交流電動機的應(yīng)用精選(九篇)

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第1篇：交流電動機的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：變頻液壓站、工作原理、變頻調(diào)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(yè)化的程度越來越高，交流電動機變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)生了實質(zhì)性的突飛猛進，變頻調(diào)速是集電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)于一體的產(chǎn)物。在變頻調(diào)速具有絕對優(yōu)勢，并且它的調(diào)速性能與可靠性不斷完善，價格不斷降低，特別是變頻調(diào)試節(jié)電顯著，而且易于實現(xiàn)過程自動化，深受工業(yè)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(jù)電動機學的工作原理，我們可以由其公式中看出：磁極對數(shù)p和轉(zhuǎn)差率s不變的情況下,電源頻率和電動機轉(zhuǎn)速n成正比,即電動機轉(zhuǎn)速n增加，電源頻率也會隨著增加；電動機轉(zhuǎn)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(xiàn)改變電動機的轉(zhuǎn)速,進而實現(xiàn)調(diào)速的目的。交流電動機變頻調(diào)速即為這種通過改變電源頻率實現(xiàn)的交流電機速度調(diào)節(jié)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(shù)值上成正比。通過調(diào)節(jié)電動機電源的頻率f來變相的調(diào)節(jié)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(diào)頻調(diào)壓電源給交流電動機；在變頻器中，控制回路是根據(jù)預(yù)先設(shè)定或由閉環(huán)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(guī)律調(diào)節(jié)以及輸出,主要包括：驅(qū)動回路、冷卻控制回路、輸入/設(shè)定參數(shù)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(yīng)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(diào)速系統(tǒng)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(huán)恒壓比的控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)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(xiàn)變頻控制,但因為結(jié)構(gòu)較大,慣性大,其節(jié)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(gòu)和廠家在減小交流電動機轉(zhuǎn)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(yè)株式會社的專利產(chǎn)品IPM電動機的轉(zhuǎn)子中心鑲?cè)肓怂臈l稀土類磁石；磁石在定子產(chǎn)生的磁場里會產(chǎn)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(cè), ,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(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力；IPM電動機的輸出扭矩=磁石扭矩+磁阻扭矩,比同等規(guī)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(wěn)地控制在350r/min,最高轉(zhuǎn)速能達4500r/min,響應(yīng)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(jié)構(gòu)簡單,低速自吸能力強；溢流閥在系統(tǒng)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(tǒng)是一樣的。

三、變頻液壓站的優(yōu)缺點

1、優(yōu)點

變頻液壓站相對于傳統(tǒng)的容積控制是一種具有全局型的新型節(jié)能傳動方式,具有以下幾方面的優(yōu)點:

（1）實現(xiàn)了制動能的能量回收。

（2）節(jié)能效果明顯,比傳統(tǒng)的容積控制液壓系統(tǒng)節(jié)能10%~60%。

（3）可以省去帶有復(fù)雜變量機構(gòu)的變量泵,而采用定量泵+變頻器+交流電動機的形式。

（4）調(diào)速范圍更廣。

（5）控制特性更高，因為其內(nèi)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(shè)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(zhuǎn)動慣量大,以及變頻器的能力的限制,使得其響應(yīng)速度變慢,控制精度降低；

（2）低速穩(wěn)定性差。由于液壓泵的轉(zhuǎn)速過低,自吸能力下降,低頻時會產(chǎn)生脈動轉(zhuǎn)矩,致使電機轉(zhuǎn)速波動,導致低頻力矩不足。

四、變頻液壓站的應(yīng)用

變頻液壓站因為它調(diào)速性能良好、節(jié)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(zhuǎn)向系統(tǒng)、制磚廠等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)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(yè)耗電量的80%。我們相信隨著我國廣大企業(yè)節(jié)能意識的增強和變頻液壓技術(shù)的發(fā)展,變頻液壓站的應(yīng)用會更加廣泛。

五、交流電動機變頻調(diào)速技術(shù)的研究方向

從上世紀70年代以來，在電力電子技術(shù)和控制理論的高速發(fā)展規(guī)模下,變頻調(diào)速技術(shù)獲得了跨越式的進展。交流電動機變頻調(diào)速的優(yōu)勢豬油有一下幾個性能：效率較高、調(diào)速性能優(yōu)越、啟制動性能、高功率因數(shù)、高節(jié)能效果。巨大的優(yōu)勢也使得交流電動機變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，被國內(nèi)外稱之為最有發(fā)展?jié)摿Φ恼{(diào)速方式。目前，交流電動機變頻調(diào)速技術(shù)已成為了節(jié)能、改善環(huán)境、改善工藝流程的提高產(chǎn)品質(zhì)量推動技術(shù)進步的一種主要手段。

交流電動機變頻調(diào)速主要有如下一些優(yōu)點:

（1）實現(xiàn)平滑啟動,進而減輕機械的沖擊力,達到保護機械設(shè)備的目的。

（2）節(jié)電效果突出。

（3）調(diào)速范圍較為廣泛,可以實現(xiàn)普通異步電動機的無級調(diào)速。

（4）啟動需求電流較小,另一表現(xiàn)就是啟動轉(zhuǎn)矩大。

（5）調(diào)節(jié)電壓大小和頻率快慢可實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩或者恒功率調(diào)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(yōu)良,維護量小,因此交流電動機在各行各業(yè)的應(yīng)用也比直流電動機廣泛。所以，在選擇變頻調(diào)速時，對交流電動機進行變頻調(diào)速具有更大的實用性。液壓動力傳動在工業(yè)生產(chǎn)上也有很大的應(yīng)用。其優(yōu)點有：調(diào)速方便、傳動平穩(wěn)、功率體積比大，但是液壓動力傳動的缺點卻是至關(guān)重要的，因為其能量利用率不高,以至于較低了整機系統(tǒng)的工作效率。因此，節(jié)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(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)使得這一問題得到解決。交流電動機變頻調(diào)速技術(shù)可以改變供電電源的頻率從而實現(xiàn)對執(zhí)行機構(gòu)的速度調(diào)節(jié),使電機始始終處在高效率的工作狀態(tài)。將交流電動機變頻調(diào)速技術(shù)用于液壓系統(tǒng),如簡化液壓回路,減少液壓系統(tǒng)的能量損失,降低噪聲等液壓系統(tǒng)的一些缺點,交流電動機變頻調(diào)速技術(shù)與液壓系統(tǒng)的結(jié)合還有一個更重要的作用，那就是減少液壓系統(tǒng)的能量損失,提高整個系統(tǒng)的效率。

六、結(jié)語

綜上所述，在進入21世紀以來，交流變頻液壓調(diào)速技術(shù)在工業(yè)中各行各業(yè)中正逐步展開應(yīng)用。本文從交流電動機變頻調(diào)速技術(shù)的研究方向介紹了變頻液壓站工作原理、優(yōu)缺點及其應(yīng)用?，F(xiàn)如今，社會潛力巨大，變頻液壓技術(shù)現(xiàn)逐步向主控一體化、變頻控制的高性能化、變頻器的環(huán)?；?、變頻器與電機的整體化、變頻控制系統(tǒng)的全數(shù)字化、高復(fù)合液壓的高功率控制的方向發(fā)展，相信在不久的將來，變頻液壓技術(shù)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(shù)在自動化生產(chǎn)中的應(yīng)用》，《科技與生活》,2011年

第2篇：交流電動機的應(yīng)用范文

【關(guān)鍵詞】電動機；保養(yǎng)；維護

電動機技術(shù)是通過線圈轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電磁感應(yīng)效力使得機器產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的動力，形成機械能，這一過程是電能轉(zhuǎn)化為機械能的過程，是將電功率轉(zhuǎn)化為機械能功率的過程。電動機將轉(zhuǎn)化的機械能為人類的生產(chǎn)和生活提供源源不斷的動力。隨著電動機技術(shù)的不斷發(fā)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(jù)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(yǎng)方面的知識。

1.交流電動機的技術(shù)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(shù)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(yīng)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(chǎn)生的電磁感應(yīng)效力，形成電磁場，根據(jù)正弦電磁強弱的規(guī)則發(fā)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(zhuǎn)形成兩相旋轉(zhuǎn)的磁場，這個磁場為單相電動機提供了旋轉(zhuǎn)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(fā)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(shù)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(xiàn)反轉(zhuǎn)交換電源這種情況下難以真正啟動電動機。

