电动机系统节能技术
电动机系统节能技术概述
电动机节能概念：
主要包括更新淘汰低效电动机及高耗电设备；节能电动机概念和技术，合理匹配电动机系统，提高电动机效率；以先进的电力电子技术传动方式改造传统的机械方式，实现被拖动装置控制和设备制造；推广软启动装置、无功补偿装置、计算机自动控制系统技术、优化电动机系统的运行和控制。
高效电动机：
高效电动机（YX、YX 等系列）通常指高效率三相异步电动机。效率水平能达到或超过电动机能效国家标准（GB18613-2002）所规定的节能评价值的电动机。
电动机能效国家标准：
电动机能效国家标准是“中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值”，国标号为GB18613-2002。由国家质量监督检验检疫总局于2002年1月10日发布，2002年8月1日实施。能效限定值是电动机最低效率允许值，是强制性指标；节能评价值是高效电动机的认
定值，是推荐性指标。
高效电动机节能效果：
高效电动机与普通电动机相比，优化了总体设计，选用了高质量的铜绕组和硅钢片，降低了各种损耗，损耗下降了20%-30%，效率提高2%-7%；投资回收期一般为1-2年，有的短至几个月。
（54）YX2型高效节能电动机
为了节约能源和保证企业的连续安全生产，要求企业装有的电动机均应处于合理、经济运行状态，即电动机在运行中要有高的效率和功率因数，且使用寿命长，性能良好，安全可靠。
但实际运行中的电动机等设备，绝大多数不能满足上述要求。以我油田采油三厂为例，在增压注水系统中运行的电动机，绝大多数存在着匹配不合理、选用电动机容量裕度过大等问题，便“大马拉小车”的现象十分突出，造成电能大量浪费。其原因既有电机设计，制造方面的问题，又有以往在电动机的选用上，忽视了设备的运行经济指标，使电动机的运行效率和功率因数偏低所致。为了改变这一状况，现积极采用高效节能电动机。下面以南阳防爆电机厂新开发设计的
YX2-280S-4型75kW全封闭自扇冷笼型电动机为例，就其结构、性能，运行效果作一简介。
1、结构
(1) 定子：定子铁心采用高导磁、低损耗优质电工硅钢片；电磁线及绝缘采用聚醋亚胺漆包线及优质复合绝缘材料等，采用真空浸渍工艺，故具有良好的电气性能。
(2) 转子：转子铁心也采用高导磁，低损耗优质电工硅钢片，经铸铝后用热套法固定在铸轴上，并经动平衡校验，故电动机运行平稳、振动小:转轴采用45号钢材料。
(3) 接线盒接线盒具有较大的空腔，便于接线且有一个进线口。其接线盒在电动机右侧(从驱动器端视之)。
(4) 轴承采用低噪声轴承。在联轴器传动时，轴承寿命在100000h以上。
(5) 冈扇、风罩：采用防静电塑料风扇，其转动惯量小，损耗低。
2、主要技术参数
2.1 使用条件
电压为380V：环境温度为随季节变化，但不超过40℃，:工作方式为连续定额(SI)；海拔高度不超过1000m；频率为50Hz。
2.2 电气性能指标
额定功率为75kW；额定电流为137.1A；额定转速为
1480r/min；额定效率为94.5%；堵转转矩/额定转矩为2.0；额定功率因数为0.88；堵转电流/额定电流为7；最大转矩/额定转矩为2.3。
3、运行及测试情况
3.1运行情况：2003年8月，将6号增压注水站的一台普通型75kW电动机，更换为75kW的YX2型高效节能电动机，经过试运行，效果较好。噪声比同容量的普通电动机低4-6dB(A)，改善了工人的工作环境，还设有不停机注排油装置，使用方便。
3.2 测试情况：采用加拿大生产的3720ACM电力监控智能仪表及传统的电工测试仪表测量，每次测试时间为5min。测试结果见表1。
（表1）采油三厂6号增压注水站3号泵电动机更换前后空载，负载运行时测试值
注：l、表中负载有功电量数据为smin抽实测数据平均值；2、电量的采样频率为50次/s，其余参数为5次/s, 3、电动机更换前后
泵的出口压力等参数保持不变。
4、效果
根据实际测试结果，75kW的YX2型高效电动机与曾通75kW
电动机相比较，平均每台每天节电约133kWh。按目前电费0.5元/kWh 计算，年开泵时间按6000h考虑，预计更换电动机后每年可节约电费开支1.66万元。75kW的YX2型电动机综合投资为1.3万元，因此投资回收期短，节能效益十分显著。
（55）SRM系列开关磁阻调速电机动
——调速突破，节能先锋
一、产品简介：
新一代开关磁阻电机及控制系统启动性能好，易于实现四象限运行，适于频繁启动场合，可以广泛用于机床设备（如龙门刨床、锯切机），牵引领域（如电动机车、地铁），矿山、冶金等设备，尤其是在电动汽车领域，更有无法代替的优势。
该公司在引进欧美先进技术的同时，结合国内各种工业需求，成功研发完成11kW、l5kW、18.5kW、22kW、30kW、37kW、45kW、55kW、75kW 的开关磁阻电机及控制系统（并通过机电的统一设计满足各种特殊需求），分别用于车辆牵引、龙门刨床、油田和冶金行业，性能突出。
二、性能特点：
l、系统效率和功率因数高，调速范围宽，最高效率可达90%，并且在很宽调速范围内，都保持在80%以上，功率因数达到0.95以上，调速比超过1：20。
2、低启动电流，高启动转矩，启动电流为额定电流的30%，启动转矩为额定值的150%。
3、可频繁起停及正反转运行。
4、控制系统电路结构简单，工作可靠性高，电机转子无绕组，机械强度高。
5、在额定转速内保持恒转矩运行，转矩转速稳定，转速波动小于0.15%。
6、如果在一个区域内推广使用该种电机，可建直流供电站统一供电。
三、典型应用：
用SRM开关磁阻电机调速系统配套及改造龙门刨铣床的优点：
l、产品已与国内多家刨床厂配套，通过全面考核，质量可靠。
