变频器与电机的选择范文

变频器与电机的选择范文第1篇

随着交流调速系统的发展, 出现了架线式变频调速电机车。使三相异步电机达到和超过直流电机的起动转矩和牵引特性, 使机车带重载起动强劲有力。它与传统的直流电机车比较, 具有交流电机不易损坏, 司控器无触头无磨损, 不用高耗能调速电阻的特点, 高可靠、高性能、高节电等特点。

1 变频技术的先进性、节能性

交流变频变压调速技术主要采用电机反电势定向矢量控制技术, 无触点, 可调频率, 调电压。能简化维护, 甚至实现免维护, 由传统的的直—直供电传动方式改变为直--交供电传动方式, 使我们能将交流电机的力矩电流和磁场电流解耦出来, 独立控制可产生像直流电机的控制效果, 它与传统的直流电机车比较, 具有交流电机不易损坏, 司控器无触头无磨损, 不用高耗能调速电阻的特点, 高可靠、高性能、高节电等特点。

2 变频机车与原有机车的效益比较

直流电机车采用电阻调速时, 一年内一台电机车用在接触器上的材料费用将达上万元, 如果考虑到每次更换接触器所占用的时间及人员, 那么人工工资以及耽误运输的损失, 粗略估计, 每台电阻调速直流电机车将多消耗几万元的修理维护费用。交流变频调速电机车由于采用交流变频调速方式后, 基本上实现了全过程的无触点控制, 机械磨损几乎为零 (表1) 。

目前, 所有的直流调阻 (或斩波) 电机车均采用串激式直流电动机作为主牵引电机, 其调速方式采用电阻调速和斩波调速二种方式。

直流电机车采用电阻调速方式时, 一般采用电阻降压方法, 调整和控制牵引电机的端电压。为了满足电机车启动时低速、大转矩的要求, 在电机车启动过程中, 通过电阻耗用大量电能, 改变牵引电机端电压来达到电机低速、大转矩的目的。电机车启动并达到一定速度后, 电机车处在经济运行级 (即所有电阻均已切除) 运行, 但绝大多数情况下, 为使电机车处于安全运行状态, 按照我国一般矿山的实际情况, 电机车经常带电阻运行, 为此, 即使电机车启动后, 仍有一部分电能将通过电阻而消耗。

直流电机车采用斩波调速方式, 其实质上是将稳定的额定直流电变成按一定规律变化的方波, 然后通过电子元器件如:可控硅、IGBT等不停的通断, 最终实现调速装置输出变化的电压加在直流电机两端实现机车调速。尽管在此过程中, 没有外加电阻参加其调压和降压过程, 即没有外加电阻的电能消耗, 但斩波调压的全过程中, 参与调压的所有元器件或多或少均会产生一定热耗损和功率损耗, 为此, 尽管其节能性能比电阻调速优越, 但仍将损耗一定的电能。根据大量的实际运行考察, 斩波调速的节能性与电阻调速相比, 节能约20%以上。

交流变频电机车采用交流变频调速方式调速, 用三相异步交流变频牵引电机作为主牵引电机。调速装置将稳定的直流电变成一定频率的交流电的同时, 可根据电机车的实际需要, 变化牵引电机的电压频率值, 实现电机车的调速控制, 系统简单。与电阻调速电机车相比, 此过程无外加电阻参加, 故无外加电阻损耗, 与斩波调速直流电机车相比, 因其控制过程简单, 元器件的损耗远远低于直流电机车斩波调速, 故其节能性能优于前二者。

直流电机车采用电阻调速时, 利用凸轮控制接触器闭合的变化改变外加电阻器的电阻值从而实现调压目的。调速的全过程均依靠接触器, 因此, 接触器的触头经常处在带电分合的机械磨损状态, 从我国矿山实际情况来看, 平均三个月更换一次接触器属于正常现象, 按一台司机控制器有11个接触器计算, 一年内一台电机车用在接触器上的材料费用将达上万元。

交流变频调速电机车由于采用交流变频调速方式后, 基本上实现了全过程的无触点控制, 机械磨损几乎为零。

直流电机车无论采用电阻调速还是斩波调速, 其主牵引电机仍为直流电动机, 由于该电动机必须配备换向器, 而换向器既有机械磨损又有电损耗, 属于易损件, 因此, 大多数用户均对换向器的更换相当反感, 但又无可奈何。一般矿山每年消耗在每台直流电动机的材料费、维护、维修费高达万元以上, 若考虑由于直流电动机更换换向器、碳刷, 维修电枢造成的停工、误工费, 每台机车两台电机, 保守估计亦在5万元以上。

直流电机车一般采用电阻控制和机械制动及气制动方式作为电机车的减速制动, 此时, 电机车的电动机作为发电机将机械能变成电能, 但该能量由于电阻调压车, 无法将此能量反馈至蓄电池或电网来实现再生制动, 只能在机车配置的制动电阻上白白消耗。

交流变频变压调速电机车由于采用交流变频变压调速系统, 全过程为交流控制。当电机车需要采用电气制动时, 非常容易将主牵引电机的电能反馈至蓄电池或电网, 实现再生制动, 因此大大的节约了能源。