1.2三相異步電動機技術(shù)工作原理

目前，三相異步電動機技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛，三相異步電動機的主體是由兩部分結(jié)構(gòu)組合而成的，分別為固定部分稱為定子部分和旋轉(zhuǎn)部分稱為動力部分。三相異步電動機的動力部分（旋轉(zhuǎn)部分）的轉(zhuǎn)動速度小于交變磁場的轉(zhuǎn)動速度時，電動機的動力部分會和磁場會產(chǎn)生理想狀態(tài)下的端電壓和感生電流，同時在與磁場的作用下形成電磁轉(zhuǎn)矩現(xiàn)象，從而實現(xiàn)了電磁能轉(zhuǎn)化為機械能，為工業(yè)生產(chǎn)所利用。三相異步交流電動機同單相交流電動機相比，具有性能好、成本低、穩(wěn)定性高、轉(zhuǎn)化功率大等優(yōu)點。

2.電動機的常見故障分析

電動機在現(xiàn)代人們生產(chǎn)生活中使用相當普及，不管是工業(yè)生產(chǎn)，還是生活家居就會涉及到它，已經(jīng)成為生產(chǎn)生活的必需品。電動機在使用過程中，由于年久失修或者用戶未按照電動機相關(guān)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(xiàn)故障，下面就電動機在使用過程中經(jīng)常發(fā)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(huán)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(nèi)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(nèi)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子銅條松動；9）軸承中無油，轉(zhuǎn)軸因發(fā)熱膨脹，妨礙在軸承中回轉(zhuǎn)；10）軸承損壞。11）啟動電容損壞。12）離心開關(guān)觸點接觸不良。

交流電動機不能起動因素很多，應(yīng)根據(jù)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(fā)出異常聲響或過熱時，應(yīng)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(zhuǎn)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(guān)分斷轉(zhuǎn)速高。

2.4動機運轉(zhuǎn)時聲音不正常的原因

1）定子與轉(zhuǎn)子相擦;2）轉(zhuǎn)子風葉碰殼;3）轉(zhuǎn)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(nèi)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(zhuǎn)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

1）軸承損壞;2）油過多、過少或油質(zhì)不良;3）軸承與軸配合過松走內(nèi)圓或過緊;4）軸承與端蓋配合過松走或過緊;5）電動機兩側(cè)端蓋或軸承蓋未裝平。

3.電動機的定期檢查和保養(yǎng)

為了保證電動機正常工作，除了按操作規(guī)程正確使用，運行過程中注意監(jiān)視和維護外還應(yīng)進行定期檢查和保養(yǎng)。間隔時間可根據(jù)電動機的類型、使用環(huán)境決定。主要檢查和保養(yǎng)項目如下：

（1）及時清除電動機機座外部的灰塵、油泥。

（2）經(jīng)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(yīng)更換新的軸承。

（4）定期檢查啟動設(shè)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(huán)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(yīng)帶電的金屬部分相碰，發(fā)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(yīng)經(jīng)常檢查絕緣電阻，還要注意查看電動機機殼接地是否可靠。

4.結(jié)語

總之，電動機由于許多原因常常會出現(xiàn)各種故障，影響生產(chǎn)。通過分析電動機的原理，了解電動機發(fā)生故障的主要原因，只要使用正確，維護得當，發(fā)現(xiàn)故障及時處理，電機的工作壽命是很長的。　[科]

【參考文獻】

第3篇：交流電動機的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞:變頻器;分類方法;工作原理;控制方式

中圖分類號:TD326文獻標識碼:B文章編號:1009-9166(2010)014(C)-0231-01

變頻技術(shù)是應(yīng)交流電機無級調(diào)速的需要而誕生的。20世紀60年代以后,電力電子器件經(jīng)歷了SCR(晶閘管)、GTO(門極可關(guān)斷晶閘管)、BJT(雙極型功率晶體管)、MOSFET(金屬氧化物場效應(yīng)管)、SIT(靜電感應(yīng)晶體管)、SITH(靜電感應(yīng)晶閘管)、MGT(MOS控制晶體管)、MCT(MOS控制晶閘管)、IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、HVIGBT(耐高壓絕緣柵雙極型晶閘管)的發(fā)展過程,器件的更新促進了電力電子變換技術(shù)的不斷發(fā)展。20世紀70年代開始,脈寬調(diào)制變壓變頻(PWM-VVVF)調(diào)速研究引起了人們的高度重視。

變頻器的分類方法有多種,按照主電路工作方式分類,可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器;按照開關(guān)方式分類,可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器;按照工作原理分類,可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等;按照用途分類,可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。

VVVF:改變電壓、改變頻率CVCF:恒電壓、恒頻率。各國使用的交流供電電源,無論是用于家庭還是用于工廠,其電壓和頻率均為400V/50Hz或200V/60Hz(50Hz),等等。通常,把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率,該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電(DC)。

用于電機控制的變頻器,既可以改變電壓,又可以改變頻率。

變頻器的工作原理

我們知道,交流電動機的同步轉(zhuǎn)速表達式位:

n=60f(1-s)/p(1)

式中

N――異步電動機的轉(zhuǎn)速;

F――異步電動機的頻率;

S――電動機轉(zhuǎn)差率;

P――電動機極對數(shù)。

由式(1)可知,轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比,只要改變頻率f即可改變電動機的轉(zhuǎn)速,當頻率f在0～50Hz的范圍內(nèi)變化時,電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的,是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。

變頻器控制方式

低壓通用變頻輸出電壓為380～650V,輸出功率為0.75～400kW,工作頻率為0～400Hz,它的主電路都采用交―直―交電路。其控制方式經(jīng)歷了以下四代。

1、U/f=C的正弦脈寬調(diào)制(SPWM)控制方式。其特點是控制電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低,機械特性硬度也較好,能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求,已在產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是,這種控制方式在低頻時,由于輸出電壓較低,轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著,使輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。另外,其機械特性終究沒有直流電動機硬,動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意,且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會隨負載的變化而變化,轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機轉(zhuǎn)矩利用率不高,低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降,穩(wěn)定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速。

2、電壓空間矢量(SVPWM)控制方式。它是以三相波形整體生成效果為前提,以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場軌跡為目的,一次生成三相調(diào)制波形,以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進行控制的。經(jīng)實踐使用后又有所改進,即引入頻率補償,能消除速度控制的誤差;通過反饋估算磁鏈幅值,消除低速時定子電阻的影響;將輸出電壓、電流閉環(huán),以提高動態(tài)的精度和穩(wěn)定度。但控制電路環(huán)節(jié)較多,且沒有引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié),所以系統(tǒng)性能沒有得到根本改善。

矢量控制(VC)方式。矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相―二相變換,等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1Ib1,再通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換,等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的直流電流Im1、It1(Im1相當于直流電動機的勵磁電流;It1相當于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流),然后模仿直流電動機的控制方法,求得直流電動機的控制量,經(jīng)過相應(yīng)的坐標反變換,實現(xiàn)對異步電動機的控制。其實質(zhì)是將交流電動機等效為直流電動機,分別對速度,磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈,然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場兩個分量,經(jīng)坐標變換,實現(xiàn)正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時代的意義。然而在實際應(yīng)用中,由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準確觀測,系統(tǒng)特性受電動機參數(shù)的影響較大,且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉(zhuǎn)變換較復(fù)雜,使得實際的控制效果難以達到理想分析的結(jié)果。

第4篇：交流電動機的應(yīng)用范文

[關(guān)鍵詞]電機與變壓器；技工學校；多媒體；理論；實踐；教學手段

中圖分類號：TP316.5

《電機與變壓器》是一門概念抽象、計算繁瑣的應(yīng)用型技術(shù)課程，是后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，對專業(yè)課程的學習有著關(guān)鍵的作用，但由于中職學生的基礎(chǔ)較差，學習熱情不高，因而存在入門難、融會貫通更難的現(xiàn)象，因此，探索《電機與變壓器》課程教學的改革，提高課堂教學質(zhì)量成為必