2、可根据需要在旧机床上增加新功能。
3、高性能/价格比，适用于国内广大用户。
4、丰富的改造经验，已成功改造刨床近百台，提供售前售后全部技术服务资料，并可提供已有用户作参考。
5、电机的起动电流小，（为额定电流的30%），对电网无冲击，起动转矩大，（为额定的150%），故适合于频繁起动，每小时不少于
1000次，（实测达40次/分）。
6、制动转矩大（不小于额定转矩），故换向时越位小，可提高加工效率。
7、具有多种保护功能，可靠性高，且动态响应快，转速闭环控制，不受电网电压影响
满载时无速降。
8、与F-D系统相比，可简化结构，减少占地面积约2/3，可节电30%一70%，且可根据负荷大小选择15-45KW电机，避免“大马拉小车”的情况，良好的节电效果及停机时间的减少便客户能尽快收回投资。
9、为用户配套新型电气柜，采用进口PLC控制，可降低故障率，结构简化，调试、维护方便。
10、特有断电制动功能，可避免床面在意外停电时冲出床身。
11、电机无电刷及整流子，维护工作量少。
主要技术参数及性能指标
（56）SRD10系列开关磁阻电动机调速系统
一、适用范围简介：
通用机械：风机、水泵、油泵、压缩机等；机床：龙门机床（刨、铣、磨）、钻床等；塑料机械：挤出机、注塑机等；压力机械：螺旋压力机、模锻压力机、冲床等；铸造机械：抛丸机等；油田机械：抽油机等；纺织机械：印花机、卷布机、浆纱机、织机等；造纸机械：造纸机、压光机、卷纸机等；玻璃机械：制瓶机等；食品加工机械: 搅拌机、混合机等；矿山、煤矿机械：采煤机、掘进机、球磨机等；冶金机械：轧钢机等；提升运输机械：电梯、绞车、卷扬机、传送带等；辅助机械：卷取机、开卷机、架线机等；家用电器：风扇、空调、冰箱、洗衣机、吸尘器等；电动工具：手钻等；交通工具：车辆、机车、轮船、飞机等；发电设备：风力发电。
二、技术产品性能特点：
1、开关磁阻调速电机系统SRD工作原理
开关磁阻调速电机系统由电动机和控制器组成。如图1所示。电动机内安装有位置传感器；控制器由功率电路和控制电路等单元组成。
图1 开关磁阻调速电机系统组成
2、电动机结构
SRD电动机是定子、转子双凸极可变磁阻电动机。定子、转子均由普通硅钢片叠压而成，转子上即无绕组也无永磁体，定子极上绕有集中绕组（图2）。
图2 定子、转子结构
图3中给出的是三相12/8极结构。若以示意图中定、转子的相对位置作为起始位置，依次给B→C →A相绕组通电，转子即会逆着励磁顺序以逆时针方向连续旋转；反之，依次给C→B→A 相通电，则电动机会顺时针方向转动。SRD电机的转向与相绕组的电流方向无关，而取决于相绕组通电的顺序。
通过控制相绕组的电子开关（IGBT)S1、S2的工作状态，就可以改变电机的转向、转矩、转速、制动等工作状态。
图3 SRD电机示意图
当定子相绕组通电时，电动机内建立起磁场，当两凸极位置不对齐时，磁力线是弯曲的（图4）。转子受到弯曲磁力线的磁拉力，产生转矩，使转子转动，转子凸极向定子凸极趋近。当两凸极位置对齐时，转子达到平衡位置。
图4 SRD磁场磁力示意图
3、开关磁阻调速电机系统SRD特点
（1）效率高，节能效果好。在所有的调速和功率范围内，SRD整体效率比交流异步电动机变频调速系统（简称变频调速）至少高3%以上，在低速工作的状态下其效率能够提高10%以上。与直流调速、串级调速、电磁调速等系统相比，SRD节电效果更明显。
（2）起动转矩大，特别适合于那些需要重载起动和负载变化明显并且频繁的场合。SRD控制器从电源侧吸收较少的电流，在电机侧可得到较大的起动转矩，起动转矩达额定转矩的150%时、起动电流仅为额定电流的30%，比之交流电动机的300%电流获得100%的转矩的性能，优势非常明显。
（3）调速范围广（图8）。SRD电机可以在低速下长期运行。由于效率高，在低速下的温升程度比额定工况时还要低，解决了变频调速低速运行下电机发热问题。此外，SRD电机最高转速不会像交流电动机那样受极数的限制，可以根据实际需要灵活地设定最高转速。（4）可频繁正、反转，频繁起动、停止，系统调控性能好，四象限控制灵活（图9），因此，非常适合于龙门刨床、可逆轧机、油田抽油机、螺旋压力机等应用场合。制动性能好，能实现再生制动，节约电能效果显著。
（5）起动电流小，避免了对电网的冲击。SRD具有软起动特性，没有普通交流电动机起动电流大于额定电流5～7倍的现象。
（6）功率因数高，不需要加装无功补偿装置。普通交流电动机空载时的功率因数在0.2～0.4，之间，满载在0.8～0.9之间；而开关磁
阻电机调速系统在空载和满载下的功率因数均大于0.98。
（7）电机结构简单、坚固、制造工艺简单，成本低。工作可靠，能适用于各种恶劣、高温甚至强振动环境。
（8）缺相与过负载时仍可工作。出现电源缺相、电机或控制器任一相出现故障时，SR电动机输出功率减小，但仍然可以运行。当系统超过额定负载120%以上时，转速只会下降，而不会烧毁电机和控制器。
（9）由于控制器中功率变换器与电机绕组串联，不会出现变频调速系统功率变换器可能出现的直通故障，可靠性大为提高。
三、应用效果
开关磁阻调速电机系统SRD作为新一代调速产品，具有高效、调速范围宽，适用范围广，简单、可靠、成本低等一系列优点。科汇公司与淄博牵引电机集团合作，已成功生产出1.1kW～90kW系列产品，在淄博机务段、淄博毛纺厂、山东新华药厂、张店热电厂、青岛益友锻压机械厂、汇丰塑料有限公司等单位相继应用，得到了用户的一致好评。并于2004年9月顺利通过国家中小型电机质量监督检验中心的全面性能检验。
自2004年投入现场运行以来，最长的运行时间达到两年多，各种运行数据表明，该系统运行稳定可靠，极大的改善了所在系统的运行工况，提高了运行效率，降低了能耗，减轻了工人的劳动。注：有用户提供的用户报告提供的详细数据。