3 推广方式

针对目前老矿井的电机车数量已趋于饱和现状, 推广利用矿井现有直流架线电机车进行科研改造, 使之达到变频调速的目的, 达到高可靠、高性能、高节电的目的。利用矿井现有直流架线电机车进行控制系统改造, 更换交流电动机, 将架空线直流电源变为交流电源后, 进行变频调速, 达到调速效果。

综上所述, 电机车变频技术解决了目前调速机车的各种弊端从而达到高效、节能、减少企业的支出, 为企业赢得了好的经济效益和社会效益, 十分值得今后矿井窄轨电机车的调速方式推广应用。

摘要：随着交流调速系统的发展, 行业内出现了架线式变频调速电机车。使三相异步电机达到和超过直流电机的起动转矩和牵引特性, 使机车带重载起动强劲有力。它与传统的直流电机车比较, 具有交流电机不易损坏, 司控器无触头无磨损, 不用高耗能调速电阻的特点, 高可靠、高性能、高节电等特点。

变频器与电机的选择范文第2篇

1 系统介绍

1.1 工艺及改造方案简介

在线材生产过程中, 钢坯经加热炉及初中精轧之后, 为了改善成品线材的材料性能, 线材进入穿水冷却工艺流程线。

为了保证各种品种的钢材都能获得最佳的冷却效果, 要求从泵站送出的高压水具有在特定压力范围的连续可调的特性。

三钢 (集团) 有限责任公司高速线材二厂穿水冷却变频穿水系统的改造, 是在原生产系统的基础上, 为了更好地完成工艺对穿水冷却设备的要求而进行的改造项目。在设备方面, 将1#泵2#泵由工频MCC控制改造为变频加工频旁路的方式。

在自动化系统控制方面, 在原PLC的基础上, 利用ET-200M站剩余的I/O, 电气商在原控制程序的基础上, 编写新的控制程序以控制新添设备并与原程序良好连接, 同时添加相应的操作画面以便操作员的操作。

在电气设备方面, 增加两面变频柜。

1.2 主要设备参数

电机:型号:Y355M1-6;额定电压380VAC;额定电流:342A;额定功率:185KW;额定转速:982r/min。

变频器:明电舍VT230SE-200H, 配套输入电抗器、输出电抗器、滤波器、Profibus_DP适配器等。

1.3 系统配置

系统配置如图1。

PLC通过Profibus-DP对变频器进行控制, 上位机采用WINCC系统, PLC和上位机之间采用以太网通讯。

1.4 主回路单线图

主回路单线图如图2。

2#泵与1#泵的回路完全相同。

1.5 控制方式简单描述

本变频系统的控制方式分为:AUTO、M A N、L O C A L。

(1) AUTO控制模式。AUTO模式是最常采用的控制模式。操作员在WINCC界面上选择“A U T O”模式, 在变频器柜允许动作的前提下 (如主空开已经合上、变频器柜无故障等) , 操作员按动相应水泵的“起动”按钮, 则变频器即开始运行。操作员输入水压的设定值, 控制系统以泵出口管线的压力测量值为反馈进行闭环调节, 并将运算的结果通过Profibus总线送至变频器执行。

(2) MAN控制模式。MAN模式也是常用的控制模式。操作员在WINCC界面上选择“MAN”模式, 在变频器柜允许动作的前提下, 操作员按动相应水泵的“起动”按钮, 则变频器即开始运行。变频器的频率输出采用开环调节模式, 由操作员在画面上直接对变频器频率进行设置。

(3) LOCAL控制模式。LOCAL模式用于调试或检修时的操作。在机旁操作箱上的选择开关都位于“机旁操作”时, 在变频器柜允许动作的前提下, 操作员按动机旁操作箱的“起动”按钮, 则变频器即开始运行。变频器的频率输出固定值的方式, 该值可以在变频器的参数设定中调整。

另外, 在变频系统故障时, 本系统也支持工频系统的启动和停止。在二次回路中, 工频回路与变频回路进行联锁, 在控制程序中, 工频回路和变频回路也进行联锁。

工频回路的起动和停止无需PLC进行处理, 仅通过二次回路就可以实现, 其操作在机旁操作箱上完成。

1.6 程序实现

程序采用S T E P7进行编程, 语言为S T L。

(1) 变频器的起动与停止, 程序实现了不同操作地点对变频器的操作及设备间的相互连锁, 运算结果置入PQW并通过Profibus送至变频器。

(2) PID控制部分, 本段程序完成了水压的自动闭环控制, 同时支撑了手动控制的功能。鉴于水泵类负载在低频下无法进行有效工作, 程序对PID的输出进行了限幅处理。在PID块中添加了“死区”, 可以在保证控制精度的基础上使变频器的运行更加稳定。

(3) 无扰切换的处理, 本段程序实现了自动/手动之间的无扰切换, 手动/自动之间的无扰切换PID自己已经支持。

(4) 频率设定值的变换及传递, PID的输出值无法直接送至变频器, 首先应进行REAL/DWOED之间转换, 针对于明电社变频器来讲, 需要对频率给定字进行前后字节倒置, 置入PQW, 然后通过Profibus将该值送至变频器。