一、合理安排授課計劃和內(nèi)容

現(xiàn)在的實際應(yīng)用的大部分是交流電機，直流電機的應(yīng)用比重有所減小，所以在變壓器、交流電機的內(nèi)容上可適當加大，直流電機所占的比例可適當壓縮。從講課反饋上來看，按照先講直流電機，再講變壓器，最后是交流電機的教學安排可能更合理些。因為學生在初中物理及技校的“電工基礎(chǔ)”等課程中已初步地掌握了直流發(fā)電機和直流電動機的基本工作原理，所以接受起來并不很困難。變壓器的工作原理也在“電工基礎(chǔ)”的互感電路章節(jié)中有所涉及，它對“電機與變壓器”中的內(nèi)容有所鋪墊，同時變壓器與交流電機也有聯(lián)系，可以把它看成是一臺靜止不動的交流電動機。對比變壓器的一次側(cè)電壓表達式和交流電動機的定子電壓表達式，我們可以看到兩者的表達式非常相像，只不過交流電動機多了。當講到交流電動機繞組的磁勢和電勢時我們會發(fā)現(xiàn)：變壓器采用的是集中整距繞組，因此，交流電機為了抑制諧波的磁勢和電勢，采用短距分布繞組，所以，變壓器可以看成是一臺靜止不動的交流電動機。當然，在講課過程中也要注意兩者的區(qū)別。筆者發(fā)現(xiàn)按照上述的講課順序進行教學，學生理解會更清晰些。

二、理論聯(lián)系實際，突出重點.體現(xiàn)課程教學中的主線

“電機與變壓器”這門課程中概念很多，因此，教師在講課時需要把“電工基礎(chǔ)”中牽涉到的概念和定律先復(fù)習一下，如左手定則、右手定則、右手螺旋定則、基爾霍夫電壓和電流定律、同名端和異名端等。在講課過程中理論聯(lián)系實際會使學生更易理解。如為什么轉(zhuǎn)子沖片采用硅鋼片疊片沖壓而成？目的是為了減少磁滯損耗和渦流損耗。轉(zhuǎn)子上為什么安裝風扇？轉(zhuǎn)子沖片上為什么開了小圓孔？目的是為了加強空氣對流和散熱。電機轉(zhuǎn)動時風扇吸風，空氣從轉(zhuǎn)子的軸向通風孔流過，可幫助散熱。這樣講述理論聯(lián)系實際，學生學習就不會感覺枯燥了。

講完直流電機、變壓器和交流電機的每一部分后，要對該部分進行總結(jié)，歸納出重點，幫助學生理解和復(fù)習。如直流電動機部分里最重要的就是直流電動機的啟動、調(diào)速和制動過程。電樞電流的表達式。分析直流電動機的啟動，由于電機的轉(zhuǎn)速n不能突變，在啟動的一瞬間，轉(zhuǎn)速n=0，因此電樞電流為U/Ra在一般情況下，電壓U為額定電壓UN，電樞中不串人附加電阻，只有內(nèi)阻Ra，則電樞中電流過大，易燒毀電機。因此，工業(yè)用包括我們船舶用直流電動機，不允許直接啟動，要限制啟動電流在一個合適的范圍內(nèi)。由電樞電流U/R。的關(guān)系可知，可減小分子或增大分母，因此，可采用電樞串電阻或降壓啟動這兩種方式。

對于直流電動機調(diào)速過程，根據(jù)調(diào)速公式 可知，要想改變電機的轉(zhuǎn)速n，對于選定的電機，由于Ce是常數(shù)，電機達到平衡狀態(tài)時T=TL，因此，進行調(diào)速能改變的電氣參數(shù)就只有電壓U、電樞回路的電阻Ra和主磁通Ф由此得到了三種調(diào)速方法：降壓調(diào)速、電樞串電阻調(diào)速和弱磁調(diào)速。

對于直流電動機的制動過程，如能耗制動過程的分析：電動機本來在正常的電動運行，能耗制動開始時，機械特性立刻變化，但根據(jù)慣性定律的結(jié)論，電磁轉(zhuǎn)矩T為負值。電動機進入減速狀態(tài)，即能耗制動過程。當n=0時，T=0，但負載轉(zhuǎn)矩一般不為0，因此在能耗制動結(jié)束時需要采用機械裝置卡住轉(zhuǎn)子使之停車。

學生掌握了這些公式和定律，在不同的情況下分析和靈活運用，就可以抓住直流電動機這部分的核心內(nèi)容，它對后續(xù)課程的學習幫助很大。同理可歸納出變壓器和交流電動機的核心要點，這里不再贅述。

三、多媒體和各個教學手段相結(jié)合

教學中，如果僅靠板書的這種傳統(tǒng)方式來講解，不僅授課進程緩慢，影響教學進度，而且學生理解吃力，教學效果比較差。例如，三相旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生過程，該部分比較難理解，學生容易產(chǎn)生厭煩情緒。為此我們收集制作了一些PowerPoint圖片和Flas等教學課件來演示三相旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生過程，電機實物進行現(xiàn)場演示。在一臺去除了轉(zhuǎn)子的交流電動機定子內(nèi)部放置一個小磁針，在三相對稱繞組上加上三相對稱電源，將直觀地看到小磁針轉(zhuǎn)動。將三相交流電源中的任意兩相電源線對調(diào)后，發(fā)現(xiàn)小磁針轉(zhuǎn)動方向會改變。這樣，學生就直觀地看到了交流電機旋轉(zhuǎn)磁場的正反轉(zhuǎn)，便于理解交流電動機的正反轉(zhuǎn)。由此我們就可以提出問題：為什么小磁針能夠轉(zhuǎn)動？采用這種方式在多媒體教學過程中解決問題。即提出問題一分析問題一解決問題。通過這樣的現(xiàn)代教學手段，能夠鍛煉學生獨立思考能力和獨立解決問題的能力。

采用多媒體等教學手段，結(jié)合理論知識進行分析和講解，教師可將復(fù)雜、枯燥的內(nèi)容變得直觀、容易理解，給學生留下深刻的印象，學習過程也變得輕松愉快，教學效果很好。

但對于變壓器、異步電動機的運行分析，采用傳統(tǒng)的板書結(jié)合PPT字幕教學模式比較好，因為這些部分需要進行邏輯推導，采用板書教學及PPT字幕，有助于學生前后連貫地分析和理解。所以，在教學過程中要因地制宜，在適當?shù)恼鹿?jié)采用并加強多媒體等現(xiàn)代教學手段。

四、理論教學和實踐教學的有機統(tǒng)一

為了增強學生對電機結(jié)構(gòu)的感性認識，我們在教學計劃中安排了總課時的一半時間進行包括交流電機的實習。通過實習可幫助學生掌握電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理；掌握電機繞組拆卸、繞制及電機裝配過程；掌握電機測試和檢修的方法；掌握相關(guān)電工儀表使用。學有余力的學生可以向?qū)嵙暯處熒暾堖x做實驗。學生自已查閱資料選題，根據(jù)具體線路和接線步驟，分析實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學生的獨立操作及工作能力。

二年的學校教學工作結(jié)束以后的第三年，按照教學計劃，學生要進入工廠，車間的頂崗實習的學習階段。實際體驗各種電機和變壓器的接線和工作過程，了解掌握各種電氣設(shè)備的功能和使用。讓工人師傅現(xiàn)場帶領(lǐng)我們的學生掌握不同類型電氣設(shè)備的操作，讓學生對各種生產(chǎn)機械的主要結(jié)構(gòu)及操作情況有親身體驗，通過工廠、車間的實習提高學生的實踐能力，更快融入社會，工廠車間，做到學、用統(tǒng)一。為將來的就業(yè)打下良好基礎(chǔ)。

五、重視習題課在教學過程中的作用

教學過程中適當安排了一些習題課，在習題課上，講解一些較為典型的例題，通過對學生的提問，了解學生的理解程度和錯誤原因，幫助他們糾正錯誤。再精心選擇兩三道計算題讓學生進行解答，然后對計算過程中出現(xiàn)的問題進行講評。在講評過程中，分析學生的解題步驟，了解學生的解題思路。爭取實現(xiàn)一題多解，把各個知識點有效的結(jié)合起來，從而有利于學生的思維和演繹能力的培養(yǎng)。對學生解題中出現(xiàn)的錯誤及時指出，避免重復(fù)犯錯，起到事半功倍的作用。針對學生學習過程中的薄弱環(huán)節(jié)，適當調(diào)整教學安排，有的放矢，從而更好地完成教學任務(wù)。

六、結(jié)束語

筆者在近十幾年的教學實踐工作中，積極采用多種教學手段進行教學實踐?！半姍C與變壓器”課程教學取得了的效果，達到了預(yù)期的教學目標。從學生的反饋來看，教學是還是比較成功的。當然，教學實踐是一項長期艱巨的工程，尤其是我們面對一些基礎(chǔ)知識掌握比較薄弱的技工學校的學生，要更好的利用現(xiàn)代化的教學手段來改革陳舊的教育模式，充實完善我們的傳統(tǒng)課程，為社會、工廠企業(yè)輸送合格的實用性人才。

