同步电动机和绕线式异步电动机使用分析

同步电动机与绕线式异步电动机分析

10月2日,我平陆项目人员前往平果铝对平果铝4期3组磨机主电机进行考察：

平果铝个第四期采用3组磨机，球磨机和棒磨机主电机采用湘潭电机股份有限公司同步机

棒磨机型号:

TMW900-36/2150 900千瓦，定子电压10000伏，定子额定电流62安励磁电压165伏，励磁电流18安167转/分

球磨机型号:

TMW2500-32/2600 2500千瓦, 定子电压10000伏，定子额定电流167安励磁电压208伏，励磁电流23安187转/分.

主电机和磨机连接采用空气囊抱闸直接和磨机连接，不用减速机,在保证磨矿细度合格前提下,实际运行电流棒磨机34.3安，球磨机115安,总下料量180吨/小时。

第三期采用异步绕线式电动机，

棒磨机:

YRKK630-8 630 kW，定子电压10000伏，定子额定电流47.8安，球磨机:

主电机YRKK800-8 N=1800 kW 定子电压10000伏定子额定电流131安，

保证磨矿细度合格前提下,运行电流棒磨机36安，球磨机100安，总下料量100吨/小时。

采用同步机和绕线式异步电动机优点缺点分析：

1、采用同步电动机提高氧化铝厂电力系统功率因素，功率因素得

到就地补偿，功率因素由85%补偿到95%以上，降低供电系统视在功率，使主变视在功率及过载能力提高：

我厂一期三组磨机主电机总功率为7290KW ，补偿前功率因数为0.85, 补偿后功率因数为0.95, S=P/COS(∮) 补偿前后实在功率之差为△S：

△S=S2-S1= P/COS(∮2)-P/ COS(∮1)=7290（1/0.85-1/0.95）=900KVA

补偿后主变容量可以增加900KVA

优点：系统功率因数提高,使我厂主变容量增加900KVA，使主变负荷可以在选型上偏小选择余量，同等容量变压器过载能力强。

2、功率因数增加后供电电缆线损，变压器铜损损耗减少，根据行

业经验数值，占功率2%。就三组磨机节约损耗为磨机容量2%。

每小时节省电损耗△P=7290x0.02X0.75=108千瓦时(度)

每年节约电量；365X24X108=946080度

每度电按0.5元计算

优点:每年节省47.2万元。氧化铝厂整体损耗降低。

3、同步电动机运转效率提高，因同步电动机采用直连,减少减速

机机械损耗,2%

每小时节省电损耗△P=7290x0.02X0.75=108千瓦时(度) 每年节约电量；365X24X108=946080度

每度电按0.5元计算

优点:每年节省47.2万元。

4、同步机吨下料电耗明显低于异步电动机.

以平果铝磨机现场数据为例：

采用绕线式异步电动机电机额定总功率2430千瓦下料100吨/小时和棒磨机总电流之和为 136安每小时电量为 1.732X10X136X0.95=2237度

每吨每小时电量为 2424/100= 22.37度/吨

采用同步电动机电机额定总功率3400千瓦下料180吨/小时球磨机和棒磨机总电流之和为 149安

每小时电量为 1.732X10X149X0.95=2451度

每吨每小时电量为 2580/180= 13.6度/吨

采用同步机每下一吨可节约 22.37-13.6=8.77度/吨

5、振动设备维护量小，节省人力。

因同步机采用气囊报闸直接连接,不用减速机,同时采用无刷励磁，无碳刷，大大节省维修成本和维护工作量。

励磁柜为智能控制，比水阻柜故障率低，维护量小。

转速低转矩高轴承震动小设备维护量变小，维修备件成本减少,轴瓦振动小维护量.

碳刷卡簧费用每年2万

轴瓦、减速机维修费用3万元

合计维修费用每年5万元。

6、缺点：同步机价格比异步贵，前期电动机投资大

1800千瓦和630千瓦绕线式异步电动机及配套设备价格估算为110万，1800千瓦36极和630千瓦32极同步电动机及配套设备价格估算为240万，同步机造价高130万，三组总价高390万(以上价格为咨询厂家估算参考价，具体价格以商务谈判价格为准)

采用同步电动机三组总造价比异步电动机造价高390万，但每年同步机节能费用100万，四年收回成本。同时，同步机无减速机，异步电动机转速高、电动机和磨机振动大，轴瓦故障率高，同步机无碳刷、无水阻柜、采用智能励磁装置维护量小，故障率低。

从考察情况和专业分析和节能方面建议在电机选型时考虑用同步机替异步机。

同步电动机经常出现的故障及原因分析通用版

解决方案编号：YTO-FS-PD944 同步电动机经常出现的故障及原因分 析通用版 The Problems, Defects, Requirements, Etc. That Have Been Reflected Or Can Be Expected, And A Solution Proposed T o Solve The Overall Problem Can Ensure The Rapid And Effective Implementation. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

同步电动机经常出现的故障及原因 分析通用版 使用提示：本解决方案文件可用于已经体现出的，或者可以预期的问题、不足、缺陷、需求等等，所提出的一个解决整体问题的方案（建议书、计划表），同时能够确保加以快速有效的执行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 经常发现的故障现象有: ①定子铁芯松动，运行中噪声大。 ②定子绕阻端部绑线崩断，绝缘蹭坏，连接处开焊，导线在槽口处端点断裂引起短路。 ③转子励磁绕组接头处产生裂纹、开焊绝缘局部烧焦。 ④转子线圈绝缘损伤，起动绕组笼条断裂。 ⑤转子磁极的燕尾楔松动、退出。 ⑥电刷滑环松动，风叶断裂等故障。 以上故障现象有的出现在同步电动机仅运行2—3年内，甚至半年内。一般认为是电动机制造质量问题。但许多电机制造厂，虽对制造工艺中的关键部位加强措施，但没有明显效果，故障现象仍然屡屡发生。 通过对同步电动机及励磁装置运行数据进行数理统计分析，对电动机起动，投励运行中的各种典型状态波形摄