四、推广前景
2005年11月，该产品通过了山东省科技厅的鉴定。2005年10月国家发改委、科技部、国家环保总局在联合发布的《国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术》公告中，明确将开关磁阻调速电动机作为电机行业重点推广技术。
科汇公司与华中科技大学、北京交通大学、山东理工大学等高校保持着密切的合作关系，同时具有国内一流的电力电子与微机控制技术开发队伍，牵引电机公司拥有一支经验丰富的电机开发和设计、生产队伍；遍布全国各地的电机推广销售网络，以及完善的电机生产、测试实施。我们能够不断跟踪新技术的发展，保持技术上领先地位。
（57）开关磁阻调速电动机运行技术分析
摘要：对开关磁阻电动机调速系统的组成、工作原理、使用情况和节能效果进行了总结分析。
关键词：电动机；调速；分析
1引言
据统计,我国发电量的60%用于电动机,可以说电动机是“用电大户”,也是节能潜力最大的设备之一。20世纪70年代开始,席卷全球的能源危机推进了交流电动机调速技术的发展,使直流调速、变频调
速等技术得到广泛应用,但这些调速系统都存在结构复杂、价格昂贵、能耗高等不足。随着计算机自动控制技术和电力电子技术的日趋成熟，国内近年来有相当数量的高等院校、科研单位和企业投入到开发磁阻电动机调速技术的开发，新设备已在纺
织、冶金、石油等行业陆续得到应用，正越来越显现出它在调速性能和节能方面的优势。
下面以某公司实际应用的开关磁阻调速电动机为例，对该系统作一个简要介绍。
2开关磁阻电动机调速系统（SAD）组成及工作原理
SAD主要由开关磁阻电动机和控制器两部分组成，电动机内包含位置传感器，控制器由功率电路和控制电路等电路单元组成，结构见图1。
图1开关磁阻电动机调速系统结构示意图
开关磁阻型电动机是定子、转子双凸极可变磁阻电动机。其定子、转子均由普通硅钢片叠压而成，转子上无绕组也无永磁体，定子极上绕有集中绕组，径向相对的两个绕组串联构成一个两极磁极，称为一相。开关磁阻电动机可设计成多种不同的相数以及极数结构，且定子、转子的极数总是不相同，有多种不同的搭配9（图1中给出的是8/6极、四相结构）。若以图l中定子、转子的相对位置作为起始位置，依次给D→a→b→c相绕组通电，转子即会逆着励磁顺序以逆时针方向连
续旋转；反之，依次给B→A→d→c相绕组通电，则电动机会顺时针方向转动。可见，开关型电动机的转向与绕组的电流方向无关，而取决于相绕组通电的顺序。通过控制与电动机每相绕组相串接的各组电子开关（IGBT）的工作状态，就可以改变电机的转向、转矩、转速、制动等工作状态。
3效果评价及分析
3.1配套设备选择
以莱芜市某公司空压站一台冷冻盐水泵上安装的开关磁阻调速电动
机为例进行效果评价。
该电机由淄博汇海电力电子设备有限公司生产。型号SRM225-30，功率等级45kW。该公司冷冻盐水泵型号IS150-125一250，扬程80m，流量200m/h，转速2900r/min。
原配用电动机型号Y225M-2，额定功率45kW，额定电压380V，额定电流84A，转速2940r/min。
3.2 安装运行状况
自2005年9月份安装运行以来，运行情况良好，达到了预期的效果，主要体现在以下几个方面：
（1）实现了恒压供水供气。原来供水供气时间及用量极不稳定，压力波动较大。生产用量大时，压力跟不上，影响生产；用量小时，压力过高，不但耗能，同时也损害供水供气设施。使用开关磁阻调速电动机后，根据需要保持合适的压力，保障了车间生产正常进行。
（2）减少了值班人员劳动强度。原来值班人员根据生产用量情况，随时调节阀门以及启停不同功率的电机，现在只需进行正常的设备巡视即可。
（3）达到了节能降耗的目的。与原来使用的三相交流异步电动机耗电情况相比较，三相异步电机转速无法调节，压力不能调整，更不能自动控制。而使用开关磁阻调速电动机，转速可以根锯生产量自动调节，电机运行效率在82%-93%，节电效果十分明显。在保证生产用量一定的情况下，磁阻电机比普通电机节约电能约30%。
3.3 改造前后的节电效果计算
改造前（从2005年7月29日18：30到7月31日18：30），电表刻度差为3419-1787=1632，3天的用电量为1632×10=16320kWh。
改造后（从2006年3月18日18：30到3月20日18：30)，电表刻度差为6939-5859=1080，3天的用电量为1080×10=10800kWh。
改造前后的节电量为16320-10800=5520kWh，节电率为
5520÷16320=33.8%。
4总结
经过长时间考察分析比较，我们认为，开关磁阻调速电动机操作简单方便，运行稳定可靠，节能效果极佳。该产品具有调速范围宽、节能效果好、启动电流小、启动力矩大的优点，特别适用于以下场合：（1）宽调速范围中长时间低速运行的场合；
（2）宽调速范围中高于交流电机同步转速3000r/min以上的场合；
（3）频繁正、反转，频繁启动、停止的场合；
（4）要求有低速启动、重载启动负载而又不能有启动大电流的场合，例如牵引运输车辆的驱动；
（5）可替代变频调速系统、直流调速系统以及其他调速系统满足使用的场合。
1 电动机的合理选型和节能改造
1.1选用节能型电动机：Y系列电动机是全国统一设计的新系列产品,是国内目前较先进的三相异步电动机。20世纪80年代中期即在全国推广应用。其优点是效率高、节能、启动性能好。而目前国内许多老水泥企业仍大量采用JO2系列电动机,相比来说Y系列比JO2系列电动机效率提高了0?413%。因此用Y系列电动机取代旧式电动机势在必行，目前我厂85%电动机都已改为了新型号电动机。
1.