參考文獻

第5篇：交流電動機的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞:電力電子　變頻器　變頻技術(shù)　調(diào)速

1、概　述

電力電子技術(shù)是伴隨著1957年美國通用電氣公司第一個晶閘管的研制而誕生的,其發(fā)展經(jīng)歷了從整流器時代到逆變器時代,到現(xiàn)在的變頻器時代,交流變直流稱為整流,直流變交流稱為逆變,而通過改變交流電頻率的方式實現(xiàn)交流電控制的技術(shù)就叫變頻技術(shù)。變頻技術(shù)是應(yīng)交流電機無級調(diào)速的需要而誕生的。20世紀60年代后半期起,電力電子器件從SCR(晶閘管)、GTO(門極可關(guān)斷晶閘管)、BJT(雙極型功率晶體管)、MOSFET(金屬氧化物場效應(yīng)管)、SIT(靜電感應(yīng)晶體管)、SITH(靜電感應(yīng)晶閘管)、MGT(MOS控制晶體管)、MCT(MOS控制品閘管)發(fā)展到今天的IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、HVIGBT(耐高壓絕緣柵雙極型晶閘管),器件的更新促使電力變換技術(shù)不斷發(fā)展。20世紀70年代,脈寬調(diào)制變壓變頻(PwM―VVVF)調(diào)速研究開始引起人們的高度重視。20世紀80年代,作為變頻技術(shù)核心的PWM模式優(yōu)化問題吸引了人們的濃厚興趣,并得出諸多優(yōu)化模式,其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世紀80年代后半期,美、日、德、英等發(fā)達國家的VVVF變頻器已投入市場并廣泛應(yīng)用。到現(xiàn)在經(jīng)歷了這么長時間的發(fā)展,變頻技術(shù)的理論日趨成熟,但是,其應(yīng)用仍存在各種問題。

傳統(tǒng)變頻就是以直流電機拖動發(fā)電變頻,現(xiàn)在已經(jīng)不存在了?，F(xiàn)在變頻技術(shù)是電力電子技術(shù)的一種應(yīng)用,以變頻器為核心,變頻器一般是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。通過對供電頻率的轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)電動機運轉(zhuǎn)速度率的自動調(diào)節(jié),把50Hz的固定電網(wǎng)頻率改為30-130Hz的變化頻率。同時,還使電源電壓適應(yīng)范圍達到142-270V,將任意電源變換成三相電壓、頻率平滑可調(diào)的交流電源,解決了由于電網(wǎng)電壓的不穩(wěn)定而影響電器工作的難題。

2、變頻方式分類

2.1　交-直-交變頻

交一直一交變頻(又稱VVVF變頻)是最常用的變頻方式,先將交流電整流為直流,再將直流逆變?yōu)轭A(yù)期頻率的交流電。由于其原理簡單,性能穩(wěn)定,在工業(yè)、交通運輸,家用電器等各個領(lǐng)域得到應(yīng)用,成為應(yīng)用最為廣泛的變頻方式,但因其需要整流、逆變兩套設(shè)備,價格較昂貴。

恒壓頻比控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交一直一交變頻中的一種。它們共同缺點是輸入功率因數(shù)低,在整流逆變的過程中消耗大量無功,直流回路需要大的儲能電容來補償無功。再生能量又不能反饋回電網(wǎng),即不能進行四象限運行,且諧波電流大,在交流段和直流段需裝設(shè)濾波回路,直流段還需裝設(shè)平波電抗器,費用較大。

恒壓變頻控制是對變頻器的電壓和頻率的比率進行控制,使之保持恒定,即u/f為一給定控制值,以維持氣隙磁通的恒定,這樣電動機就不會因頻率變化而導致磁飽和而使勵磁電流增大,引起功率因數(shù)和效率都降低。恒壓頻比控制相對簡單,機械特性硬度也較好,能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求。這種變頻方式被廣泛用于轉(zhuǎn)速開環(huán)的交流調(diào)速系統(tǒng),適用于生產(chǎn)機械對調(diào)速系統(tǒng)靜動態(tài)性能要求不高的場合,如對風機、泵類調(diào)速,也用于空調(diào)等家用電器以達到節(jié)能的目的,恒壓變頻控制系統(tǒng)框圖如圖1所示。

但是,這是一種開環(huán)控制方式,這種控制方式在低頻時,由于輸出電壓較小,受定子電阻壓降的影響比較顯著,故造成輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。另外,其機械特性終究沒有直流電動機硬,動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意,因此人們又研究出其他的變頻調(diào)速。

轉(zhuǎn)差頻率控制是一種閉環(huán)的控制方式。當穩(wěn)態(tài)氣隙磁通保持恒定時,近似有電磁通轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差角頻率人ωs成正比,當保持穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)子全磁鏈恒定時,有ωs正比于轉(zhuǎn)矩。當采用閉環(huán)的轉(zhuǎn)差頻率控制時,定子頻率ω1=ωr+ωs,式中ωr為實際轉(zhuǎn)子角頻率,則定子角頻率可隨轉(zhuǎn)子變化而變化,得到平滑穩(wěn)定的調(diào)速系統(tǒng),但此調(diào)速是在靜態(tài)模型下得到,不具有動態(tài)特性。

矢量控制變頻調(diào)速是一種轉(zhuǎn)子磁鏈定向的動態(tài)模型,主要原理是坐標的變換,將異步電動機在三相坐標系下的定子交流電流Ia、Ib、Ic、通過三相一二相變換,等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ial、Ibl,再通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換,等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的直流電動機勵磁電流Iml。和與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流Itl,參照直流調(diào)速系統(tǒng)控制方法,求得其控制量,經(jīng)過相應(yīng)的坐標反變換,完成對異步電動機的控制。矢量控制方法性能好但控制復(fù)雜,實際應(yīng)用中,轉(zhuǎn)子磁鏈難以準確的觀測,系統(tǒng)特性受電動機參數(shù)的影響較大,且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉(zhuǎn)變換較復(fù)雜,使得實際的控制效果難以達到理想分析的結(jié)果。

德國魯爾大學的DePenbrock教授在1985年首次提出直接轉(zhuǎn)矩控制變頻技術(shù)。該技術(shù)同樣基于動態(tài)模型直接采用轉(zhuǎn)矩反饋,在很大程度上解決了上述矢量控制的不足,并以新穎的控制思想、簡潔明了的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的動靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展。直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標系下分析交流電動機的數(shù)學模型,控制電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。它不需要將交流電動機化成等效直流電動機,省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計算;它不需要模仿直流電動機的控制,也不需要為解耦而簡化交流電動機的數(shù)學模型。目前,該技術(shù)已成功地應(yīng)用在電力機車牽引的大功率交流傳動上。

2.2　交一交變頻

交一交變頻是把電網(wǎng)頻率的交流電直接變換成可調(diào)頻率的交流電,使用電力半導體功率管直接控制通過的交流電流,由于其直接變換的特點,交一交變頻器效率較高,可方便地進行可逆運行。但是它存在很多缺點,如功率因數(shù)低,主電路使用晶閘管元件數(shù)目多,控制電路復(fù)雜且變頻器輸出頻率受到其電網(wǎng)頻率的限制,最大變頻范圍在電網(wǎng)二分之一以下。變頻類似于載波調(diào)制,效果、精度都較差。為此,矩陣式交一交變頻應(yīng)運而生。由于矩陣式交一交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié),從而省去了體積大、價格貴的電解電容。它能實現(xiàn)功率因數(shù)為l,輸入電流為正弦且能四象限運行,系統(tǒng)的功率密度大。但是該技術(shù)目前尚未成熟,有待更多研究。

交一交變頻電路主要應(yīng)用于大功率交流電機調(diào)速系統(tǒng),三相輸出電壓相位各差120°的單項交一交變頻組 成三相交一交變頻電路,它有兩種接線方式,公共交流木先進線方式和輸出星星連接方式。前者電源進線端公用,所以電路出線端必須隔離,如圖2所示,這種接線方式主要用于中等容量交流調(diào)速系統(tǒng)。后者輸出端終點不與負載中點相連,構(gòu)成電路的六組橋式電路至少需要不同輸出相的兩組橋中四個晶閘管同時導通才能構(gòu)成回路并產(chǎn)生電流如圖3所示。