大型高压同步电动机

大型高压同步电动机，由于其具有一系列优点，特别是能向电网发送无功功率，改善电网质量，在各行各业得到广泛应用。我公司球磨机用同步电动机曾在一段时期内频繁损坏，直接影响到我公司的生产和设备的安全运行。因此正确分析判断同步电机的故障原因，并提出相应对策，就成了我们的当务之急。 一、事故征象 我公司现有16台1300KW/6KV同步电动机。在2000年以前平均每年要出现2～3次电机烧损的事故。其事故主要征象为：定子绕组端部绑线崩断，电机定子绕组过热，起动绕组笼条开焊、断裂，电机起动及运行中出现异常声响，经常启动失败等现象。 尤其是在1999年1月12日我公司7#同步电动机运行过程中突然放炮，造成7#同步电动机定子线圈局部严重烧坏，高压电缆接头烧损，电流互感器崩坏，由于7#同步机脱扣装置拒动，保护不能正常动作，持续大电流引起密地变电所密27选Ⅱ线保护动作跳闸，影响到选Ⅱ所带其它用电设备停机。 二、事故原因的基本判断分析 1、电机质量分析： 电机的正常使用寿命一般应在20年左右。统计我公司所损坏的同步电动机，运行寿命大多在10年以下，尤其是这台7#同步电动机大修后，投运仅4个月便出现了这次放炮烧损事故。 在事故分析中，部分电气技术人员将事故的主要原因归结到电机的大修上。这种大面积的电机损害事故，将事故原因归结到电机质量上，我对此提出异议。建议将视线转移到对励磁系统的分析上；事实证明，电机修理厂在电机返修中对其重点部位进行了种种加强措施，甚至于提高了绝缘等级，但效果并不显著。损坏事故仍不断出现。 2、励磁系统原因分析： 针对同步电动机起动运行过程中发生异常声响、电机定子绕组过热、起动绕组笼条开焊、断裂等诸多现象，在排除电机质量原因引起事故的条件下，有必要对现行的励磁系统进行合理的分析，从而找出电机频繁损坏的真正原因：励磁系统设计不合理。 三、励磁系统存在的主要问题与电机故障原因的内在联系 1、励磁装置起动回路设计不合理，使同步电机经常处在脉振情形下起动。 原主电路为桥式半控励磁装置，其原理图如图1所示。 电机在起动过程中，在转子线圈内将感应一交变电势，其正半波通过ZQ形成回路，产生+if；而其负半波则通过KQ及RF形成回路，产生-if。由于负载电路不对称，形成+if与-if 电流不对称，if曲线如图2所示。电机定子电流因此也产生强烈脉振，其曲线如图3。电机因而遭受到脉振转矩的强烈振动。造成整个厂房大厅内都可以听到电机起动过程发出的强烈振动声。这种声音一直持续到电机起动结束才消失。

电机与拖动基础试题及答案

第二部分??直流电动机的电力拖动 一、填空题： 1、他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下，_______和_______的关系。 （U=UN 、φ=ΦN ，电枢回路不串电阻；n ；Tem 2、直流电动机的起动方法有____ ___。（降压起动、电枢回路串电阻起动） 3、如果不串联制动电阻，反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的_______倍。 （2） 4、当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。（理想空载转速） 5、拖动恒转转负载进行调速时，应采_______调速方法，而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。（降压或电枢回路串电阻；弱磁） 1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。（??）（F ） 2、直流电动机串多级电阻起动。在起动过程中，每切除一级起动电阻，电枢电流都将突变。（??） （T ） 3、提升位能负载时的工作点在第一象限内，而下放位能负载时的工作点在第四象限内。（??） （T ） 4、他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。（??） （F ） 5、他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越大，调速范围也越大。（??） （T ） 三、选择题 1、电力拖动系统运动方程式中的GD2反映了：（2） （1）旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意见；（2）系统机械惯性的大小，它是一个整体物理量；（3）系统储能的大小，但它不是一个整体物理量。 2、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是：（3） （1）串电阻的人为特性；（2）降压的人为特性；（3）弱磁的人为特性。 3、直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：（2）（1）为了使起动过程平稳；（2）为了减小起动电流；（3）为了减小起动转矩。 4、当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于：（2）（1）能耗制动状态；（2）反接制动状态；（3）回馈制动状态。 5、他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为I 1和I 2，那么：（2）（1）I 1I 2。 四、简答题： 1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？（电动机的机械特性与负 载的转矩特性必须有交点，且在交点处，满足em L dT dT dn dn ） 2、何谓电动机的充分利用？(所谓电动机的充分利用是指电动机无论在额定转速下运行,还是调速过程中处于不同转速下运行,其电枢电流都等于额定值。) 一台他励直流电动机数据为：P N =，U N =110V ，I N =，n N =1500r/min ，电枢回路电阻R a =Ω，求：（1）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，电枢电流I a =60A 时转速是多少？（2） U=U N 条件下，主磁通减少15%，负载转矩为T N 不变时，电动机电枢电流与转速是多少？（3）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，负载转矩为，转速为（—800）r/min ，电枢回路应串入多大电阻？