2 使用效果分析

2.1 节能方面

在改造之前, 这两台水泵常用工频接触器直接起动, 在正常工作时, 通常电流为320A左右, 改造之后通过变频控制, 在满足工艺要求压力的前提下, 通常输出频率为30Hz, 输出电压通常为230VAC, 输出电流为200A。两台水泵是一用一备, 正在使用的机子为不间断运行。改造前日耗电量约为5050kWh, 电力费用为2500元。改造后日耗电量约为1900kWh, 电力费用为950元, 日平均节电1550元。整个改造投资约为400000元, 这样就算在9个月左右仅节省的电费就可以收回整个改造投资。

2.2 机械设备损耗方面

在改造之前, 水泵的机械备件的磨损非常严重, 不仅给维护工人带来了繁多的工作量, 机械备件费用的损耗也是一个惊人的数字。在改造后使用一年多的情况来看, 水泵机械备件的损耗降低了三分之二以上。

2.3 工艺要求方面

在改造之前, 由于水压是不可控制的, 对线材冷却的效果不很理想, 甚至在个别轧制规格下已经严重的影响了轧钢生产的正常进行。在改造之后, 对于各种轧制规格的产品, 冷却系统都可以完全满足工艺生产的要求。

3 结语

系统投入运行的一年多来, 从运行效果来看, 被控的水压能够良好的跟随设定点, 系统的响应速度也能够完全满足工艺的要求, 同时节能效果也非常明显, 并大大延长了水泵自身的使用寿命。

摘要：本文简单介绍了变频器在轧钢水处理水泵电机的应用, 并对其节能原理和实现过程进行了分析。

关键词：变频,轧钢,水处理

参考文献

[1] 明电舍变频调速器[S].使用说明书.

[2] S7-400PLC模板规范手册[S].SIEMENS公司.

[3] STEP7编程手册[S].SIEMENS公司.

[4] S7-400产品目录[S].SIEMENS公司.

[5] 阳宪惠.现场总线技术及其应用.1999.

变频器与电机的选择范文第3篇

2、三相对称负载的有功功率，可以计算1相负载的有功功率，再乘以3：

3、P=3×U 相×I 相×cosφ相 可是我们往往知道的是电机的线电压U线，线电流I 线，而且也不知道三相电机绕组是什么接法，怎么办?

4、不要紧，我们先假设，电机是Y接的： U相=1/√3 U线 ，I 相=I 线 ，所以 P=3×U 相×I 相×cosφ相

=3×(1/√3 U线)×I 线×cosφ相

=√3 ×U线×I 线×cosφ相

5、不要紧，我们再假设，电机是△接的： U相=U线 ，I 相=1/√3 I 线 ，所以 P=3×U 相×I 相×cosφ相

=3× U线×(1/√3I 线)×cosφ相

=√3 ×U线×I 线×cosφ相

6、从

4、5知道，三相对称负载的有功功率，不管是什么接法，只要用线电压、线电流，就是一个公式：

P=√3 ×U线×I 线×cosφ相

7、这个证明的关键是：

1)Y接时，U相=1/√3 U线 ，I 相=I 线 ; 2)△接时，U相=U线 ，I 相=1/√3 I 线;

变频器与电机的选择范文第4篇

一、 人才的定义：

首先来谈谈“人才”。人才这个词大家都不陌生，但人才不同的人有不同的看法，真正意义上有实际效益的人才定义大致是：

1、 符合法律和法定要求、适合岗位、环境、上级要求、适合组织需要，

2、 能胜任岗位工作，也能团结同事，服从安排，

3、 能造福组织、造福同事，上级，能造福国家和社会的人员。

4、 从小的方面讲就是在不会破坏组织团结的原则下，能胜任具体工作要求的人员。

5、 在某一人或是多个方面有很强的适应和创造、创新能力

二、人才的种类：

以能力分：

1、尖端技术人才。拥有世界级的或是在某一领域的尖端的技术，仅此一人或是几人。

2、全能人才。他在很多方面都有专长但都不能说是尖端或是完美，较多。

3、专业人才。他只适合做某一特定的事务或是操作但并不是很少见。

4、基本操作人才。通用人才也就是说这类人才很多，可通过短期培训或不用培训即可上岗。 5、管理人才。从事管理工作的优秀人员。

尖端技术人才确实难找，也不容易培训。通过多种方式长年找是有必要的。而全能人才也是比较难找的，也无法在较短时间里培训出来。也有必要用多种方式寻找。如果找不到也可用适应、学习能力强的员工作内部全面培训。专业人才相对而言是比较多的大都是一些专业人员，但他们本身并没有什么特长，只是后天培训的。这种人才在人没流失的情况下也可另找。但平时是完全没必要寻找的。完全可自主培训。基本操作人才完全可随时找到，也没什么技术可言。这类人才里也有一定的含金量，可作第三类人才培训。 对于管理人才中高层的应是高学历的专业管理人才，而基层管理则可以通过培训达到。

