻器的速度調節。這種控制方案占用了PLC寶貴的硬件資源,有時還需要配置昂貴的模擬量模塊,成本較高。隨著PLC及變頻器通訊功能的日益增強,考慮使用兩者通訊來實現驅動設備的速度控制,想必是一較為經濟的控制方案。西門子S7系列PLC作為控制系統的核心,可提供強大的控制、網絡和組態功能,同時強大的擴展能力和廣泛的通訊能力,容易實現分布式系統結構,再結合西門子s7編程軟件和1NTOUCH組態軟件使得西門子S7系列PLC成為中型、大型自動控制領域的理想產品。
一、直流電動機與交流電動機控制在現代工業企業生產中的優缺點
變頻調速技術是一種以改變交流電動機的供電頻率采達到交流電動機調速目的的技術。從大范圍來分,電動機分為直流電動機和交流電動機兩種。直流電動機與交流電動機的應用場合都比較廣,兩者工作的基本原理相同,都是電磁感應定律,且兩者都有各自的優缺點。分析一下,直流電動機或者說是直流電機有其工作時的缺點很重要的一個原因大概就是因為換向器,這也是決定直流電機與交流電機工作方式不同的最主要原因。并且如果采用直流電源,直流電源的滑環和碳刷都要經常拆換,所以比較浪費時間,再加上成本高,換向困難,容量受到限制,不能做的很大,給人們帶來很多的麻煩。變頻調速器最為典型的應用時電機傳動調速,電機交流變頻調速技術以其優異的調速和啟動、制動性能,高效率、高功率因數,顯著的節電效果,進而可以改善工藝流程,提高產量質量,改善工作環境,推動技術進步,以及廣泛的適用范圍等許多優點而被國內外公認為最有發展前途的調速技術。
二、交流電動機的變頻調速技術
交流電動機的變頻調速技術就是要用半導體電力電子器件構成的變頻器,把交流電變成頻率可以調控的交流電,這就可以供給交流電動機,這種變頻調速技術是用來改變交流電動機的運轉速度。如果按照變換環節可以將交流電動機分為兩大類:一類是交-直-交變頻器,一類是交-交變頻器。所以變頻器利用根據這個變頻的原理可以分為直接變頻和間接變頻。變頻調速技術的應用一般有兩種:一類是用于各種靜止電源;另一類是用于電機傳動調速變頻調速器。其中最典型的應用時電機傳動調速,電機交流變頻調速技術因為啟動和調速快、制動性能,高效率、高功率因數,還有顯著的節電效果,這就可以改善工作環境,提高產量質量,改善工藝流程,極大的推動技術進步,現在已經被國內外認為最有發展潛力的調速技術。所以,只要我們共同的努力,不斷的完善交流電動機的變頻調速技術,這種技術得到更大的發展。
西門子調速裝置在現代工業企業生產中的應用
近年來隨著世界電子技術突飛猛進的發展,特別是微處理器和數字技術的發展使可編程控制器的性能和功能有了很大的提高。PLC是一種以計算機技術為基礎的,專為工業環境設計的數字運算控制裝置,具有功能齊全、使用靈活方便、可靠性高、抗干擾能力強及易于維護維修等優點。
1、PLC的選型
PLC選型方式靈活,根據控制對象和控制任務的不同,我們可以選擇不同型號的PLC及其模板類型和數量。首先我們根據具體的控制任務決定出需要采集和控制的點數, 即D1/DO點數和AI/A0點數,然后像搭積木一樣搭出所需PLC的模板配置及其模板的數量。一般來說:點數在100點以下,選用s7—200系列;點數在1 000點以下,選用S7—300系列;點數在l 000點以上,選用S7—400系列;模板的數量等于點數除以單個模板的通道數。
2、西門子S400系列PLC和施耐德ATV-71變頻器的通訊
(1)ATV-71變頻器與西門子S400系列PLC的系統組態,如下圖所示:
(2)通訊網絡