同步电动机的起动分析

同步电动机的起动 1.同步电机的基本原理 同步发电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。 图1.1给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型，其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。 转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场) 气隙处于电枢内圆和转子磁极之间，气隙层的厚度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性能有重大影响。 除了转场式同步电机外,还有转枢式同步电机，其磁极安装于定子上，而交流绕组分布于转子表面的槽内，这种同步电机的转子充当了电枢。图中用AX、BY、CZ三个在空间错开120 分布的线圈代表三相对称交流绕组。 图1.1同步电机结构模型 1.1工作原理 主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主

磁场。 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。 感应电势有效值：每相感应电势的有效值为E0 =4.44fNψ Φ 感应电势频率:感应电势的频率决定于同步电机的转速n和极对数p ，即 f=pn/60 交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。 1.2同步转速 同步转速从供电品质考虑，由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值，这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。我国电网的频率为50Hz ，故有： n=60f/p=3000/p 要使得发电机供给电网50Hz的工频电能，发电机的转速必须为某些固定值，这些固定值称为同步转速。例如2极电机的同步转速为3000r/min，4极电机的同步转速为1500r/min，依次类推。只有运行于同步转速，同步电机才能正常运行，这也是同步电机名称的由来。 1.3运行方式 同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。 分析表明，同步电机运行于哪一种状态，主要取决于定子合成磁场与转子主极磁场之间的夹角δ，δ称为功率角。

同步电动机经常出现的故障及原因分析

同步电动机经常出现的故障及原因分析 经常发现的故障现象有:①定子铁芯松动，运行中噪声大。②定子绕阻端部绑线崩断，绝缘蹭坏，连接处开焊，导线在槽口处端点断裂引起短路。③转子励磁绕组接头处产生裂纹、开焊绝缘局部烧焦。④转子线圈绝缘损伤，起动绕组笼条断裂。⑤转子磁极的燕尾楔松动、退出。⑥电刷滑环松动，风叶断裂等故障。 以上故障现象有的出现在同步电动机仅运行2—3年内，甚至半年内。一般认为是电动机制造质量问题。但许多电机制造厂，虽对制造工艺中的关键部位加强措施，但没有明显效果，故障现象仍然屡屡发生。 通过对同步电动机及励磁装置运行数据进行数理统计分析，对电动机起动，投励运行中的各种典型状态波形摄片，研究分析表明，同步电动机出现上述故障，不是制造问题，而是传统励磁技术存在缺陷。 2 传统励磁技术存在的缺陷 2.1 励磁装置起动回路及环节设计不合理 同步电动机励磁装置主回路中的主桥分为:全控桥式和半控桥式，下面分别以这两种方式分析。 ①半控桥式励磁装置:由三只大功率晶闸管和一只大功率二极管组成，如图1所示。电动机在起动过程中，存在滑差，在转子线圈内将感应-交变电势，其正半波通过ZQ形成回路，产生+if，其负半波则通过KQ，RF形成回路，产生-if，如图2所示，由于回路不对称，则形成的-if与+if也不对称，致使定子电流强烈脉动，波形如图3所示。使电动机因此而强烈振动，直到起动结束才消失。 ②全控桥工励磁装置:由6只大功率晶闸管组成，如图4所示。

在起动过程中，随着滑差减小，当转速达到50%以上时，励磁感应电流负半波通路时通时断，同样形成+if与-if电流不对称从而形成脉振转矩，造成电动机强烈振动。 ③投励时“转子位置角”不合理。无论是全控桥还是半控桥，电动机起动过程投励时，都产生 沉闷的冲击，这种冲击，同样会造成电机损害，这是“转子位置角”不合理所致。 以上所出现的脉振、投励时的冲击，并不一定一次性使电机损坏，但每次起动都会使电机产生疲劳，造成电机内部损害，积而久之，必然造成电机内部故障。 2.2 将GL型反时限继电器兼做失步保护 传流动磁装置将GL型继电器兼做失步保护，当电机失步时，它不能动作(如带风机类负载)或不及时动作(如带往复式压缩机类负载)，使电动机或励磁装置损坏。 ①失励失步:是指同步电动机励磁绕组失去直流励磁或严重欠励磁，使同步电动机失去静态稳定，滑出同步，此时丢转不明显，负载基本不变，定子电流过流不大，电机无异常声音，GL型继电器往往拒动或动作时限加长，且失励失步值班人员-不易发现，待电动机冒烟时，已失步较长时间，已造成了电机或励磁装置损害。但不一定当场损坏电机，而是造成电机内部暗伤，经常出现电机冒烟后，停机检查又查不出毛病，电机还可以再投入运行。

保护

4.5 3~10 KV电动机的保护 4.5.1 设计规范对保护置要求 （1）对电压为3KV及以上的异步电动机和同步电动机的下列故障及异常运行方式，应装设相应的保护装置： 1）定子绕组相间短路； 2）定子绕组单相接地； 3）定子绕组过负荷； 4）定子绕组低电压； 5）同步电动机失步； 6）同步电动机失磁； 7）同步电动机出现非同步冲击电流。 （2）对电动机绕组及引出线的相间短路，装设相应的保护装置，应符合下列规定： 1）2MW以下的电动机，宜采用电流速断保护，保护装置宜采用两相式。 2）2MW及以上的电动机，或电流速断保护灵敏系数不符合要求的2MW以下电动机，应装设纵联差动保护。 3）保护装置应动作于跳闸。对于具有自动灭磁装置的同步电动机，保 护装置尚应动作于灭磁。 （3）对单相接的故障，当接地电流大于5A时，应装设有选择性的单相接地保护；当接地电流小于5A时可装设接地检测装置。 单相接地电流为10A及以上时保护装置动作于跳闸；单相接地电流为10A以下时，保护装置可动作于跳闸或信号。 （4）对电动机的过负荷应装设过负荷保护，并应符合下列规定：