目前,交一交變頻器一般只適用于球磨機、礦井提升機、電動車輛、大型軋鋼設(shè)備等低速大容量拖動場合。

2.3　直流變頻

直流變頻是相對于交流變頻而言的,直流并沒有頻率,它是通過改變直流電壓來調(diào)節(jié)壓縮機轉(zhuǎn)速的。直流變頻用于無刷直流電機,因為其具有直流有刷電機的特性,同時也是頻率變化的裝置,故稱為直流變頻。直流變頻輸出電壓是可變的直流電,沒有逆變環(huán)節(jié),比較交流變頻更加省電。電動機的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。電動機的轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體,為了檢測電動機轉(zhuǎn)子的極性,在電動機內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成,其功能是接受電動機的啟動、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;提供保護和顯示等等。

3、變頻技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

變頻技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,從工業(yè)到交通運輸大到家用電器,變頻器產(chǎn)生的最初用途是速度控制,是理想的調(diào)速方法,但目前我們應(yīng)用得較多的是它的節(jié)能特性,因為中國是能耗大國能源儲備不足且利用率不高,電動力在電力消耗中占很大比例。應(yīng)用變頻調(diào)速,可以大大提高電機轉(zhuǎn)速的控制精度,使電機在最節(jié)能的轉(zhuǎn)速下運行,可大大提高輕載運行時的工作效率。功率大電壓高的變頻器在電力行業(yè)有很大的發(fā)展?jié)摿?。在家用電器?帶有變頻控制的冰箱、洗衣機、家用空調(diào)等,在節(jié)電、減小電壓沖擊、降低噪音、提高控制精度等方面有很大的優(yōu)勢。

由于變頻方式不同,其特點就不同,在不同的領(lǐng)域采用不同的變頻技術(shù)。交一直一交變頻技術(shù)可用于風機、泵類調(diào)速,也可用于家用電器變頻;交一交變頻技術(shù)主要用于大功率交流電機調(diào)速;直流變頻主要用于無刷直流電機,目前國內(nèi)已將直流變頻用于空調(diào)。交流變頻空調(diào)器采用交一直一交變頻控制交流電機的轉(zhuǎn)速。而對變頻器的控制是通過傳感器將室內(nèi)溫度信息傳遞給微電腦,輸出一定頻率變化的波形,控制變頻器的頻率。當室內(nèi)急速降溫或急速升溫時,室內(nèi)空調(diào)負荷加大,壓縮機轉(zhuǎn)速加快,制冷量按比例增加。相反,當室內(nèi)空調(diào)負荷減少時,壓縮機正常運轉(zhuǎn)或減速。直流變頻空調(diào)器是把工頻交流電轉(zhuǎn)換為直流電,并將其送至功率模塊主電路,功率模塊與交流調(diào)速一樣受微電腦控制,不同的是模塊所輸出的是電壓可變的直流電源,壓縮機使用的是直流電機,是全直流變速空調(diào)器。直流變頻空調(diào)器沒有逆變環(huán)節(jié),在這方面比交流變頻更加省電。但目前國內(nèi)用得較多的仍然是V/F控制,工業(yè)上負載多數(shù)動態(tài)特性要求并不高,故可以滿足要求,但隨著技術(shù)發(fā)展尤其是半導體制造業(yè)的發(fā)展,必會使其他變頻方式得到更廣泛的應(yīng)用。

4、結(jié)束語

變頻技術(shù)在理論上已有多種方式,但實際應(yīng)用中仍然存在很多問題,在生產(chǎn)工藝上國內(nèi)外仍存在差距。由于變頻技術(shù)在節(jié)能控制方面有明顯的優(yōu)勢,因而變頻技術(shù)有廣泛的發(fā)展前景,但其發(fā)展受到半導體功率器件的制造業(yè)發(fā)展情況的限制,且電力電子裝置中的相控整流以及不可控二極管整流電路使輸入電壓電流波形發(fā)生畸變,系統(tǒng)功率因數(shù)被大大降低并且引入大量諧波。此外,由于硬件電路中電壓和電流的急劇變化,電力電子器件需承受很大的電應(yīng)力,并且對周圍通信設(shè)備產(chǎn)生嚴重電磁干擾,這些都是變頻技術(shù)發(fā)展中必須面對解決的重要問題。

參考文獻

[1]向鐵元,《電氣工程基礎(chǔ)》武漢大學出版社。

[2]王兆安,黃俊,《電力電子技術(shù)》西安佳通大學。

[3]周楊忠,胡育文,《交流電動機直接轉(zhuǎn)矩控制》機械工業(yè)出版社。

第6篇：交流電動機的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：純電動汽車；特點；分類；結(jié)構(gòu)；原理

純電動汽車是以電池為儲能單元，以電動機為驅(qū)動系統(tǒng)的車輛。純電動汽車的特點：（1）無污染，噪聲低；（2）能源效率高，多樣化；（3）結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便。缺點是動力電源使用成本高，續(xù)駛里程短。隨著科技的發(fā)展，純電動汽車的缺點被克服，則純電動汽車的優(yōu)勢將會完全凸顯，純電動汽車必將引領(lǐng)汽車工業(yè)的一場新革命。

1 純電動汽車的分類

純電動汽車的特點是結(jié)構(gòu)相對簡單，生產(chǎn)工藝相對成熟。缺點是充電速度慢，續(xù)駛里程短。因此適合于行駛路線相對固定，有條件進行較長時間充電的車輛。

1.1 按用途分類

（1）純電動轎車；（2）電動貨車；（3）電動客車。

1.2 按驅(qū)動形式分類

（1）直流電機驅(qū)動的電動汽車；（2）交流電機驅(qū)動的電動汽車；（3）雙電機驅(qū)動的電動汽車；（4）雙繞組電機電動汽車；（5）電動輪電動汽車。

1.3 按使用的電池類型分類

（1）鉛酸蓄電池電動汽車；（2）鎳氫電池電動汽車；（3）鋰離子電池電動汽車；（4）燃料電池電動汽車。

2 電動汽車的組成

電動汽車主要由電力驅(qū)動系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)等三部分組成。汽車行駛時，由蓄電池輸出電能（電流）通過控制器驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)，電動機輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動系統(tǒng)帶動車輪前進或后退。電動汽車續(xù)駛里程與蓄電池容量有關(guān)，蓄電池容量受諸多因素限制。要提高一次充電續(xù)駛里程，必須盡可能地節(jié)省蓄電池的能量。

3 純電動汽車的工作原理

電動汽車應(yīng)用較多的電動機有直流電動機和交流電動機兩大類。電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)采用直流電動機時，雖然在結(jié)構(gòu)上有許多獨到之處，并具有起步加速牽引力大，控制系統(tǒng)較簡單等優(yōu)點，但它的整個動力傳動系統(tǒng)效率低。電動汽車使用的交流電動機驅(qū)動系統(tǒng)，突出的優(yōu)點是體積小、質(zhì)量輕、效率高、調(diào)速范圍寬和基本免維護等優(yōu)點，但其制造成本較高。

電動汽車的控制系統(tǒng)的性能直接影響著汽車的性能指標。該控制系統(tǒng)控制汽車在各類工況下的行駛速度、加速度和能源轉(zhuǎn)換情況。它類似于燃油汽車的加速踏板和變速器，包括電動機驅(qū)動器、控制器及各種傳感器，其中最關(guān)鍵的是電動機逆變器。電動機不同，控制器也有所不同?？刂破鲗⑿铍姵刂绷麟娔孀兂山涣麟姾篁?qū)動交流驅(qū)動電動機，電動機輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動系統(tǒng)驅(qū)動車輪，使電動汽車行駛。

電源系統(tǒng)包括電源、能量管理系統(tǒng)和充電機等。它的功用是向電動機提供驅(qū)動電能、監(jiān)測電源使用情況以及控制充電機向蓄電池充電。

純電動汽車的常用電源有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。

純電動汽車的能量管理主要是指電池管理系統(tǒng)，它的主要功用是對電動汽車用電池單體及整組進行實時監(jiān)控、充放電、巡檢、溫度監(jiān)測等。

第7篇：交流電動機的應(yīng)用范文

摘要：當前，機電變頻調(diào)控技術(shù)在我國礦井中的應(yīng)用已經(jīng)逐漸普及，該技術(shù)手段對礦井中的機電設(shè)備進行有效的調(diào)控，對電能的節(jié)約起到了至關(guān)重要的作用。文章就機電變頻調(diào)控技術(shù)在礦井中的應(yīng)用與相關(guān)注意事項進行了淺析，以期對我國的礦井電能節(jié)約做出奠基。