组织内部：

1.、在职有职称的实际人才

2.、在职有职称的隐形人才

以工作模式分：

1、脑力人才

2、体力人才

3、脑体结合人才

以组织的角度分：

1、

2、

3、

4、 适合岗位需要的人 适合岗位又适合工作环境 适合岗位、适合工作环境及上级要求 适合岗位、环境、上级要求、适合组织需要，有一定创新精神及创新能力的人

总的来讲，大多数管理和老板眼里的人才实际上是以“适合自己组织或是组织里的某位直接上级和他自己的人才。

三、人才的分布：

组织外的人才：

1、

2、

3、

4、

5、 在校学生 无实际能力的理论型人才。如刚毕业的学生 下岗工人及待业人才 其它在职人才 发展型的潜在人才

组织内的人才：

现有人才：

1、 已有合适岗位的人才

2、 有实力但没有合适岗位的人才

未来人才：

1、发展型的具有良好上进心的学习型人才，但现在无实际能力

2、现在不具备的专业人才，也无力培训的人才。

四、人才的流失：

流失的人才类型：

1、

2、

3、

4、

5、

6、

7、 处于实际学习阶段后期的一些技术及管理人才。 学校毕业的实习人才。 尖端技术人才 管理人才 普通操作人才 工作能力一般的人员淘汰。 非人为因素的自然流失、无力再继续担当该工作

人才流失原因：

1、

2、

3、

(26.9%)

4、

5、

6、 待遇低(占总比例的34.2%) 发展前景不好(个人或是组织)，即没有工作动力(27.7%) 管理制度及部分管理理人员的不合理，管理过程中人才受到压制，无法实现自身价值人才自以为是或是无法自我认清自己能力及需要，仅仅是为了好玩(6.7%) 工作有损身体健康(2.9%) 其它非人为因素(1.6%)

五、人才流失的好处与坏处：

人才流失的好处是：

1、可以借机补充新鲜技术和技能

2、可更新现有的管理观念、打破现在管理问题瓶颈。进行必要的改革!

3、提醒企业和管理者应注意。管理中的问题!

4、去除不良员工，精减人员减少浪费!

人才流失的坏处是：

1、会造成短时的用人危机。

2、特殊人员无法再补。

3、增加了培训成本。和其它成本。

六、人才流失组织应做些什么：

1、提升管理人员的人才任用的能力(特别是中高层)，

大多中高层管理人员都是老将，也就是说非亲即故，但他们的管理能力都很有限。其管理能力及

管理水平现在还处于原始管理状态，根本无法适应现代企业发展要发求。也没有进行必要的管理能力培训。

2、建全人才任用的制度;

如：如何提升和任用原则的明文规定等!

3、建立人才工作状况查核体系;

如：成立一个由不固定的查核小组进行定期或不定期对各个管理层的管理人员进行调查，对重大

管理问题的产生人员进行处理。建立良好的投诉机制。同时进行普通员工的民意调查，这样可保证整个企业的人公平公正。对企业的发展有好处!

4、合理分配薪酬

5、制定严格的绩效管理制度

七、人才的心态：

1、

2、

3、

4、

5、 学习型：一心只想学习其它并不重要。这类人学知识比较快! 实际型：凡事只知道做，从来不会多思考，就算思考也没什么结果! 不安份型：无具体实力，也不爱学习，只是想问题比较快，但想得简单! 固定型：这类人大多不太聪明，但又爱学又能做，只是一心想把自己做的事情做好! 没有实际能力型：这类人平平，但仍可做一些简单的事务!

八、人才的评估：

1、 人才的忠诚度

员工对企业的忠诚度是衡量企业管理好坏的生要指标。同也是关系到企业能否顺利发展的核心和关键要素之一这些是员工中诚价值的宏观表现)而忠诚又分有条件型忠诚和无条件型忠诚。忠诚往往是通过

①、 员工不但做好了本职工作，还对企业有认同感。

②、 工作不断创新，善于思考并提出建设性的提议。(往往很多提议都被一些管理者

或是管理观念及制度给扼杀在摇篮里或是被其带走)

③、 积极参与公司的各种活动。

所以评估人才 的最好办法是让其自然流露，而不是一时或是短期作出的假评估

2、 人才的实际能力

适应能力 适任能力 创新能力

3、 人才的发展潜力

基础技能 个人素质 生活环境 个人愿景 适应能力 创新能力 个人态度 发展平台

4、 人才的需求

生存需求 物质需求 思想需求 发展需求

九、真正有效的人才补充方式及原则：

1、 空缺职位产生的原因：

企业的壮大和业务的发。

企业人员调整，原岗位人员调动、提升、免职、受到处罚等。

原岗位人员离退休或死亡等。

原岗位人员辞职或社解雇。

2、 招聘

①招聘的规划：

招聘人员的时候企业人力资源部或是高层管理人员应重视的几个问题是：

a、企业未来3-5年的发展趋势是什么?

b、实现未来发展战略，企业需要什么样的人才结构和梯度配备?

c、目前企业的员工结构及其状况是什么样的?他们与企业的人才、员工要求相比较还

存什么 差距?是哪些方面?差距 有多大?

d、企业需要什么样的人力资源储备?有无专业人才需求?

e、企业的晋升制度如何?能否作内部提升?

f、本行业的劳动力市场如何?本企业的人员流动状况如何?

g、哪些岗位需要招募多少?h每个岗位的任职资格是什么?

h、什么时候发布招募信息?采取何种招募渠道?

i、甄选的依据是什么?怎么甄选?

j、如何进行人员测试?是否委托专业机构进行?

k、录用的依据是什么?测试结果起什么作用?

l、谁来判定是否合适?是否录用?

m、什么时候开始工作?