1）生产过程中易发生过负荷的电动机应装设过负荷保护。保护装置应根据负荷特性，带时限作用于信号或跳闸。 2）起动或自起动困难、需要防止起动或自起动时间过长的电动机，应装设过负荷保护，保护装置应动作于跳闸。 （5）对母线电压短时降低或中断，应装设电动机低电压保护，并应符合下列规定： 1）当电源电压短时降低或短时中断后又恢复时，需要断开的次 要电动机和有备用自动投入机械的电动机，应装设低电压保护。 2）根据生产过程不允许或不需要自起动的电动机，应装设低电压保护 3）在电源电压长时间消失后须从电力网中自动断开的电动机，应装设低电压保护。 4）保护装置应动作于跳闸。 （6）对同步电动机失步，应装设失步保护。 失步保护带时限动作，对于重要电动机，动作于再同步控制回路；不能再同步或根据生产过程不需要再同步的电动机，应动作于跳闸。（7）对同步电动机失磁可引起母线电压严重降低，易装设专用失磁保护。失磁保护应带时限动作于跳闸。 （8）2MW及以上以及不允许非同步冲击的同步电动机，应装设防止电源短时中断在恢复时造成非同步冲击的保护。保护装置应确定保在电源恢复前动作。重要电动机的保护装置，应作用于再同步控制回路；不能再同步或根据生产过程不需要再同步的电动机，保护装置应动作于跳闸。 4.5.2 保护配置 3~10kV电动机的继电保护配置见表4—17

YRKK系列高压绕线转子三相异步电动机

YR、YRKS、YRKK系列高压绕线转子三相异步电动机SERIES YR, YRKS &YRKK HIGH-VOLTAGE WOUND-ROTOR THREE-PHASE INDUCTION MOTRS 1概述 YR、YRKS、YRKK系列高压绕线转子三相异步电动机（机座号355~630），是我公司研制生产的具有九十年代先进水平的最新产品。 该系列电动机可用于驱动多种通用机械，如压缩机、水泵、破碎机、切削机床、运输机械及喜风机、磨煤机、轧钢机、卷扬机、皮带机等。 本系列电动机用料考究、制造精良，具有性能指标高，器械声振动小，可靠性高，使用安装维修方便等优点。 本系列电动机的功率等级、安装尺寸、电气性能均符合行业标准JB/T7594《YR系列高压绕线转子三相异步电动机技术条件》以及其它相关标准，其安装尺寸、功率等级也符合IEC72—2标准要求。 本系列电动机的冷却方法根据GB1993和IEC34—6《电机冷却方法》的标准，为IC01、IC81W、IC611三种；本系列电动机安装方式为卧式底脚安装（！MB3）结构，符合GB997和IEC34—7《电机结构及安装型式代号》的规定。如用户有其它要求，可另行协商。 1 Gerenal Description Series YR, YRKS & YRKK high-voltage wound-rotor three-phase induction motors (frame size 355~630) are the newest products, being of the 1990’s advanced technique levels, developed and famufctured by our company. These series motors can be used to drive various commonly used machines, such as compressors, water pumps, crushers, cutting lathes, conveyors, air-blowers, coal-grinders, rolling mills, and belt conveyers etc. With the material chosen exquisitely and the products excellent workmanship, these series motors are engineered with many remakble features, such as high torque index, low noise, small vibration, high reliability, easy operation, mounting and maintenance etc. For these series motor, the output rating, mounting dimensi ons and electric properties conform to China Industry Standard JB/T7594 Series YR High-Voltage Wound-Rotor Three-Phase Induction Motors Specfications, and specifications specified in other relative standards and IEC Standard 72—2. For these series motors, the cooling rorm is IC01, IC81W and IC611 according to China National Standard GB1993 and IEC Standard 34—6 Cooling Form of Motors, and the mouting arrangement is horizental foot-mounted (IMB3), conforming to GB997 and IEC34—7 Code of Motor Construction and Mounting Arrangement. For the other requirements, consult with our company further. 本系列电动机按防护等级和冷却方式可分为以下三个系列： These series motors can be divided into three series types according to protection type and protection degree.

同步电动机经常出现的故障及原因分析(通用版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 同步电动机经常出现的故障及原 因分析(通用版)

同步电动机经常出现的故障及原因分析(通 用版) 导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 经常发现的故障现象有: ①定子铁芯松动，运行中噪声大。 ②定子绕阻端部绑线崩断，绝缘蹭坏，连接处开焊，导线在槽口处端点断裂引起短路。 ③转子励磁绕组接头处产生裂纹、开焊绝缘局部烧焦。 ④转子线圈绝缘损伤，起动绕组笼条断裂。 ⑤转子磁极的燕尾楔松动、退出。 ⑥电刷滑环松动，风叶断裂等故障。 以上故障现象有的出现在同步电动机仅运行2—3年内，甚至半年内。一般认为是电动机制造质量问题。但许多电机制造厂，虽对制造工艺中的关键部位加强措施，但没有明显效果，故障现象仍然屡屡发生。 通过对同步电动机及励磁装置运行数据进行数理统计分析，对电

动机起动，投励运行中的各种典型状态波形摄片，研究分析表明，同步电动机出现上述故障，不是制造问题，而是传统励磁技术存在缺陷。 XX设计有限公司 Your Name Design Co., Ltd.