PLC與變頻器的通訊采用PROFIBUS-DP現場總線。PROFIBUS-DP是目前工控系統中最成功的現場總線之一,得到了廣泛的應用。它是不依賴于生產廠家的、開放式的現場總線,各種各樣的自動化設備均可通過同樣的接口協議進行信息的交換。PROFIBUS-DP(Distributed I/O System-分布式I/O系統)是一種經過優化的模塊,有較高的數據傳輸率,適用于系統和外部設備之間的通信,遠程I/O系統尤為合適。它允許高速度周期性的小批量數據通信,適用于對時間要求苛刻的自動化控制系統中。PROFIBUS-DP現場總線系統可使許多現場設備(如PLC、智能變送器、變頻器)在同一總線進行雙向多信息數字通訊,因此可方便地使用不同廠家生產的控制測量系統相互連接成通訊網絡。
3、PLC編程示例
PLC與變頻器之間采用從方式進行通訊,PLC為主機,變頻器為從機。1個網絡中只有一臺卞機,卞機通過站號區分不同的從機。它們采用半雙工雙向通訊,從機只有在收到卞機的讀寫命令后才發送數據。PLC控制軟件編程上采用模塊式結構,各種功能的程序模塊通過程序有機地結合起來,使系統運行穩定可靠。
(1) PLC在第一次掃描時執行初始化子程序,對端口及RCV指令進行初始化。為了增加程序的可靠性,在初始化完成后,如果檢測到端口空閑時則運行RCV指令使端口處十接受狀態初始化子程序如下:
Network 1//網絡標題檢測端口空閑可編在主程序中
//設定端口屬性
LDSM0.0
MOVB73,SMB 30
Network 2
//接收信息狀態
LDSM0.0
MOVB102,SMB 87
Network 3
LD SM0. 0
MOVB16#02,SMB88
MOVB50,SMB92
MOVB50,SMB94
R SM87.2,1
Network 4
LDSM0.0
ATCHINT1,23 / /連接口0接
收完成的中斷
Network 5
LDSMO.O
ATCHINTO.9//連接口0發送完成的中斷
完成的中斷
Network 6
LD SM0 0
ENI//中斷允許
Network 7
LD SM0.0
MOVD &VB250,VD220//裝入
【關鍵詞】礦山;生產;電動機;保養;維護
引 言
電動機是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置;電動機技術是通過線圈轉動產生電磁感應效力使得機器產生轉動的動力,形成機械能,這一過程是電能轉化為機械能的過程,是將電功率轉化為機械能功率的過程。電動機將轉化的機械能為人類的生產和生活提供源源不斷的動力。隨著電動機技術的不斷發展,電動機的種類越來越多,這些不同種類的電動機具有不同的性能、特點和作用。根據電動機工作電源的不同,可分為直流電動機和交流電動機。本文就以交流電動機為例,詳細的分析電動機故障原因以及維護保養方面的知識。
1.交流電動機的技術原理
交流電動機可分為單相電動機和三相電動機。
1.1單相交流電動機技術工作原理
單相交流電動機是人們生活中十分常見的電動機,在家用電器中得到了廣泛的應用,它一般是由一個繞組組成,是通過單相的正弦電流與繞組產生的電磁感應效力,形成電磁場,根據正弦電磁強弱的規則發生變化,形成交變磁場,我們在單相交流電動機的定子部分加入啟動的繞組,它和電動機本身的繞組形成九十度的夾角,使得在運動時間和空間中差距兩個九十度的電流運轉形成兩相旋轉的磁場,這個磁場為單相電動機提供了旋轉的動力。單相交流電動機本身的主體繞組被我們習慣性的稱作電動機的工作繞組,而定子中的繞組,被我們稱作是啟動繞組,主要起到啟動單向交流電動機的作用。在某些小型的單向交流電動機中,工作繞組和啟動繞組可以互相兌換,但是在大中型單相發電機中,由于所帶的負載較大,需要有強大的啟動動力,所以啟動繞組的線圈的匝數較多,電阻值較大,一旦將工作繞組與啟動繞組交換,比較出現反轉交換電源這種情況下難以真正啟動電動機。