电动机系统节能技术 电动机系统节能技术概述 电动机节能概念： 主要包括更新淘汰低效电动机及高耗电设备；节能电动机概念和技术，合理匹配电动机系统，提高电动机效率；以先进的电力电子技术传动方式改造传统的机械方式，实现被拖动装置控制和设备制造；推广软启动装置、无功补偿装置、计算机自动控制系统技术、优化电动机系统的运行和控制。 高效电动机： 高效电动机（YX、YX 等系列）通常指高效率三相异步电动机。效率水平能达到或超过电动机能效国家标准（GB18613-2002）所规定的节能评价值的电动机。 电动机能效国家标准： 电动机能效国家标准是“中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值”，国标号为GB18613-2002。由国家质量监督检验检疫总局于2002年1月10日发布，2002年8月1日实施。能效限定值是电动机最低效率允许值，是强制性指标；节能评价值是高效电动机的认
定值，是推荐性指标。 高效电动机节能效果： 高效电动机与普通电动机相比，优化了总体设计，选用了高质量的铜绕组和硅钢片，降低了各种损耗，损耗下降了20%-30%，效率提高2%-7%；投资回收期一般为1-2年，有的短至几个月。 （54）YX2型高效节能电动机 为了节约能源和保证企业的连续安全生产，要求企业装有的电动机均应处于合理、经济运行状态，即电动机在运行中要有高的效率和功率因数，且使用寿命长，性能良好，安全可靠。 但实际运行中的电动机等设备，绝大多数不能满足上述要求。以我油田采油三厂为例，在增压注水系统中运行的电动机，绝大多数存在着匹配不合理、选用电动机容量裕度过大等问题，便“大马拉小车”的现象十分突出，造成电能大量浪费。其原因既有电机设计，制造方面的问题，又有以往在电动机的选用上，忽视了设备的运行经济指标，使电动机的运行效率和功率因数偏低所致。为了改变这一状况，现积极采用高效节能电动机。下面以南阳防爆电机厂新开发设计的
电动机综合保护器 电机综合保护器是针对超载、断相起保护作用，器件的接线端分别接电源及与控制线路串联，以便出现超载或断相时切断控制线路作为保护，并不是用它来控制电机起动的。 电机综合保护器对电机进行全面的保护，在电机出现过流、欠流、断相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、及三相不平衡状态时予以保护措施，启动延时，数字电流表、电压表功能，能显A、B、C三相运行电流，实现多种参数设定功能，故障记忆报警查询和动作值保持功能，来电自启动和自动复位功能。 电机因电性原因出现过负荷、缺相、层间短路及线间短路、线圈的接地漏电、瞬间过电压的流入等造成损坏，或者是由于机械原因，如堵转、电机转动体遇到固体时，因轴承磨损或润滑油缺乏出现热传导现象，损坏电机。由于非正常运行或停止或损坏，会造成生产损失或停止时间内产生的人力损失无法与电机本身更换的费用相提并论，其损失巨大，那么我们就需要对电机进行有效的保护，以便保证生产的正常运行。 对于因电性原因出现的故障，无论是过电流还是过电压，其主要是因为电流瞬间增大，超过了电机的负载电流值而造成
损坏。电机综合保护器根据这一原理，通过监测电机的两相（三相）线路的电流值变化，进行电机的保护，对于过电压、低电压，是通过检测电机相间的电压变化，进行电机的保护。 电机综合保护器保护功能 1、过负载和过电流的保护 2、缺相保护 3、逆相保护 4、接地漏电保护 5、堵转保护 6、相不平衡保护 7、短路保护 8、过电压保护 9、低电压保护 10、过热保护 11、缺电流保护 对于新型号系列的电机综合保护器增加了过热保护和通讯功能，在控制室可以通过控制软件进行0~254的节点上的电机综合保护器进行远程设置与监测控制。
本科毕业设计开题报告 题目：电动机智能保护装置的设计 专题： 院（系）： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 教师职称：
本科毕业设计开题报告 题目电动机智能保护装置的设计来源工程实际 1、研究目的和意义 电动机作为现代工业动力源，异步电动机价格低廉、结构简单、机械性能较好，在各行业中获得了广范的应用。在传统的电动机保护装置大多由电磁元件装置和模拟电子式保护器完成，但其功能单一、精度差、稳定性不高，动作时间慢的特点无法满足人们对电动机保护可靠性越来越高的要求，其保护长期困扰着继电保护专业人员和运行人员，抓好电动机保护的研究与推广工作，对国民经济有着重要的意义，对其进行可靠有效的保护尤为重要。因此电动机保护的自控、集中监控和智能化自处理是电动机保护主要研究方向。 2、国内外发展情况(文献综述) 我国电动机保护装置大概经过了以下的几个发展几个阶断。 一、热继电器、熔断器、电磁式继电器：建国初期，我国引进苏联JR系列继电器。但热继电器等存在致命缺陷，包括整定粗糙、受环境影响大、误差大、重复性差、功能单一等。无法满足高要求，因此也就无法避免被淘汰的命运。 二、模拟电子式电动机保护装置：在上世界八十年代，由于半导体元件普及，涌出一批性能可靠、功能多样的电子式电机保护器。但这类产品仍存在一些无法避免的缺点，整定精度不高、采样精度不高、无法实现具有多功能为一体的全面保护。随着科技的发展，人们对电机保护要求也越来越高，希望电动机保护器结构简单，体积小，接线简单，这些都是模拟电子保护装置无法实现的。 