绕线转子异步电动机

幻灯片1 第二章绕线转子异步电动机串级调速谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢 幻灯片2 第一节串级调速的原理与基本类型 第二节低同步串级调速系统的机械特性 第三节串级调速系统的效率和功率因数 第四节串级调速的闭环控制系统 第五节串级调速应用中的几个问题 第六节串级调速系统应用实例 第二章绕线转子异步电动机串级调速系统 幻灯片3 第一节串级调速的原理与基本类型 一、串级调速的原理 二、串级调速的基本运行状态及功率关系 三、串级调速系统的基本类型

一. 串级调速的原理 转子串电阻调速方法有什么缺点？ 对于绕线转子异步电动机，可以在其转子回路串入电阻来减小电流，增大转差率，从而改变转速。这种方法就是转子串电阻调速方法。 转子串电阻调速方法的主要缺点：大量转差功率将在转子所串电阻上变成热量被消耗掉，因此不适合对大容量电机降速，对小容量电机也因效率太低而不适宜长期运行。 转子串电阻调速方法的能量关系如图所示。 参照电动机内部各项功率表达式，对照能量关系图，可以估算出电动机的效率情况。 基本结论是： 串入电阻越大，转速越低，转差就越大，机械功率在电磁功率中所占的比率就越低，效率越低。 幻灯片 5 *转速越低，转差越大，电阻发热越多，效率越低。 幻灯片 6 串级调速的基本原理是什么？ 引入一种新的调速方法，基本思路： 转子不串入附加电阻 -----改为串入附加电动势来调速，并将调速引起的转差功率损耗，回馈回电网或电动机本身。 这种，既提高效率、又实现变转差率调速的方法，该方法被称为绕线转子异步电动机的串级调速控制方案。 工作原理： 三相异步电动机的转子感应电压为： 式中： 20 2sE E ? ? =转子电流为：

同步电动机常见启动故障分析及处理

同步电动机常见启动故障分析及处理 摘要：同步电动机能否顺利启动，不仅影响到同步电动机自身的安全，还影响到生产系统，为了快速、准确的发现故障、排除故障，对同步电动机常见的启动故障分析就显得非常必要。文章结合维修实践，分析了同步电动机常见启动故障，并给出了具体的处理措施，为今后同步电动机启动故障的维修提供了方法，具有一定的参考价值。 0 引言 同步电动机由于其功率因数高，运行效率高，稳定性好，转速恒定等优点广泛应用于工业生产中。熟悉同步电动机启动故障，并及时排除故障，对电 动机本身及生产系统都具有现实意义，为了能及时、准确排除故障，必须对 同步电动机常见故障进行详细的分析。 1 常见故障 1）同步电动机通电后，不能启动。 同步电动机接通电源后，不能启动和运行，一般有以下几方面的原因：（一）电源电压过低，由于同步电动机启动转矩正比于电压的平方，电源电压过低，使得电机的启动转矩大幅下降，低于负载转矩，从而无法启动，对此，应提高电源电压，以增大电机的启动转矩。（二）电动机本身的故障检查电动机定、转子绕组有无断、短路，开焊和连接不良等故障，这些故障都使电机无法建立起额定的磁场强度，从而电动机无法启动；检查电动机轴承有无损坏，端盖有无松动，如果轴承损坏或端盖松动，造成转子下沉，与定子铁心相擦，从而导致电机无法启动。对定、转子绕组故障可用低压摇表，逐步查找，视具体情况，采取相应的处理方法，对轴承和端盖松动故障，每次开车前都应盘车，看电动机转子转动是否灵活，如轴承（或轴瓦）损坏，应及时更换。（三）控制装置故障此类故障多为励磁装置的直流输出电压调整不当或无输出，造成电动机的定子电流过大，致使电机过流保护动作或引起电机的失磁运行，此时，检查励磁装置的输出电压、电流是否正常，电压、电流波形是否正常，如电压或电流波形不正常，为了节省时间，更换备用触发板。（四）机械故障如被拖动的机械卡住，

电动机保护措施与装置

电动机知识 电动机保护措施与装置 为了防止电动机发生故障而损坏，甚而使事故扩大，对电动机一般有以下几种电气保护措施： 1)短路保护对电动机及其线路的短路大电流作及时的切断保护，一般采用熔丝或断路器的电磁瞬时脱扣作短路保护。 2)过载（过负荷）保护电动机一般采用热继电器（与接触器配合）或断路器的热脱扣器进行过载保护。 3)断相运行保护（又称缺相运行保护或两相运行保护）缺相运行保护也是一种过载保护，在条件允许时，应单独设置缺相运行保护装置。常用保护方法有： (1)采用带断相保护装置的热继电器作缺相保护; (2)欠电流继电器断相保护; (3)零序电压继电器断相保护; (4)断丝电压继电器断相保护; (5)利用速饱和电流互感器保护; (6)电子式断相保护线路。 4)失压和欠压（低电压）保护为了防止电动机在过低电压下起动和运行，一般采用交流接触器的电磁机构，断路器的失压脱扣器，自耦减压起动器的欠压脱扣器及电压继电器等。 5)接地或接零保护当电动机外壳带电时，防止人接触及机壳而触电的保护装置。 〃电动机启动困难或根本不能起动的原因及 〃锤片式粉碎机的常见故障及排除方法 〃合理选用配电变压器的容量 〃电动机正常运行时对三相电压的要求 〃实现电动机继电接触控制需要基本的控制