關(guān)鍵詞：機電變頻調(diào)速；礦井；空氣壓縮機；礦井通風機

中圖分類號：TD534 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）09-0144-02

機電變頻調(diào)速技術(shù)（Mechanical and Electrical Technology of Frequency Conversion），其基本定義是通過改變電源頻率調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速的連續(xù)平滑調(diào)速方法。這種技術(shù)主要是應(yīng)用在同步電動機和異步電動機上，通過機電變頻的作用將其速度進行調(diào)整。機電變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理就是根據(jù)電機在工作中的轉(zhuǎn)速與電源輸入頻率成正比的關(guān)系；機電變頻調(diào)速技術(shù)的基本工作形式就是通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。

機電變頻調(diào)速技術(shù)的基本公式為：N=60F（1-S）/P，這個公式中的N表示轉(zhuǎn)速，F(xiàn)表示輸入頻率，S表示電機轉(zhuǎn)差率，P表示電機磁極對數(shù)，通過公式可以直接的從中看出，對F、P、S進行改變能夠使轉(zhuǎn)速進行最終變化。對于機電變頻調(diào)速的內(nèi)容來講，不同的機電變頻調(diào)速方式無非就是改變交流電動機的同步轉(zhuǎn)速或者是不改變同步轉(zhuǎn)速兩種。

一、機電變頻調(diào)速技術(shù)

機電變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展歷程是由交流電動機演變而成，是當前世界上應(yīng)用機電變頻調(diào)技術(shù)的起源。交流電動機主要有兩種，一種是同步電動機，另一種是異步電動機，其中異步電動機由于其結(jié)構(gòu)較為簡單，價格相對比較便宜，在進行維修和保養(yǎng)中方便的特點而被廣泛的應(yīng)用。但是異步電動機的調(diào)速性能在剛開始應(yīng)用的時候是比不上直流電動機的，因此運用交流電動機進行調(diào)速成為一項國際性的研究課題。伴隨著世界電子技術(shù)的發(fā)展與進步，到了20世紀60年代之后，半導體交流技術(shù)逐漸的開始應(yīng)用到了調(diào)速系統(tǒng)之中，在當時的交流電動機調(diào)速方法，一般都是采用的繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、籠型異步電動機變級調(diào)速。在20世紀20年代的時候變流變頻調(diào)速已經(jīng)被人們所認識，但是在當時的技術(shù)還相對不夠成熟，導致了受到很大的技術(shù)限制，只能利用閘流管構(gòu)成逆變器，但是其效果不是很明顯，未能夠得到普及應(yīng)用。到了20世紀50年代中期，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，晶閘管開始出現(xiàn)，并且開創(chuàng)了電力電子技術(shù)發(fā)展的新時代。到了20世紀70年代，電力電子技術(shù)已經(jīng)逐漸的走向成熟，出現(xiàn)了機電變頻調(diào)速，而且這種變頻調(diào)速技術(shù)具有更高的性能，在當前國際上已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用起來。

二、機電變頻調(diào)速技術(shù)在礦井中的應(yīng)用

（一）機電變頻調(diào)速技術(shù)在礦井提升機中的應(yīng)用

礦井中的提升機的作用，是整個礦井中的重要組成部分，是進行礦井運輸?shù)闹匾敖煌ā惫ぞ?，是礦井中必不可少的重要環(huán)節(jié)。礦井中的提升機在工作的過程中，是用其自身裝備沿著礦井的隧道井筒，從礦井內(nèi)部將礦石、廢礦、升降人員、設(shè)備、材料等進行運送。所以對于礦井中的提升機來講，是礦井生產(chǎn)的“咽喉”，是所有礦井相關(guān)內(nèi)容出入的通道。因此，在礦井中的提升機無論是任何一種，對于電氣轉(zhuǎn)動的要求都是相對較高的，因為電氣轉(zhuǎn)動系統(tǒng)是否正常運行，直接關(guān)系到礦機提升機的運作狀況，就會對礦井的運輸造成很大程度上的影響，導致礦井生產(chǎn)效率的提高或降低。對于礦井提升機電氣轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的要求主要有以下幾個方面：具有良好的電機調(diào)速功能；具有電機調(diào)速的精度更加準確；在相對條件下能夠快速的進行正轉(zhuǎn)運行和反轉(zhuǎn)運行；具有準確的制定功能和定位功能；電機的可靠性提高等。

（二）機電變頻調(diào)速技術(shù)在空氣壓縮機中的應(yīng)用

礦井中的空氣壓縮機是礦井生產(chǎn)的有一個重要設(shè)備，同樣是礦井中的重要組成部分。對于空氣壓縮機的應(yīng)用，是通過自身生產(chǎn)壓縮空氣，利用這種高科技手段來帶動風動早鑿巖機、風動裝巖機等礦井中的施工設(shè)備，以及能夠利用風動來控制的相關(guān)設(shè)備。在礦井中的空氣壓縮機使用中利用機電變頻調(diào)速技術(shù)，能夠有效的降低電能的消耗，因為在現(xiàn)實情況下，空氣壓縮機的耗電量在整個礦井總電能耗用上占用了40%的份額。因此，在運用空氣壓縮機的時候，通過對其進行變頻調(diào)控技術(shù)，有效的進行節(jié)能的運行，從而降低礦井的生產(chǎn)成本，最終提高礦井的經(jīng)濟效益。

（三）機電變頻調(diào)速技術(shù)在礦井通風機中的應(yīng)用

礦井中的通風機也是礦井生產(chǎn)過程中的主要機電設(shè)備，在電能的消耗上也占用了很大的部分。礦井通風機在進行應(yīng)用的過程中，一般都是采用的異步電機，或者是在運作的時候利用同步電機進行拖動，以此來進行均衡的運轉(zhuǎn)。對于我國當前的礦井來說，其特點一般都是礦井的巷道隨著時間的增加而逐漸的加深，礦井的產(chǎn)量在逐年的不斷增加，使得礦井中的通風量在逐漸的加大。在當前我國的礦井通風機的選擇過程中，一般情況下都是按照最大開采量所需要的通風量來對通風機進行設(shè)計的，因此，隨著時間的不斷增加，深度的不斷加深，風量的需求不斷的提升，對于早起設(shè)計的礦井通風機已經(jīng)不能夠完全達到有效的通風效果。而且，礦井中的作業(yè)一般都不是很均衡，夜班進行工作的人員是很少的，對于風量的要求是較小的，特別的是在節(jié)假日的時候，工作人員幾乎沒有，但是在這個過程中依然要進行礦井的通風，經(jīng)常性的會出現(xiàn)對礦井通風機的風量不進行調(diào)節(jié)，還是保持這大量的風量輸出，造成不必要的電能消耗。因此，采用機電變頻調(diào)速技術(shù)，能夠有效的對通風機進行控制，采用同步電機直接高壓變頻器，對電能的節(jié)約十分的有效。

三、結(jié)語

綜上所述，對于機電變頻調(diào)速技術(shù)在礦井中的應(yīng)用來講，其實際作用就是由于礦井所需要的設(shè)備一般都是以大型的設(shè)備為主，并且對設(shè)備的要求都是相對較高的，特別是對于電氣轉(zhuǎn)動系統(tǒng)來講，要能夠有效的保證這些大型機電設(shè)備正常的運行。對于我國當前的基本形式來看，礦井的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還是相對較為落后的，并且在進行生產(chǎn)的過程中，相關(guān)的大型設(shè)備在礦井中受到了空間的限制，因此，就需要不斷的對機電設(shè)備進行改進，以此來適應(yīng)現(xiàn)實的條件，有效的利用機電變頻調(diào)速技術(shù)來控制設(shè)備的運作，最終的目的就是對電能進行節(jié)約，提高礦井的整體經(jīng)濟效益。

參考文獻

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第8篇：交流電動機的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：交流電動機；啟動電流；啟動方式

引言

交流電動機的啟動電流大，一般約為額定電流的5～7倍。由于電動機啟動時間短，大的啟動電流不至于引起電動機溫度的顯著提高，但卻會引起電網(wǎng)中的電壓和電流變化幅度過大，從而影響接在同一母線上的其它設(shè)備的正常運行。所以交流電動機的啟動方式必須根據(jù)電容的容量、電動機的啟動電流的大小及負載大小等情況綜合考慮后再選擇。

交流電動機的常用啟動方式有：直接啟動，減壓啟動，軟啟動和變頻器啟動等。

1 直接啟動方式及其特點

直接啟動又叫全電壓啟動，它是將額定電壓直接加在電動機的定子繞組上使電動機轉(zhuǎn)動。在變壓器容量允許的情況下，電動機應(yīng)盡可能采用直接啟動，因為直接啟動控制電路簡單，提高了電路的可靠性，且減少了維修工作量。