②招聘的方式：

招聘方式这里只作简单介绍，因为这个话题现已众所周知。如报纸、告示、电视、和

现在盛行的网络上的人才网站等。在这里我要重点强调的是在发布招募信息的时候一定要

详细讲明招募的具体要求，如用人单位的重点需求及用人原则哪些方面是必须的，哪些可

培训，如果企业用人单位的高要求而只是简单地发布一下招募信息，那么就会给企业带来

一些不必要的麻烦。也降低了招募的成功率。

例1：一个制衣厂要招一个熟手成衣车工并要能团结、服从安排、有上进心、因为要

培训作指导师傅，那么就还需要他的表达能力和适应能力要强，还有责任心，并能认同企业

才可。那么重点是：一定要会成衣车工操作、有较强的表达能力、有责任心等，最好是简单

描述一下是做哪一类型的产品企业的具体要求如重视品质的一定要讲明，这样才能有效地招

募。

例2：一个生产液晶电视的厂由于生产部的效能低下，急需一位一定要能在保证品质

的前提下短时内提升效能的主管。这是重点。其它可次之。即时上班。最好是在上班前两天

能提供一份规划报告，有助于企业高层的了解。规划通过即可实施。这是附加说明。像这种

要求很多企业的招募信息为：本公司招生产主管一名、男女不限、23-40同、大专或以上学

历、具体要求是有3-5年同行业管理经验，有较强的管理能力。这样就不太准确!

3、 内部提升：鱼和熊掌不能兼得要想快上岗而企业外同类人才较少就没必要对外找，只能作

内部提升。如果内部有可培训之人才就训之!但要选对人!

4、 培训：关于培训的资料很多，在这里我只是强调一下培训的重点!

培训的内容(根据需要进行培训，包括技能、素质及品质);培训方法(要以一点带线的方式培训，也就是说要找到重点、进行重点中的重点培训这样才有实质性的效果，很多企业培训的人才都是没有实质意义的，因为没有进行重点培训。);培训流程(遵守操作流程;了解工作具体要求、了解培训对象、评估、寻找导师、计划、培训、查核评估成效、成效归档、决定任用与否);导师一定要选好!

5、 招聘加培训：这种方式对人才的基本素质要求要相当高。其它次之。培训的重点是工作的

操作技能和和管理环境。

变频器与电机的选择范文第5篇

1、电动机的效率和温升的问题

不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。拒资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为：2u+1(u为调制比)。

高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜(铝)耗。因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%--20%。

2、电动机绝缘强度问题

目前中小型变频器，不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。

3、谐波电磁噪声与震动

普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。

4、电动机对频繁启动、制动的适应能力

由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动创造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。

5、低转速时的冷却问题

首先，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较底时，电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次，普通异步电动机再转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输出。

二、变频电动机的特点

1、电磁设计

对普通异步电动机来说，再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电动机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能力和启动性能不在需要过多考虑，而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。方式一般如下：

1)尽可能的减小定子和转子电阻。

减小定子电阻即可降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增

2)为抑制电流中的高次谐波，需适当增加电动机的电感。但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。因此，电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。

3)变频电动机的主磁路一般设计成不饱和状态，一是考虑高次谐波会加深磁路饱和，二是考虑在低频时，为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。

2、结构设计

再结构设计时，主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响，一般注意以下问题：

1)绝缘等级，一般为F级或更高，加强对地绝缘和线匝绝缘强度，特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。

2)对电机的振动、噪声问题，要充分考虑电动机构件及整体的刚性，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。

3)冷却方式：一般采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。

4)防止轴电流措施，对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。主要是易产生磁路不对称，也会产生轴电流，当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时，轴电流将大为增加，从而导致轴承损坏，所以一般要采取绝缘措施。

5)对恒功率变频电动机，当转速超过3000/min时，应采用耐高温的特殊润滑脂，以补偿轴承的温度升高

101皮带硫化技术措施

一、工程概况

101皮带位于主井口房与原煤仓之间。皮带全长164m，其中硫化长度为1.6m。为保证硫化施工安全和施工质量特制定本措施。

二、施工时间：2005年8月29日13：30-17：30

三、施工地点：101皮带栈桥

四、安全负责人：刁朝武

五、施工负责人：钱军

项目负责人：周庆国

六、施工前的准备工作

1、组织有关人员认真学习硫化知识，学习中发现疑问及时提出，得到解决后方可编写施工安全技术措施。

2、报材料采购计划。

3、制定切实可行的施工方案。

4、根据施工要求安放硫化设备。

5、按设备要求接线。

6、准备好施工中所需的工器具、材料等。

七、施工方案

首先用2个葫芦把重锤拉紧装置提升上来，使皮带放松。然后把硫化机放好位置，并接上电源。在要硫化的皮带下面先铺上液压板，液压板上面铺上电热板。在电热板的上面铺上高温纸，然后把要硫化的皮带放在上面。把要硫化的这一段皮带用专用刀割齐，再用磨光机磨这一层面，磨好后用毛刷扫干净皮带上的磨屑，用汽油(120#)清洗磨面。然后用胶糊涂抹磨面和所要贴的胶带，要涂抹均匀。涂抹完后把胶带贴到皮带上，然后再用胶糊涂个贴边。接着铺上高温纸，盖上电热板，上面加上木板，再加上加压横梁紧固好螺栓，压紧加压横梁。最后接好线，送上电进行加热，在温度达到145℃，稳定在此温度左右，再加热30分钟。最后关掉电源，等温度慢慢降下来后，取下硫化设备，落下张紧装置，重新张紧皮带。