〃潜水排污泵及井用潜水电泵四大常见冷却 〃电动机的正反转控制 〃电机发生以下故障应立即切断电源 〃冬季收藏农机具要七防 Domain:https://www.docsj.com/doc/b97556643.html, dnf辅助More:d2gs2f 〃电动机单线远程正反转控制电路图_电路 〃同步电动机的结构_电路图 〃直流无刷电动机原理与控制_电路图 〃塔机电气系统维护及故障排查方法 〃电动机工作电流超限报警电路_电路图 〃申励电动机的半波调速电路_电路图 〃高压数字绝缘电阻测试仪厂家为您解读电 〃三个接触器控制的星形-三角形降压起动 〃电动机刀开关控制线路_电路图 〃五菱之光微型车启动困难、无怠速、易熄 〃海尔XQG52-HDY800等玫瑰钻系列滚筒式洗 〃接触器控制的单向运行控制线路_电路图 〃防爆油桶泵的优势分析 〃频器容量问题解决注意事项简析 〃基于UC3637的直流电动机PWM控制电路图_ 〃电动机轴承异响故障分析及应对措施 〃多台电动机逐一星形三角形起动电路_电 〃变频器的暂停减速功能 〃变频器过压类故障的分析 〃变频器启动前的直流制动功能 〃变频器与电动机的距离 收录时间:2014年02月24日15:05:08 来源:《高效饲料加工技术问答》作者:

第四章三相异步电动机试题及答案

第四章 三相异步电动机 一、 填空（每空1分） 1. 如果感应电机运行时转差率为s ，则电磁功率，机械功率和转子铜耗之间的比例是 2:P :e Cu P p Ω= 。 答 s :s)(1:1- 2. ★当三相感应电动机定子绕组接于Hz 50的电源上作电动机运行时，定子电流的频率为 ，定子绕组感应电势的频率为 ，如转差率为s ，此时转子绕组感应电势的频率 ，转子电流的频率为 。 答 50Hz ，50Hz ，50sHz ，50sHz 3. 三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时m s = ,转子总电阻值约为 。 答 1， σσ21X X '+ 4. ★感应电动机起动时，转差率=s ，此时转子电流2I 的值 ，2cos ? ,主磁通比，正常运行时要 ，因此起动转矩 。 答 1，很大，很小，小一些，不大 5. ★一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为 ，转子电势的频率为 。当转差率为0.04时，转子的转速为 ，转子的电势频率为 。 答 0.02，1Hz ， 720r/min ，2Hz 6. 三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括 ， ， ，和 ，电动机空载输入功率0P 与这些损耗相平衡。 答 定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，附加损耗 7. 三相感应电机转速为n ，定子旋转磁场的转速为1n ，当1n n <时为 运行状态；当1n n >时为 运行状态；当n 与1n 反向时为 运行状态。 答 电动机， 发电机，电磁制动 8. 增加绕线式异步电动机起动转矩方法有 ， 。 答 转子串适当的电阻， 转子串频敏变阻器 9. ★从异步电机和同步电机的理论分析可知，同步电机的空隙应比异步电机的空气隙要 ，其原因是 。 答 大，同步电机为双边励磁 10. ★一台频率为 160Hz f =的三相感应电动机，用在频率为Hz 50的电源上（电压不变），电动机的最大转矩为原来的 ，起动转矩变为原来的 。

《电机与拖动》考试试题与答案

直流电机部分 一．填空题 1.直流电机电枢绕组元件流过的电流是___________电流,流过正负电刷的电流是_________电流，直流发电机中电枢绕组产生的电磁转矩是_____ __性质的转矩,直流电动机电枢绕组电势的方向与电枢电流的方向__________。 2.直流电机的____________损耗等于___________损耗时效率最高。 3.他励直流发电机的外特性下降的原因有___________和__________，与之相比并励直流发电机的外特性，并励直流发电机电压变化率他励直流发电机。 4.并励直流发电机自励建压的条件有三个,它们是____ ___,________ __和_____________。 5. 一台并励直流电机Ea＞U时运行于_____ ____状态，此时电机I、Ia和I f 之间的关系_____________， Ea＜U时运行在_____ ___状态，电机I、Ia和I 之间的关系_____________。 f 6. 直流电机空载时气隙磁密分布波形为___________波,电枢磁势分布的波形为___________波,电枢磁场空间分布波形为____________波。 7. 直流电机的电枢反应是，电刷放在几何中性线上，磁路处于饱和状态时,电枢反应的影响为(1)_________ _(2)__________。 8.按负载转矩的大小随转速变化的规律分类,负载可以分为 _________,__________和________三类；位能性负载的机械特性位于____ _象限,反抗性负载的机械特性位于_________象限。 9.他励直流电动机恒转矩调速的方法有___________________,恒功率调速方法有________________。 10.他励直流电动机的励磁和负载转矩不变时,如降低电枢电压,则稳定后电枢电流将_________,电磁转矩将_________,转速将__________。 11.他励直流电动机高速下放重物,应用________制动,低速下放重物,应用 _________和________制动，其中消耗能量最多的方法_________。 12.为了经济合理的利用材料，直流电机的额定磁通通常设定在磁化特性曲线上膝点处，若额定磁通设定在膝点以上，则，若额定磁通设定在膝点以下，则。 13.欲改变直流电动机的转向，可以_____________或_______________；三相异步电动机反转的方法为。 14.并励直流电动机,负载转矩保持不变,如将励磁回路的调节电阻增大,则稳定运行后的转速将________,电枢电流将_______,如只将电枢电路中的调节电阻增