三、数字式电机保护器：这类电机保护器主要以单片机作为电机保护器，可实现智能化综合保护，在采样和整定上有质的飞越，可对信号进行软件非线性校正，极大地降低了被测信号畸变的影响，真正实现了高度采样。电动机保护器正朝着智能化、综合化、高精度、高可靠性发展。 3、研究/设计的目标： 本设计的目标是以单片机为核心的电机保护系统，能够精准、快速、有效的检测出电动机故障，实现电动机及时有效的保护，对电动机的过压、过流、短路等故障进行实时检测，确保电动机安全运行。 4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）： 电动机保护装置是分析三相异步电动机在运行中可能发生的常见故障，以单片机为中心控制部件，如短路、过流、低电压、过负荷、单相接地等。该系统具有自检、自诊断、故障参数记忆等功能。 系统分硬件部分和软件部分 一、硬件部分： 硬件部分主要由电压互感器、电流互感器、A/D转换器、单片机,报警，LED显示。系统先由
XX-MM系列电动机综合保护装置 （V1.0版）
目录 第1章概述 (1) 1.1产品简介及产品特点 (1) 1.2产品功能 (2) 1.2.1监测功能 (2) 1.2.2保护功能 (3) 1.2.3通讯功能 (3) 第2章装置选型 (4) 第3章产品结构及安装尺寸 (5) 3.1显示面板安装尺寸 (5) 3.2主体端子视图及安装尺寸 (6) 3.3电流互感器安装尺寸 (7) 3.4漏电互感器安装尺寸 (8) 第4章保护功能原理 (10) 4.1过流保护 (10) 4.2堵转保护 (10) 4.3接地保护 (11) 4.4漏电保护 (11) 4.5启动超时 (11) 4.6不平衡保护 (11) 4.7缺相保护 (11) 4.8相序保护 (12) 4.9过热保护 (12) 4.10超分断保护 (12) 4.11tE时间保护 (13) 第5章操作说明 (15) 5.1上电检查 (15) 5.2显示面板 (15)
5.3一级菜单 (16) 5.4定值查看 (17) 5.5定值设置 (17) 5.4.1保护定值设置 (17) 5.4.2通讯设置 (18) 5.4.3额定参数 (19) 5.4.420mA参数 (19) 5.4.5启停判据 (19) 5.4.6出厂设置 (20) 5.4.7修改密码 (20) 5.6时间校正 (21) 5.7事故清除 (21) 5.8热量清除 (21) 5.9事故记录 (22) 5.9.1清楚事故 (22) 5.9.2记录查看 (22) 第6章技术参数 (23) 第7章附录 (25) 7.1附录A典型接线图 (25) 7.2附录B Modbus通讯规约（Vcom.1） (26) 7.3保护定值整定推荐表 (28) 7.4初始密码表 (29) 第8章服务承诺 (30)
第十三章步进电动机传动控制系统 13.1、通过分析步进电动机的工作原理和通电方式，可得出哪几点结论？ 答：步进电动机的位移量与输入脉冲数严格成正比，这就不会引起误差的积累，其转速与脉冲频率和步矩角有关。控制输入脉冲数量、频率及电动机各组的接通次序，可以得到各种需要的运行特征。 13.2、步进电动机的运行特性与输入脉冲频率有什么关系？ 答：当脉冲信号频率很低时，控制脉冲以矩形波输入，电流比较接近于理想的矩形波。如果脉冲信号频率增高，由于电动机绕组中的电感有阻止电流变化的作用，因此电流波形发生畸变。如果脉冲频率很高，则电流还来不及上升到稳定值就开始下降，于是，电流的幅值降低，因而产生的转矩减小，致使带负载的能力下降。故频率过高会使步进电动机启动不了或运行时失步而停下。因此，对脉冲信号频率是有限制的。 13.3、列出三相六拍环形分配器的反向环形分配表。 13.4、试修改环形分配器子程序，以实现步进电动机的反向运转。 答：反转子程序如下： HXFB：LD A，B CP A，03H JR Z，DYY INC A JR ROUT DYY: LD A，00H ROUT: LD L，A LD L，00H ADD HL，K LD A，(HL) OUT (PIODRA)，A RET 13.5、步进电动机对驱动电路有何要求？常用驱动电路有什么类型？各有什么特点？ 答：步进电动机的驱动电路实际上是一种脉冲放大电路，使脉冲具有一定的功率驱动能力。 由于功率放大输出直接驱动电动机绕组，因此，功率放大电路的性能对步进电动机的运行性能有很大的影响。因此，对驱动电路要求的核心问题是如何提高步进电动机的快速性和平稳性。 常用的驱动电路类型有：1、单电压限流型驱动电路。电阻R上有功率消耗。为了提高快速性，需要加大R的阻值，随着阻值的加大，电源的电压也势必提高，功率消耗也