八、施工步骤

1、首先用2个葫芦把重锤拉紧装置提升上来，使皮带放松。

2、然后把硫化机放好位置，并接上电源。

3、在要硫化的皮带下面先铺上液压板，液压板上面铺上电热板。在电热板的上面铺上高温纸，然后把要硫化的皮带放在上面。

4、把要硫化的这一段皮带用专用刀割齐，再用磨光机磨这一层面，磨好后用毛刷扫干净皮带上的磨屑，用汽油(120#)清洗磨面。

5、然后用胶糊涂抹磨面和所要贴的胶带，要涂抹均匀。

6、涂抹完后把胶带贴到皮带上，然后再用胶糊涂个贴边。

7、接着铺上高温纸，盖上电热板，上面加上木板，再加上加压横梁紧固好螺栓，压紧加压横梁。

8、最后接好线，送上电进行加热，在温度达到145℃，稳定在此温度左右，再加热30分钟。

9、最后关掉电源，等温度慢慢降下来后，取下硫化设备，落下张紧装置，重新张紧皮带。

九、注意事项

1、施工前由安全监护人检查安全用具、使用工具、起吊用品等，必须安全可靠。

2、安全监护人施工前要认真贯彻施工安全技术措施，由现场施工负责人对准备工作逐项进行全面检查。

3、起吊重物前，应仔细检查起吊物是否挂稳、挂牢，检查手拉葫芦、起吊钢丝绳及起吊装置是否安全可靠，合符要求。

4、起吊重物时，严禁在起吊物下作业、逗留，以免起吊物及起吊装置坠落伤人。

5、硫化机接线时，一定要弄清楚其额定电压，不要接错线烧坏电机。

6、铺加热板及加压横梁时，要注意拿好，以免脱手砸伤人员。

7、加热时要时刻注意其温度的变化，做好加热计时工作。

8、施工的所有人员必须服从施工负责人的统一指挥，安全监护人严把安全关，搞好自主保安和互助保安。

9、矿安检人员必须到现场监督施工安全，发现未按措施作业或有安全隐患时，应下令停止作业，整改合格后方可进行施工。

10、起重设备、设施必须在施工前做试验。

11、施工中使用汽油，一定要注意防火，禁止吸烟和明火。

12、准备4支灭火器

带式输送机是输送系统的主要设备，它的安全稳定运行直接影响到原料供应。而胶带的跑偏是带式输送机的最常见故障，对其及时准确的处理是其安全稳定运行的保障。跑偏的现象和原因很多，要根据不同的跑偏现象和原因采取不同的调整方法，才能有效地解决问题。本文是根据多年现场实践，从使用者角度出发，利用力学原理分析与说明此类故障的原因及处理方法。

一、承载托辊组安装位置与输送机中心线的垂直度误差较大,导致胶带在承载段向一则跑偏。如下图所示，胶带向前运行时给托辊一个向前的牵引力Fq，这个牵引力分解为使托辊转动的分力Fz和一个横向分力Fc，这个横向分力使托辊轴向窜动，由于托辊支架的固定托辊是无法轴向窜动的，它必然就会对胶带产生一个反作用力Fy，它使胶带向另一侧移动，从

而

导

致

了

跑

偏

。

搞清楚了承载托辊组安装偏斜时的受力情况，就不难理解胶带跑偏的原因了，调整的方法也就明了了，第一种方法就是在制造时托辊组的两侧安装孔都加工成长孔，以便进行调整。具体调整方法见图二，具体方法是皮带偏向哪一侧，托辊组的哪一侧朝皮带前进方向前移，或另外一侧后移。如图二所示皮带向上方向跑偏则托辊组的下位处应当向左移动，托辊组的上位处向右移动。第二种方法是安装调心托辊组，调心托辊组有多种类型如中间转轴式、四连杆式、立辊式等，其原理是采用阻挡或托辊在水平面内 方向转动阻挡或产生横向推力使皮带自动向心达到调整皮带跑偏的目的，其受力情况和承载托辊组偏斜受力情况相同。一般在带式输送机总长度较短时或带式输送机双向运行时采用此方法比较合理，原因是较短带式输送机更容易跑偏并且不容易调整。而长带式输送机最好不采用此方法，因为调心托辊组的使用会对胶带的使用寿命产生一定的影响。

二、头部驱动滚筒或尾部改向滚筒的轴线与输送机中心线不垂直，造成胶带在头部滚筒或尾部改向滚筒处跑偏。如下图所示，滚筒偏斜时，胶带在滚筒两侧的松紧度不一致，沿宽度方向上所受的牵引力Fq也就不一致，成递增或递减趋势，这样就会使胶带附加一个向递减方向的移动力Fy，导致胶带向松侧跑偏，即所谓的“跑松不跑紧”。