同步电动机励磁系统常见故障分析

同步电动机励磁系统常见故障分析 作者：陆业志 本文结合KGLF11型励磁装置，对其在运行中的常见故障进行分析。 1 常见故障分析 (1)开机时调节6W，励磁电流电压无输出。 原因分析：励磁电流电压无输出，肯定是晶闸管无触发脉冲信号，而六组脉冲电路同时无触发脉冲很可能是移相插件接触不良，或者同步电源变压器4T损坏，造成没有移相给定电压加到六组脉冲电路的1V1基极回路上，从而六组脉冲电路无脉冲输出导致晶闸管不导通。 (2)励磁电压高而励磁电流偏低。 原因分析：这是个别触发脉冲消失或是个别晶闸管损坏的缘故。个别触发脉冲消失可能是脉冲插件接触不良。另外图1中三极管1V1、单极晶体管2VU及小晶闸管9VT损坏，或者是电容2C严重漏电或开路。如果主回路中晶闸管1VT～6VT中有某一个开路或是触发极失灵，同样会导致输出励磁电流偏低的现象。 (3)合励磁电路主开关时，励磁电流即有输出。 原因分析：这是由于图1所示脉冲电路中的三极管1V1集电极-发射极之间漏电，即使移相电路还未送来正确的控制电压，也会导致1C充电到2VU导通的程度。2VU即输出触发使小晶闸管9VT导通，2C经9VT放电而发出脉冲令1VT、3VT、6VT之一触发导通，使转子励磁电路中流过直流电流。 (4)同步电动机起动时，励磁不能自行投入。 原因分析：励磁不能自行投入。肯定是自动投励通道电路中断或工作不正常，因此可能是投励插件与插座间接触不良，或是图2所示投励电路中的三极管3V1、单结晶体管4VU工作不正常，电容5C漏电、电位器W′损坏。另外是移相插件同样有接触不良现象，或者是图3所示移相电路的小晶闸管10VT损坏等等。 (5)运行过程中励磁电流电压上下波动。 原因分析：引起励磁电流电压输出不稳的原因很多，主要有1)脉冲插件可能存在接触不良，造成个别触发脉冲时有时无。2)图1所示脉冲电路的电位器4W松动，使三极管1V1电流负反馈发生变化，造成放大器工作点不稳定，从而影响晶闸管主回路输出的稳定性。另外，如果电容2C漏电或单结晶体管2VU及三极管1V1性能不良，也会引起触发脉冲相位移动。3)图3所示移相电路的电位器6W松动或接触不良，将会使移相控制电压Ed间歇性消失，引起励磁电流电压输出大幅度波动。另外，如果稳压管7VS、8VS损坏，都会使Ey随电网电压波动而波动，使Ed输出波动，造成晶闸管主回路直流输出不稳。 (6)励磁装置输出电压调不到零位。

三相绕线式异步电动机的启动控制

三相绕线式异步电动机的启动控制 绕线式异步电动机R与鼠笼式异步电动机的主要区别是绕线式异步电动机的转子采用三相对称绕组，启动时通常采用转子串电阻启动，或者是采用频敏变阻器启动。 一、绕线式异步电动机转子串电阻启动 1.方法 启动时，在绕线式异步电动机的转子回路中串入合适的三相对称电阻，如果正确选取电阻器的电阻值，使转子回路的总电阻值R2=X20，由前面分析可知，此时S m=1，即最大转矩产生在电动机启动瞬间，从而缩短起动时间，达到减小启动电流增大启动转矩的目的。随着电动机转速的升高，可变电阻逐级减小。启动完毕后，可变电阻减小到零，转子绕组被直接短接，电动机便在额定状态下运行。 这种启动方法的优点是不仅能够减少启动电流，而且能使启动转矩保持较大范围，故在需要重载启动的设备如桥式起重机、卷扬机、龙门吊车等场合被广泛采用。其缺点是所需的启动设备较多，一部分能量消耗在启动电阻，而且启动级数较少。 2.绕线式异步电动机转子串电阻启动控制线路 串接在三相转子回路的启动电阻，一般接成星形。利用时间继电器控制电阻自动切除，即转子回路三段启动电阻的短接是依靠KT1、KT2、KT3三个时间继电器及KM1、KM2、KM3三个接触器的相互配合来实现。 图2-70绕线式异步电动机转子串电阻控制线路 线路工作原理分析：