直接啟動也有很致命的缺點，首先其啟動電流過大，大容量電動機啟動時，其過大的啟動電流會引起電網(wǎng)電壓降低，使電動機轉(zhuǎn)矩減小，甚至啟動困難，而且還會影響同一供電網(wǎng)絡(luò)中其它設(shè)備的正常工作。另外，如果電動機頻繁啟動，則由于熱量的積累，可能使電動機過熱，加速線圈老化，縮短電動機的壽命。

2 減壓啟動方式及其特點

減壓啟動是啟動時降低加在電動機定子繞組上的電壓，當電動機的轉(zhuǎn)速接近額定值時，使之在全電壓下運行。由于降低了啟動電壓，啟動電流也就降低了，但因為啟動轉(zhuǎn)矩正比于電壓的平方，所以啟動轉(zhuǎn)矩更顯著地減小，因此，減壓啟動只適用于啟動時負載轉(zhuǎn)矩不大的情況，如輕載或空載。常用的減壓啟動方式有星-三角減壓啟動、定子串電阻減壓啟動和自耦變壓器減壓啟動等。

2.1 星-三角減壓啟動方式及其特點

星-三角減壓啟動方式，就是在啟動開始時，將電動機的定子繞組接成星形，使每相繞組承受的電壓為電影電壓的相電壓，通常情況下為220V，而在啟動完畢后，電動機進入正常運行時，則按預(yù)定的時間換接成三角形接法，使每相繞組承受的電壓為電源的線電壓，一般為380V的啟動方式。這種啟動方式大大減小了啟動時大電流對電網(wǎng)的影響，而且也是這三種減壓啟動方式中成本最低、結(jié)構(gòu)最簡單的一種。然而，它也有不少使用方面的限制，主要包括以下幾點：

a.適合在啟動時采用星形連接方式，使用局限性比較大。

b.啟動轉(zhuǎn)矩僅為額定轉(zhuǎn)矩的1/3，所以只能用于輕載或空載。

c.由于采用此種啟動方式會在整個啟動過程中出現(xiàn)兩次啟動電流較大的沖擊現(xiàn)象，因而設(shè)備容易發(fā)生故障，必須經(jīng)常進行維護，所以，一般不適宜用在啟動較頻繁的設(shè)備上。

2.2 定子串電阻減壓啟動方式及其特點

定子串電阻減壓啟動方式就是在電動機啟動的過程中，利用串聯(lián)電阻來減小定子繞組電壓，以達到限制啟動電流的目的，一旦啟動完畢，再將電阻短接，電動機進入全電壓正常運行。這種啟動方式不受電動機定子繞組接線形式的限制，并且設(shè)備簡單，啟動時定子電壓的大小可調(diào)，因而在中小型生產(chǎn)機械中應(yīng)用較廣。但每次啟動都要在電阻上消耗大量的電能，不能頻繁啟動、重載啟動，不適宜用在某些負載大小經(jīng)常發(fā)生變化的生產(chǎn)機械上。

2.3 自耦變壓器減壓啟動方式及其特點

自耦變壓器減壓啟動方式是利用自耦變壓器來降低電動機啟動時的電壓，達到限制啟動電流的目的。啟動時，電影電壓加在自耦變壓器的一次繞組上，電動機的定子繞組與自耦變壓器的二次繞組相連，當電動機的轉(zhuǎn)速接近額定值時，將自耦變壓器切除，電動機直接與電源相連，在正常電壓下運行。

自耦變壓器減壓啟動方式對電網(wǎng)電流的沖擊較小，整個啟動過程功率損耗小。但其費用較高，電阻結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)備體積龐大，并且在設(shè)計制造過程中采用非連續(xù)工作制，所以，在選擇此種啟動方式時，嚴禁頻繁操作，防止電動機損壞。

3 軟啟動方式及其特點

軟啟動是運用軟啟動器，利用可控硅的移相調(diào)壓原理來調(diào)節(jié)電源電壓的導通角，使電動機輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至啟動結(jié)束，賦予電動機全電壓。

軟啟動方式效果好但成本較高，在電動機啟動過程中產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)的沖擊較大，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。另外，電網(wǎng)的穩(wěn)定性也會反過來影響可控硅元件的導通，使得可控硅的故障率提高。軟啟動的維護難度比較大，對維護人員的要求比較高。

4 變頻器啟動方式及其特點

變頻器啟動通過調(diào)節(jié)電源電壓的頻率，開始時電源電壓比較低，輸出的轉(zhuǎn)矩較小，隨著電動機的啟動電源電壓緩慢提高，輸出轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)提高，從而可以實現(xiàn)電動機整個啟動過程平穩(wěn)，不會由于電動機的負載而對電網(wǎng)產(chǎn)生大的沖擊，影響整個電網(wǎng)的穩(wěn)定性，是當今最先進的一種啟動方式。

變頻器啟動接線簡單，電動機的運行參數(shù)如額定轉(zhuǎn)速、運行模式、電動機的轉(zhuǎn)向等都可以通過改變變頻器的設(shè)置參數(shù)簡單實現(xiàn)。此外，變頻器本身有很強的故障檢測和報警功能，并且采用變頻器啟動的電動機很容易實現(xiàn)遠程和本地的控制。變頻器啟動也有其不足，其早期的經(jīng)濟投入比較大，涉及電力電子技術(shù)，對維護人員的要求比較高。

5 結(jié)語

綜合考慮，當直接啟動符合條件時，電動機應(yīng)直接啟動；從安全和節(jié)能角度考慮，在經(jīng)濟條件允許的情況下較大功率的電動機應(yīng)盡量避免采用直接啟動方式，選用減壓啟動方式時應(yīng)考慮電動機的端子電壓，使其滿足所拖動機械的最小轉(zhuǎn)矩要求；在經(jīng)濟充裕的條件下，在考慮到電動機沖擊和機械設(shè)備的使用壽命時，就盡量使用軟啟動或變頻啟動?！?/p>

參考文獻

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[2]周軍.電氣控制及PLC[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.

第9篇：交流電動機的應(yīng)用范文

工況是指確定制冷機運行情況的溫度條件?？照{(diào)壓縮機的運行工況包括制冷機的轉(zhuǎn)速、冷凝溫度、蒸發(fā)溫度、節(jié)流前的溫度以及壓縮機的吸氣壓力、吸氣溫度等。運行工況不同時，將會影響到其制冷量、功耗和制冷系數(shù)等技術(shù)指標。

空調(diào)制冷系統(tǒng)的運行特性是指壓縮機在允許使用條件下運行時，其制冷量和消耗功率與各種運行工況的變化關(guān)系。這種關(guān)系曲線叫運行特性曲線。從運行特性曲線可知,當冷凝溫度一定時，制冷機的制冷量隨著蒸發(fā)溫度上升而增大；當蒸發(fā)溫度一定時，制冷量隨著冷凝溫度的上升而減小，壓縮機消耗的功率隨著冷凝溫度的上升而增大。

二、非獨立式汽車空調(diào)運行工況與特性

汽車空調(diào)分為獨立式和非獨立式兩種。獨立式汽車空調(diào)由專用空調(diào)壓縮機來驅(qū)動制冷壓縮機，多用于制冷量較大的大、中型客車上，非獨立式汽車空調(diào)由汽車發(fā)動機直接驅(qū)動制冷壓縮機，小型客車和轎車都采用此方式。

非獨立式汽車空調(diào)機的壓縮機轉(zhuǎn)速隨著發(fā)動機的工況變化而變化，車速是非穩(wěn)態(tài)變化，因此，運行工況是一個非穩(wěn)定工況。由于冷凝溫度、蒸發(fā)溫度、轉(zhuǎn)速、制冷劑的過冷度以及吸氣壓力都在不斷變化。因此，汽車空調(diào)制冷機的性能也是隨之變化的。

圖1所示是汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器溫度特性。從圖中可知，當冷凝溫度和其他工況不變時，蒸發(fā)溫度越低，空調(diào)制冷量越小，功耗越大、制冷系數(shù)越小。所以為了節(jié)能，蒸發(fā)溫度不希望調(diào)得太低，一般滿足舒適范圍的上限為好。

圖2所示是汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)冷凝器溫度特性。從圖中可以看出，當蒸發(fā)溫度和其他工況不變時，冷凝溫度越高，汽車空調(diào)制冷量越小，功耗越大，制冷系數(shù)越小。所以，冷凝器安裝位置很重要，距離散熱器不能太近，應(yīng)留有足夠的間隙。