其调整方法为：对于头部滚筒如胶带向滚筒的右侧跑偏，则右侧的轴承座应当向前移动，胶带向滚筒的左侧跑偏，则左侧的轴承座应当向前移动，相对应的也可将左侧轴承座后移或右侧轴承座后移。尾部滚筒的调整方法与头部滚筒刚好相反。经过反复调整直到胶带调到较理想的位置。在调整驱动或改向滚筒前最好准确安装其位置。

三、滚筒外表面加工误差、粘料或磨损不均造成直径大小不一，胶带会向直径较大的一侧跑偏。即所谓的“跑大不跑小”。其受力情况如图四所示：胶带的牵引力Fq产生一个向直径大侧的移动分力Fy，在分力Fy的作用下，胶带产生偏移。

对于这种情况，解决的方法就是清理干净滚筒表面粘料，加工误差和磨损不均的就要更换下来重新加工包胶处理。

四、转载点处落料位置不正对造成胶带跑偏，转载点处物料的落料位置对胶带的跑偏有非常大的影响，尤其在上条输送机与本条输送机在水平面的投影成垂直时影响更大。通常应当考虑转载点处上下两条皮带机的相对高度。相对高度越低，物料的水平速度分量越大，对下层皮带的侧向冲击力Fc也越大，同时物料也很难居中。使在胶带横断面上的物料偏斜，冲击力Fc的水平分力Fy最终导致皮带跑偏。如果物料偏到右侧，则皮带向左侧跑偏

，

反

之

亦

然

。

对于这种情况下的跑偏，在设计过程中应尽可能地加大两条输送机的相对高度。在受空间限制的带式输送机的上下漏斗、导料槽等件的形式与尺寸更应认真考虑。一般导料槽的的宽度应为皮带宽度的五分之三左右比较合适。为减少或避免皮带跑偏可增加挡料板阻挡物料，改变物料的下落方向和位置。

五、胶带本身的的问题，如胶带使用时间长，产生老化变形、边缘磨损，或者胶带损坏后重新制作的接头中心不正，这些都会使胶带两侧边所受拉力不一致而导致跑偏。这种情况胶带全长上会向一侧跑偏，最大跑偏在不正的接头处，处理的方法只有对中心不正的胶接头重新制作，胶带老化变形的给予更换处理。

六、输送机的张紧装置使胶带的张紧力不够，胶带无载时或少量载荷时不跑偏，当载荷稍大时就会出现跑偏现象。张紧装置是保证胶带始终保持足够的张紧力的有效装置，张紧力不够，胶带的稳定性就很差，受外力干扰的影响就越大，严重时还会产生打滑现象。对于使用重锤张紧装置的带式运输机可添加配重来解决，但不应添加过多，以免使皮带承受不必要的过大张力而降低皮带的使用寿命。 对于使用螺旋张紧或液压张紧的带式运输机可调整张紧行程来增大张紧力。但是，有时张紧行程已不够，皮带出现了永久性变形，这时可将皮带截去一段重新进行胶接。

七、对于设计有凹段的带式输送机，如凹段的曲率半径过小，在启动时如果皮带上没有物料，在凹段区间处皮带就会弹起，遇到大风天气时还会将皮带吹偏，因此，最好在皮带运输机的凹段处增设压带轮来避免皮带的弹起或被风吹偏。斗轮堆取料机的下层穿过式胶带在尾车堆料状态时就会产生一个很大的凹段，此处最容易发生跑偏。如下层输送机有机架下沉，更会加剧胶带的腾空范围，极易跑偏。因此，在设计阶段应尽可能地采用较大的凹段曲率半径来避免此类情况的发生。

变频器与电机的选择范文第6篇

摘 要：设计一种轴径较粗、频率可变、转速可调的高精度电机，解决玻璃纤维设备的动力输出问题。从润滑设计、轴承侧隙设计和定子/转子形态设计三方面分析了工艺设计要点，表明油雾式润滑可充分润滑和降温；轴承侧隙的调整有助于降低预应力，从而提高精度；优化定子/转子槽结构，并将槽数量分别设定为30和26，可使磁通量密度更加均匀，承受更大应力。根据工艺设计要点进行结构设计，开展系统性检测，并配套在玻璃纤维设备投入市场，反响较好，产生了良好的社会效益和市场效益。

关键词：电机设计；主轴；变频；调速；气道；Maxwell

引言

电机原理是根据电磁感应定律，将电能转换为动能（主要是旋转动能）的装置，是各种工业设备或家用电器的动力源。在众多电机类型中，异步电动机具有结构简单、制造和维护方便、运行可靠等优点，被广泛应用于冶金、化工、矿山、轻工等机械设备中。

粗轴变频调速电机就是异步电动机中的一种，主要应用于玻璃纤维行业，是当前电机产业的新星[1-5]。顾名思义，这种电机具有转速可调的特点，其输出转速范围为600～4 200 r/min。电机主轴直径公差控制在0.005 mm内，主轴最外端跳动精度控制在0.005 mm以内，主轴上圆锥面配合接触面积在85%以上，是一种极高精度的电机。本文首先分析其工艺设计要点，其次进行结构设计，并给出了性能检测方法。