电机过热保护装置 因电机过热或温控器失灵造成的事故时有发生，需要采取相应的保安措施，因此，我们设计了基于热敏电阻检测温度的电机过热保护装置。使得电机过热时自动断开电路起到保护的目的。 有关资料表明,半导体热敏电阻是一种对温度变化的敏感元件,其电阻率受温度影响变化明显。半导体热敏电阻种类繁多,大体有正温度系数PTC型和负温度系数NTC 型,根据使用条件有直热式和旁热式。如果采用热敏电阻测温,必须了解PTC型和NTC 型热敏电阻的温度特性和伏安特性。NTC 型热敏电阻在0 ～120 ℃电阻变化明显; 而PTC 型热敏电阻在0～120 ℃变化不大,当温度在120～160 ℃时阻值升高很快。NTC 型热敏电阻流经本身的电流变化对其引起自身电阻变化较大; 而PTC 型热敏电阻自身电流对阻值影响不大,当自身电流达到一定值时阻值才发生变化。 一、工作原理 图中QA、TA、J、Q 构成电机M的主控制回路，当QA接通时，线圈Q通电吸合，电动机M运转，TA为停止按钮。变压器B、整流桥Z、电容器C1 和C2、继电器J、二极管D、运放器LM、三极管T、热敏电阻R1X,R2X 、电阻R5-R6; 构成保护回路，其保护原理如下。R1、R2、R1X、R2X构成电桥，图中R1X,R2X为电机内部测温电阻。当电机温度超过允许温升时，电桥失去平衡，即R1X/R1!=R2X/R2,这时有信号输出给运算放大器LM108（R3，R4为限流电阻）。信号经LM108放大并经电容C1消噪后，经由R5输出到三极管T使其导通，继电器
J吸合，使主控回路中线圈Q失电释放，电机M停止运转。二极管D为续流二极管，当J释放时起续流作用。调整RT可得到三极管的触发电压。
电机系统节能改造 一、概述 电机是一种应用量大、使用范围广的高耗能动力设备。据统计，我国的总装机容量约为4亿千瓦，年耗电量约为6000亿kwh，约占工业用电的70—80%。我国以中小型电机为主，约占80%，而中小型电机耗损的电量却占总损耗量的90%。电机在我国的实际应用中，同国外相比差距很大，机组效率为75%，比国外低10%；系统运行效率为30—40%，比国际先进水平低20—30%。因此在我国中小型电机具有极大的节能潜力，推行电机节能势在必行。 由于异步电机结构简单、制造方便、价格低廉、坚固耐用、运行可靠，可用于恶劣的环境等优点，在工农业生产中得到了广泛的应用。特别是对各行各业的泵类和风机的拖动上非彼莫属，因此，拖动泵类和风机的电机节能工作倍受重视。 随着科学技术的飞速发展，特别是电力电子技术、微电子技术、自动控制技术的高度发展和应用使变频器的节能效果更为显著。它不但能实现无级调速，而且在负载不同时，始终高效运行，有良好的动态特性，能实现高性能、高可靠性、高精度的自动控制。相对于其它调速方式（如：降压调速、变极调速、滑差调速、交流串级调速等），变频调速性能稳定、调速范围广、效率高，随着现代控制理论和电力电子技术的发展，交流变频调速技术日臻完善，它已成为交流电机调速的最新潮流。变频调速装置（变频器）已在工业领域得到广泛应用。 使用变频器调速信号传递快、控制系统时滞小、反应灵敏、调节系统控制精度高、使用方便、有利于提高产量、保证质量、降低生产成本，因而使用变频器是厂、矿企业节能降耗的首选产品。 变频电机节电器是一种革命性的新一代电机专用控制产品，基于微处
理器数字控制技术，通过其内置的专用节电优化控制软件，动态调整电机运行工程中的电压和电流，在不改变电机转速的条件下，保证电机的输出转矩与负荷需求精确匹配，从而有效避免电机因出力过度造成的电能浪费。 交流电动机是当前应用最广泛的电机，约占各类电动机总数的85%，它具有结构简单、价廉、不需维护等优点，但它的弱点是调速困难，因而在许多应用场合受到限制或借助机械方式来实现调速。 变频器就负载类型而言主要有两方面的典型应用：1、恒转矩应用；2、变转矩应用。就应用的目的而言主要有：1、以改进工艺为主要目的，确保工艺过程中的最佳转速、不同负载下的最佳转速以及准确定位等。以其优良的调速性能，提高生产率、提高产品质量、提高舒适性，使设备合理化，适应或改善环境等。2、以节能为主要目的——以流量或压力需要调节的风机、泵类机械的转速控制来实现节能，改造效果非常显著。 二、变频调速的原理 在企业所使用的耗电设备中风机、水泵、空压机、液压油泵、循环泵等电机类负载占绝大多数。由受到技术条件限制，这类负载的流量、压力或风量控制系统几乎全部是阀控系统，即电机由额定转速驱动运转，系统提供的流量、压力或风量恒定，当设备工作需求发生变化时，由设在出口端的溢流、溢压阀或比例调节来调节负载流量、压力或风量、从而满足设备工况变化的需要。而经溢流溢压阀或比例调节阀溢流溢压后，会释放大量的能量，这部分耗散的能量实际上是电机从电网吸收能量中的一部分，造成了电能极大的浪费。从这类负载的工作特性可知，其电机功率与转速立方成正比，而转速又与频率成正比。如果我们改变电机的工作方式，让它不总是在额定工作频率下运转，而是改由变频调整控制系统进行启停控制和调整运行，则其转速就可以在0~2900r/min的范围内连续可调，即输出的流量、压力或风量也随之可在0~100%范围内连续可调，使之与负载的
无刷直流电机控制系统 的设计 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