与启动按钮SBl串接的接触器KMl、KM2、和KM3常闭辅助触头的作用是保证电动机在转子绕

组中接入全部外加电阻的条件下才能启动。如果接触器KMl、KM2、和KM3中任何—个触头因熔焊或机械故障而没有释放时，启动电阻就没有被全部接入转子绕组中，从而使启动电流超过规定的值。把KMl、KM2和KM3的常闭触头与SBl串接在一起，就可避免这种现象的发生，因三个接触器中只要有一个触头没有恢复闭合，电动机就不可能接通电源直接启动。 停止时按下SB2即可。 二、转子回路串接频敏变阻器启动控制 绕线式异步电动机转子绕组串接电阻的启动方法：若想获得良好的启动特性，一般需要较多的启动级数，所用电器多，控制线路复杂，设备投资大，维修不便，同时由于逐级切除电阻，会产生一定的机械冲击力。 在工矿企业中广泛采用频敏变阻器代替启动电阻，来控制绕线式异步三动机的启动。 频敏变阻器是一种阻抗值随频率明显变化(敏感于频率)、静止的无触点电磁元件，它实质上是一个铁心损耗非常大的三相电抗器。在电动机启动时，将频敏变阻器串接在转子绕组中，由于频敏变阻器的等值阻抗随转子电流频率减小而减小，从而达到自动变阻的目的，因此只需要用一级频敏变阻器就可以平稳地把电动机启动起来。 串接频敏变阻器启动的不足之处：由于有电感存在，使功率因数较低，启动转矩并不很大。因此当绕线式异步电动机在轻载启动时，采用频敏变阻器法启动优点较明显，如重载启动，一般采用串电阻启动。 图转子回路串接频敏变阻器启动 1.串接频敏变阻器启动的控制线路 如图所示为转子绕组串接频敏变阻器的启动控制线路。 串接频敏变阻器启动过程中，中间继电器KA未得电，KA的两对常闭触头将热继电器FR的热

10KV电动机保护

10(6)kV同步电动机断电失步保护及同ZCH和BZT装置的配合 作者：尹世华/张铁锴 摘要：介绍了大型同步电动机断电失步保护及同ZCH，BZT装置的配合实施方案及解决办法。论述了电源短时中断时同步电动机的过渡过程及对ZCH和BZT的影响；介绍了同步电动机断电失步保护的典型接线。 关键词：同步电动机功率因数ZCH BZT 失步保护 大型同步电动机有许多优点，尤其是能发送无功功率，提高功率因数，节约电能。它的运行安全性和连续性对于生产具有重大影响。同步电动机的控制相对异步机来讲也复杂一些，主要体现在电机起动过程控制以及运行时的控制。起动控制主要是异步运行牵入同步的过程，而运行的控制主要体现在同步机受到各种扰动后的控制。影响同步机正常运行的扰动主要体现在：①带励失步。电机带有正常或接近正常的直流励磁，而定转子磁场又不同步。这主要是因为相邻线路短路后母线电压大幅度瞬间降低或母线电压长时间降低以及电机负荷突增等因素。②欠励失步。直流励磁系统失去直流励磁或严重欠励而使电机失步。③断电失步。当供电系统故障或电源切换时，使同步机的电源出现短时间中断而致使电机失步。 1 电源短时中断时同步电动机的过渡过程及对ZCH，BZT的影响 (1) 断电时同步电动机的过渡过程 断电失步易使同步机遭受到严重损伤的主要原因是在电源恢复瞬间电机遭受到的非同期冲击，此时的非同期冲击包括非同期电流和非同期转矩，其值往往远大于电机出口短路时的冲击电流和冲击转矩，是电机设备所不能承受的。在实际生产中断电失步往往是由于短路故障造成的，图1 所示为一典型的电气系统接线。

当K1或K2点发生短路时，在切除短路故障的同时，同步机的电源就中断了，在ZCH或BZT装置动作后，供电电源将重新恢复。若电源中断时间过长(一般大于0.2 s) ，超出同步机的稳定极限，同步电动机就会失步。从短路开始至电源恢复这一过程中，同步机的各项参数变化见图2，其中| u| =f (t) 为电压幅值随时间变化的曲线；n = f(t) 为同步机转速随时间变化的曲线，fu=f(t) 为同步机机端电压频率随时间变化的曲线。 在电源中断的短时间内，依靠同步机本身的惯性以及直流励磁，同步机将由电动工况转为发电工况，向系统发送无功功率，此时机端母线电压不但不会降低，反而会有一定程度的上升，而其频率会随电机转

绕线式异步电动机控制plc

课程设计说明书 （2012/2013 学年第二学期） 课程名称：可编程序控制器课程设计 题目：线绕式异步电动机转子串 电阻起动制动控制系统设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师：刘增环、安宪军、杜勇、王艳芬等 设计周数： 2周 设计成绩： 2012年6月 28日 一：课程设计目的 了解绕线式异步电机转子串电阻启动的控制方法和控制要求。

掌握可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。 进一步熟悉常用设备、元器件的类型和特征，并掌握合理运用原则和使用方法。培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 熟悉上下位机的连接方法。 综合运用所学的理论知识独立完成一个课题，培养学生独立分析和解决实际问题的能力,学会撰写课程设计总结报告。 二：课程设计正文 ：原始数据及主要任务 1：了解点击控制的步骤和要求。 2：绘制点击控制系统的电路原理图，编制I/O地址分配表。 3：绘制PLC程序，并利用实验室设备进行调试，要求能在现有设备上演示控制程序。 4：编写课程设计说明书。说明书要阐明各路输入输出信号的名称、作用、信号处理电路和驱动电路的设计，写明设计过程中的分析、计算、比较和选择，活出程序流程图，并附上源程序。 ：技术要求 1：按下正向启动按钮，电机在转子串入所有5段电阻情况下正相序接通主电源开始启动。同时给制动闸松闸通电 2：分别按照5、4、3、2、1秒的时间间隔切除第1~5段电阻。 3：按下停车按钮，电机转子串入所有电阻，断开主电源。 4：经过消弧时间1秒钟后，接通定子回路的直流电源，开始动力制动。 5：动力制动2秒钟后，切除第一段电阻。 6：再过2秒钟，切断动力制动电源，同时切断制动电闸电源。 7：按下反向启动按钮以及停止按钮后，控制过程与上述1~6步类似。 8：正反向运转的切换必须经过停车按钮及停车过程。 9：正反向接触器以及动力制动接触器之间要有互锁，要考虑消弧时间。 ：程序流程图