1 工艺设计要点

1.1 润滑设计

粗轴变频调速电机的输出转速为600～4 200 r/min，在如此高的转速下，电机轴承发热比较严重，如果仍然采用封闭式油脂润滑，轴承内部的润滑脂将很快被消耗掉。经过对多种润滑方式加以比较，确定采用油雾式润滑最为合适。油雾式润滑方式不仅对轴承润滑充分，还能利用压缩空气对轴承进行降温。这也是在电机前盖和后盖的设计过程中设计油雾进出气道的原因，因为这可引导油雾气体进入电机前盖和后盖，并经过前、后导油环对前、后轴承进行润滑。在前、后导油环上设置有导向孔，把油雾气体直接导向轴承滚动体，可使轴承得到更直接、更充分的润滑。

1.2 轴承侧隙设计

在通用电机中，一般采用波形弹垫给轴承施加预应力，减少轴承运转噪音，削减电机轴的轴向串动，以提高轴承的运转精度与平稳性。由于粗轴变频调速电机输出转速时常变化，因此对轴承的预应力要求很高。况且，由于该电机主要应用于玻璃纤维行业的拉丝设备上，故必须对电机整体性能和加工精度要求严格，将轴承侧隙控制在合理范围内，才能制造出合格的产品。

因此，创新设计了一种调整侧隙的装置。将数个弹簧周向均匀分布地安放在电机后盖中，同时严格控制弹簧在电机后盖中的放入深度。弹簧的另一端与后导油环的侧面相接触，通过后轴承座上的镙钉拧紧，使弹簧对后导油环产生推力。推力通过后导油环的另一端作用在后轴承上，从而产生预应力。预应力的大小可以通过后导油环的厚度来调整：当预应力偏大时，可以磨削后导油环的端面，减小后导油环的厚度来降低预应力。

1.3 电机定子/转子设计

粗轴变频调速电机设计功率是5.5 kW，额定电压380 V，工频50 Hz下的额定转速为2 900 r/min。原定借用Y2-132S1-2电机冲片。由于电机主轴的输出端直径要求加大到标准电机的2倍之多，经过轴应力分析测算，分析得知需同时加大电机前、后轴承才能承受相应的应力，故转子冲片内径应相应加大。

转子冲片内径加大后，导致Y2-132S1-2电机冲片的磁通量密度大幅增加，而其毛坯外径只有116 mm，再减去转子槽深度，使得该冲片无法满足粗轴变频调速电机的使用，而若采用Y2-160M1-2冲片，又太浪费材料。

基于上述考虑，重新设计了新电机定、转子冲片槽形结构，使得在电机轴径加大的情况下，可以在10～70 Hz的频率下稳定变速。粗轴变频调速电机定、转子结构及磁通量密度云图如图1所示。其中，定子30槽，转子26槽，在额定转速下第0.005 s时的磁通量密度状态良好。

2 结构设计与检测

结合润滑、轴承侧隙和定转子形态三方面的电机工艺设计要点，进行电机结构设计，并给出检测内容。

2.1 结构设计

粗轴变频调速电机主要由1—电机主轴、2—前迷宫环、3—前轴承、4—电机前盖、5—定子、6—转子、7—平衡环、8—后轴承、9—弹簧、10—进气接口、13—圆螺母、14—止退垫圈、15—后迷宫环、16—后导油环、17—电机后盖、18—机座、11，19，23—内六角螺栓、12，20，24—弹垫、21—前导油环和22—前压盖组成。粗轴变频调速电机结构示意图如图2所示。

粗轴变频调速电机工作过程是：首先，经10—进气接口通入雾化的油体，对轴承进行润滑；其次，通入三相电至5—电机定子，产生感应磁场带动热套在1—电机主轴上的6—转子转动；最后，由1—电机主轴作为动力输出部分，把旋转动能输出。

2.2 电机检测

整机安装完成后，进行了四项检测：

首先，进行耐压和绝缘电阻的检测，以及380 V电压、50 Hz工频的常规检测，其中包括空载电流、空载功率损耗、起动电流、停车时间等。例如，空载功率损耗要控制在300 W左右，如果超过该值太多，说明电机的侧隙调节太紧，要减小后导油环的厚度。

其次，进行油路检测。检测油路回油口的出油量和前、后轴承的润滑状态。

再次，进行10～70 Hz的变频测试，包括各频率段的转速、电机的振动位移、噪音等，哪怕仅发现有一项不合格，也需马上进行调整。

最后，整机的各个主要尺寸和形位公差的检测。

通过以上对整机的系统性测试，可让用户放心使用。目前投诉率为零，表明产品质量得到了严格的保证。

3 结束语

本文设计的粗轴变频调速电机，经过工艺设计和结构设计，以及基于电机设计软件Maxwell的模拟等论证过程后，进行了样机的试生产工作。经公司电机测试部门测试和质检部门检验，产品质量完全满足了用户的使用要求和安装要求。产品已进行批量生产，并交付用户使用，目前投诉率为零。通过这次设计实践，提升了企业创新能力，将更好地参与市场竞争。期待本文可为电机设计行业人员提供启示和借鉴。

参考文献

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黄国治， 傅丰礼. 中小旋转电机设计手册[M]. 北京： 中国电力出版社， 2014.

张展. 实用机械传动装置设计手册[M]. 北京： 机械工业出版社， 2012.

叶玉驹， 焦永和， 张彤. 机械制图手册[M]. 北京： 机械工业出版社， 2012.