1引言无刷直流电机最本质的特征是没有机械换向器和电刷所构成的机械接触式换向机构。现在，无刷直流电机定义有俩种：一种是方波/梯形波直流电机才可以被称为无刷直流电机，而正弦波直流电机则被认为是永磁同步电机。另一种是方波/梯形波直流电机和正弦波直流电机都是无刷直流电机。国际电器制造业协会在1987年将无刷直流电机定义为“一种转子为永磁体，带转子位置信号，通过电子换相控制的自同步旋转电机”，其换相电路可以是独立的或集成于电机本体上的。本次设计采用第一种定义，把具有方波/梯形波无刷直流电机称为无刷直流电机。从20世纪90年代开始，由于人们生活水平的不断提高和现代化生产、办公自动化的发展，家用电器、工业机器人等设备都向着高效率化、小型化及高智能化发展，电机作为设备的重要组成部分，必须具有精度高、速度快、效率高等优点，因此无刷直流电机的应用也发展迅速[1]。 无刷直流电机的发展概况 无刷直流电动机是由有刷直流电动机的基础上发展过来的。 19世纪40年代，第一台直流电动机研制成功，经过70多年不断的发展，直流电机进入成熟阶段，并且运用广泛。 1955年，美国的申请了用晶体管换相线路代替有刷直流电动机的机械电刷的专利，形成了现代无刷直流电动机的雏形。 在20世纪60年代初，霍尔元件等位置传感器和电子换向线路的发现，标志着真正的无刷直流电机的出现。 20世纪70年代初，德国人Blaschke提出矢量控制理论，无刷直流电机的性能控制水平得到进一步的提高，极大地推动了电机在高性能领域的应用。 1987年，在北京举办的德国金属加工设备展览会上，西门子和博世两公司展出了永磁自同步伺服系统和驱动器，引起了我国有关学者的注意，自此我国开始了研制和开发电机控制系统和驱动的热潮。目前，我国无刷直流电机的系列产品越来越多，形成了生产规模。
JL-200型电机保护器-工作原理-接线图-说明书 一、概述 JL-200系列电机保护器是我公司在多年研制电机保护器产品的基础上开发出的新一代高科技产品。此产品以微电脑控制器（MCU）为核心元件，通过高精度CT检测电流，电机保护器具有自动线性修正功能，在宽电流范围内仍具有较高的测量精度，对过载、短路、堵转、欠载、缺相、三相电流不平衡、过压、欠压、相序、接触器故障等具有可靠的保护作用；并可实现报警和事件记录。本产品具有性价比高、功能齐全、工作稳定可靠、精度高、保护动作准确、安装、参数设定简单方便等特点。可广泛适用于机械、冶金、建材、化工、纺织行业等工业三相电动机及其它电器的保护与监测。 二、产品主要特点 系统采用宽温、低功耗工业级芯片，更适合于工业现场使用。 软件、硬件及电磁兼容性三个方面协同设计，产品具有很强的抗干
扰能力和很高的可靠性，特别适合于工业现场使用。 电流互感器变比可设置（5A规格），用户可直接查看一次回路的电力参数，使得采样数据更直观，使用更灵活。 采用交流同步采样和先进的数字信号处理算法，实现了实时数据处理和高精密性，有着卓越的可靠性，具有响应速度快、测量准确、精度高，事件记录等优点。 具有自学习过程，能自动检测电机起动过程与时间，生成起动曲线，优化保护参数；并能根据故障前电机负载率和运行时间自动调整过载保护动作时间。 事件记录功能：当保护动作时，记录保护类型、采样电流等参数，形成事件追忆数据，在失电或复位后可长久保存，便于事后分析。 采用模块化设计结构，产品体积小，结构紧凑，安装方便，在低压控制终端柜和1/4模数及以上各种抽屉柜中可直接安装使用，提高了控制线路的可靠性和自动化水平。 结构紧凑、华丽、精湛优美的外观和卓越的设计体现了高雅、精致、紧凑的产品。 完善的事故记录及自检功能，友好的人机界面,所有测量值和参数、保护信息等由面板液晶显示器实时显示。 三、技术参数 1、电动机保护功能 ●过载保护●欠载保护●堵转保护●阻塞保护●温度保护●相序保护●欠压保护●过压保护●起动超时保护
伺服电机控制系统的三种控制方式 力辉伺服控制系统一般分为三种控制方式：速度控制方式，转矩控制方式，位置控制方式。速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的，位置控制是通过发脉冲来控制的。 （1）如果对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。 （2）如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高，或者基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。 就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。 对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢（比如PLC，或低端运动控制器），就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率（比如大部分中高端运动控制器）；如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。 换一种说法是： 1、转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm；如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等于2.5Nm 时电机不转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。 应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。 2、位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。