非獨立式空調(diào)壓縮機的制冷特性與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速密切相關(guān)，而后者又取決于汽車的運行狀況。當汽車高速行駛時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速較高，壓縮機也作高速運轉(zhuǎn)，壓縮機排量增加，其制冷量和功率消耗都將增加。此時，冷凝器的散熱條件大為改善，冷凝效果好，制冷劑過冷度增大，使汽車空調(diào)制冷量增大。相反，當汽車低速行駛，發(fā)動機處于低速運轉(zhuǎn)，壓縮機的轉(zhuǎn)速亦很低，冷凝條件惡化，制冷量大為減小。汽車停止行駛時，冷凝器的冷凝條件惡化，制冷系數(shù)下降，壓縮機吸氣壓力增大，壓縮機功耗增加，發(fā)動機怠速負荷加重，會導致發(fā)動機和空調(diào)制冷系統(tǒng)的過熱，加速了發(fā)動機和壓縮機的磨損，縮短了它們的使用壽命。因此，在汽車空調(diào)系統(tǒng)中常裝入有怠速繼電器，用以在汽車低速或停止行駛時切斷汽車空調(diào)，保護壓縮機。

綜上所述，如果希望汽車空調(diào)實訓臺架中的制冷機能夠反映出汽車在高、中、低速和怠速等狀態(tài)下的工作狀況，關(guān)鍵是空調(diào)壓縮機的轉(zhuǎn)速必須是可以調(diào)整的，此時壓縮機在不同轉(zhuǎn)速下的工作狀態(tài)就可反映出汽車在不同車速下，汽車空調(diào)的工作狀況。

三、汽車空調(diào)實訓臺架的功能與作用

汽車空調(diào)的日常維護、保養(yǎng)以及專業(yè)維修工作，要求從業(yè)人員必須掌握好汽車空調(diào)的工作原理和專業(yè)維修技能。學校教師在20世紀90年代末期已開始研制出汽車空調(diào)實訓臺架，近年來亦購置了一些汽車空調(diào)實訓臺架。在汽車空調(diào)專業(yè)教學中，汽車空調(diào)實訓臺架是學生學習專業(yè)知識和訓練專業(yè)技能所需的重要設(shè)備，起到以下作用：一是讓學生認識汽車空調(diào)系統(tǒng)中的各元器件性能，掌握系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)、工作原理和工作流程。二是學生可通過在臺架上的專業(yè)訓練，學會對空調(diào)系統(tǒng)和元器件的維護保養(yǎng)知識，掌握空調(diào)系統(tǒng)（元器件）故障的檢測、排除專業(yè)

技能。

汽車空調(diào)實訓臺架的優(yōu)缺點：其中一款空調(diào)實訓臺架是采用了汽車發(fā)動機作動力的形式，帶動空調(diào)壓縮機運轉(zhuǎn)，可反映出汽車在各種轉(zhuǎn)速下，壓縮機的運行工作和特性，真實反映出汽車空調(diào)制冷效果。但該機存在教學成本不斷增大（汽油價格不斷上升），污染環(huán)境和噪聲大的缺點，不符合當前的環(huán)保、低碳、節(jié)能型社會發(fā)展要求。其他的空調(diào)實訓臺架（普遍類型）是采用三相交流異步電動機作動力，帶動壓縮機運轉(zhuǎn)。具有安靜、平穩(wěn)、經(jīng)濟、性價比好的優(yōu)勢，但由于電動機的轉(zhuǎn)速是不變的，故空調(diào)壓縮機的轉(zhuǎn)速亦是固定不變，空調(diào)機的制冷只有單一效果，所以不能很好地反映出汽車在各種運行狀態(tài)下，空調(diào)機的運行工況和制冷效果。

針對汽車空調(diào)實訓臺架的不足之處，我們需要對汽車空調(diào)實訓臺架進行技術(shù)改造，以適應(yīng)形勢的發(fā)展和教學的需要。

四、變頻器在汽車空調(diào)實訓臺架的應(yīng)用

1.變頻調(diào)速工作原理

調(diào)速是工業(yè)電氣自動化技術(shù)的重要組成部份。而機械調(diào)速都是通過電動機來實現(xiàn)的。電動機有直流電動機和交流電動機兩種，直流電動機的調(diào)速容易實現(xiàn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護保養(yǎng)繁瑣。交流電動機的調(diào)速經(jīng)歷了定子調(diào)速、變極調(diào)速、滑差調(diào)速等方式和滑差電動機、繞線式電動機、同步電動機等，但都存在缺陷或不足。直至20世紀80年代，隨著微電子技術(shù)、信息技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展，研制推出了交流電動機最好的變頻調(diào)速技術(shù)，它以優(yōu)異的性能取代了其他交流電動機調(diào)速方式，成為電氣傳動的中樞。

變頻調(diào)速技術(shù)是一種以改變電動機頻率和改變電壓來達到電動機調(diào)速目的的技術(shù)，根據(jù)交流異步電動機的轉(zhuǎn)速表達式：

n=60f／p（l-S）=no(l-S)

式中：n—異步電動機的轉(zhuǎn)速 f—異步電動機的電源頻率

S—電動機轉(zhuǎn)差率 p—電動機極數(shù)

從上式看，交流異步電動機的轉(zhuǎn)速n取決于電機的極數(shù)和頻率，而電動機的工作原理決定電動機的極數(shù)是固定不變。由于該數(shù)值不是一個連續(xù)的數(shù)值（為2的倍數(shù)，例如2、4、6），所以一般不適合和通過改變設(shè)值來調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速。在極數(shù)p不變時均勻地改變電動機定子的供電電源頻率f,可以連續(xù)改變交流異步電動機的同步轉(zhuǎn)速n。（n。=60f／p）。由于穩(wěn)態(tài)時轉(zhuǎn)差率S很?。⊿=0.03～0.05），即可連續(xù)改變電動機轉(zhuǎn)速n，從而達到平滑調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的目的。另外，頻率能夠在電動機的外面調(diào)節(jié)后再供給電動機，這樣電動機的旋轉(zhuǎn)速度就可以自由控制。因此變頻調(diào)速具有很好的調(diào)速性能，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速技術(shù)。

2.變頻器及其工作特點

為實現(xiàn)異步電動機的變頻調(diào)速，關(guān)鍵在于要有頻率可調(diào)的變頻電源，提供給為調(diào)速的電動機。現(xiàn)行的供電系統(tǒng)輸送的是恒頻交流電源，因此，要實現(xiàn)電動機的變頻調(diào)速，需要能同時改變電壓和頻率的變頻裝置，該裝置稱為變頻器。

變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電動機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電能控制裝置。它由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元、微處理單元等組成，是變頻技術(shù)的核心。變頻器通過改變電源的頻率達到改變電源電壓的目的，根據(jù)電動機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，從而達到調(diào)速、節(jié)能的目的。變頻器的應(yīng)用具有啟動電流小，啟動轉(zhuǎn)矩大的工作特點，能實現(xiàn)對交流異步電動機的軟啟動和變頻調(diào)速，以及改變功率因數(shù)，提高運轉(zhuǎn)精度。

3.變頻器在汽車空調(diào)實訓臺架的應(yīng)用

變頻器能實現(xiàn)對交流異步電動機的軟啟動，變頻調(diào)速、改變功率因數(shù)。具有過流、過壓、過載保護等功能，將其應(yīng)用于以三相異步電動機作動力源的汽車空調(diào)實訓臺架，如圖3所示，實行變頻調(diào)速控制，可使空調(diào)壓縮機工作在不同速率下真實地反映出汽車空調(diào)的工作工況。

圖3

如圖3所示，可通過設(shè)定和調(diào)整變頻器的頻率來改變?nèi)嘟涣鳟惒诫妱訖C的電源頻率，達到改變電動機轉(zhuǎn)速的目的，使汽車空調(diào)壓縮機的速率發(fā)生變化。當提升頻率時，電動機轉(zhuǎn)速提高，汽車空調(diào)壓縮機高速運轉(zhuǎn)，輸出功率增大，制冷量增大（相當于汽車高速狀態(tài)下的空調(diào)工作狀況）；反之，降低頻率時，電動機轉(zhuǎn)速降低，壓縮機低速運轉(zhuǎn)，抑制了壓縮機輸出功率，制冷量減小（即汽車低速下的空調(diào)狀況），從而解決了空調(diào)實訓臺架的壓縮機只有單一轉(zhuǎn)速，不能全面地反映汽車空調(diào)工作的問題。