2.電動機的常見故障分析
電動機在現代人們生產生活中使用相當普及,不管是工業生產,還是生活家居就會涉及到它,已經成為生產生活的必需品。電動機在礦山生產使用過程中,由于礦山生產的工作環境和超強的工作時間、也由于年久失修或者用戶未按照電動機相關說明書的要求進行合理的操作,難免會對電動機造成損壞,出現故障,下面就電動機在使用過程中經常發生的常見故障進行分析:
2.1電動機過熱
(1)電源電壓過高、電源電壓過低、電源電壓不對稱、三相電源不平衡導致電動機過熱。
(2)負載使電動機過熱的原因:
a、電動機過載運行;b、拖動的機械負載工作不正常;c、拖動的機械有故障
(3)電動機本身造成過熱的原因:
a、電動機繞組斷路;b、電動機繞組短路;c、電動機接法錯誤;d、電動機接法錯誤;e、電動機的機械故障
(4)通風散熱不良使電動機過熱的原因:
a、環境溫度過高,使進風溫度高。b、進風口有雜物擋住,使進風不暢,造成進風量小。c、電動機內部灰塵過多,影響散熱。d、風扇損壞或裝反,造成無風或風量小。e、未裝風罩或電動機端蓋內未裝擋風板,造成電動機無一定的風路。
2.2交流電動機不能起動的原因
(1)電源未接通;(2)熔絲熔斷;(3)定子或轉子繞組斷路;(4)定子繞
組接地;(5)定子繞組相間短路;(6)定子繞組接線錯誤;(7)過載或負載太大;(8)轉子銅條松動;(9)軸承中無油,轉軸因發熱膨脹,妨礙在軸承中回轉;(10)軸承損壞。(11)啟動電容損壞。(12)離心開關觸點接觸不良。
交流電動機不能起動因素很多,應根據實際情況及癥狀作詳細分析、仔細檢查,不能搞強行多次起動,尤其在起動時電動機發出異常聲響或過熱時,應立即切斷電源,在查清原因且排除后再行起動,以防故障擴大。
2.3電動機帶負載運行時轉速緩慢的原因
(1)電源電壓過低;(2)線圈或線圈組有短路點;(3)相繞組反接;(4)過載;(5)離心開關分斷轉速高。
2.4動機運轉時聲音不正常的原因
(1)定子與轉子相擦;(2)轉子風葉碰殼;(3)轉子擦絕緣紙;(4)軸承缺油或損壞;(5)波形墊圈破損;(6)電動機內有雜物。
2.5電動機外殼帶電原因
(1)電源線與接地線搞錯;(2)電動機繞組受潮,絕緣老化使絕緣性能降低;(3)引出線與接線盒碰殼;(4)局部繞組絕緣損壞使導線碰殼;(5)接地線失靈。
2.6 電動機振動的原因
(1)轉子不平衡;(2)軸頭彎曲;(3)固定電動機的地腳螺絲松動。
2.7電動機軸承過熱的原因[4]
(1)軸承損壞;(2)油過多、過少或油質不良;(3)軸承與軸配合過松走內圓或過緊;(4)軸承與端蓋配合過松走或過緊;(5)電動機兩側端蓋或軸承蓋未裝平。
3.電動機的定期檢查和保養
為了保證電動機正常工作,除了按操作規程正確使用,運行過程中注意監視和維護外還應進行定期檢查和保養。間隔時間可根據電動機的類型、使用環境決定。主要檢查和保養項目如下:
(1)及時清除電動機機座外部的灰塵、油泥。
(2)經常檢查接線板螺絲是否松動或燒傷。
(3)定期用煤油清洗軸承并更換新油,如有磨損則應更換新的軸承。
(4)定期檢查啟動設備,看觸頭和接線有無燒傷,氧化,接觸是否良好等。
(5)絕緣情況的檢查。絕緣材料的絕緣能力因干燥程度不同而異,所以保持電動機繞組的干燥是非常重要的。電動機工作環境潮濕、工作間有腐蝕性氣體等因素的存在,都會破壞電動機的絕緣。最常見的是繞組接地故障即絕緣損壞,使帶電部分與機殼等不應帶電的金屬部分相碰,發生這種故障,不僅影響電動機正常工作。還會危及人身安全。所以電動機在使用中,應經常檢查絕緣電阻,還要注意查看電動機機殼接地是否可靠。
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