CSC 237A数字式电动机综合保护测控装置 1装置简介 本装置适用于10kV及以下各种中性点非直接接地系统，作为大中型异步电动机(数百千瓦以上) 相间故障、过负荷、堵转等综合保护。可在开关柜就地安装。 2 主要功能及技术参能 2.1 保护功能 ?反应相间故障的速断保护 ?反应堵转的过电流保护 ?过负荷保护(可选择跳闸或仅告警发信) ?长起动保护 ?过热保护（过热跳闸、过热告警、热积累记忆功能） ?不平衡保护（断相/反相，负序过流保护，可选择定时限或反时限） ?接地保护（零序过流保护，可选择跳闸或仅告警发信） ?低电压保护 ?F-C过流闭锁 ?非电量保护 2.2 测控功能 ?15路开入遥信采集、装置遥信变位、事故遥信 ?正常断路器遥控分合 ?Ua、Ub、Uc、Ia、Ic、P、Q、COSф等模拟量的遥测 ?各种事件SOE等
2.3 技术参数
3 保护元件 3.1 长起动保护 装置测量电动机起动时间Tstart的方法：当电动机的最大相电流从零突变到10%Ie时开始计时，直到起动电流过峰值后下降到120%Ie时为止，之间的历时称为Tstart。（Ie为电动机额定电流。）电动机起动时间过长会造成转子过热，当装置实际测量的起动时间超过整定的允许起动时间Tstart时，保护动作于跳闸。
图1 异步电动机起动电流特性 为了降低起动电流，减少对电网的无功冲击，大型的异步电动机常常串联电抗器或者电阻，以实现降压起动；起动完毕后短接串联电抗器或者电阻。本装置设置了专用的控制字，如果选择“降压起动方式投入”，则装置在起动完毕以后，给出一付“投全压”的接点，以便及时短接分压电抗器，使电动机进入额定电压运行。 为了试验方便，当CSC 237保护装置检测到电动机在“起动过程中”时（即上图中的Tstart时段），面板MMI最下一指示绿灯（备用）点亮。 3.2 过热保护 过热保护综合考虑了电动机正序、负序电流所产生的热效应，为电动机各种过负荷引起的过热提供保护，也作为电动机短路、起动时间过长、堵转等的后备。 用等效电流Ieq来模拟电动机的发热效应，即： Ieq= 2 2 2 2 1 1 I K I K＋ 式中：Ieq－等效电流 I1－正序电流 I2－负序电流 K1－正序电流发热系数，电动机起动过程中取0.5，电动机起动结束后取1.0 K2－负序电流发热系数 根据电动机的发热模型，电动机的动作时间t和等效运行电流Ieq之间的特性曲线由下列公式给出：
电机系统节能技术发展分析
电机系统包括电动机，被拖动装置，传动系统，控制（调速）系统以及管网负荷等，是一个涉及多学科、多专业、多领域的复杂系统。电机系统首先是通过电动机将电能转化为机械能，再通过被拖动装置（如风机，水泵，压缩机，机床，传送带等）做功，实现各种所需的功能。 电机系统节能是二十一世纪电机行业产品发展的必然趋势，目前世界各国在本行业都向绿色化、高效化、智能化方向发展，大家已经意识到电机系统节能技术在本行业乃至全国经济社会发展中的重要作用，已经纷纷投入到电机系统节能技术的研究中，正积极通过法令推动电机系统降低损耗、提高效率。 电机系统用于各行各业，涉及各种复杂多样的工况，不同的负载特性，千差万别的工艺过程，因此，电机系统节能工程技术是在首先满足负载要求功能的前提下，选用合适的系统部件，并将它们合理组合匹配，以使系统综合节能效果和系统性价比达到最佳或较佳的综合工程技术。 以下是国外某权威机构推荐的不同节能措施及可能达到的节能量。 表不同节能措施的节能量 注1：具体节能措施不是上述措施的简单累加，而可能是上述一种或多种措施的组合。
从上表可知，除管网外，电机系统节能的所有措施，主要是围绕电动机来展开的，如设计、制造和选用通用或专用高效或超高效电动机，电动机和负载合理匹配的正确选型以及设计和制造出既能满足负载特性要求，又能得到很好节能效果且性价比高的专用高效电动机或高效机组（如电机-水泵、电机-风机机组等），通过调速驱动，软启动，调压控制，功率因数补偿等措施节能，电能的质量控制等。并且如果高效电动机和高效终端设备和调速装置不能合理的匹配（通用高效电动机往往难以在许多复杂负载情况下使系统达到高效），综合节能效果将不理想，造成“高成本的高效电机和高效终端设备或调速装置组合在一起不节能或节能不明显“的结果。因此，电机系统节能工程是一个复杂的系统工程。 我国目前在通用电机产品本体节能技术研究方面已经开展了一些工作，但在其成套化，系统化，工程化应用方面尚有大量工作要做，我国在专用高效电机的工程化技术研究和应用方面与国外先进水平差距很大，在电机系统综合节能工程技术研究和系统节能产品工程技术研究方面，与国外先进水平差距很大。 1、国外电机系统节能发展现状 发达国家政府对电机及系统节能技术的研究开发投入了巨额财政资助，除辅以政策法规推动之外，还积极推动全世界的电机及系统节能技术的发展，如“中国电机系统节能项目”就是由联合国工业发展组织和美国能源部提供援助资金，国外电机及系统的发展具有以下特点： 1）、高效、超高效电机市场推进速度加快 主要发达国家都在各自的发展计划中提出了明确的强制推行高效电机的时间如表4。 表4.各国高效、超高效电机推进情况
第8卷 第2期漯河职业技术学院学报 Vol .8No 12 2009年3月 Journal of Luohe Vocati onal Technol ogy College M ar 12009 收稿日期:2008-12-10 作者简介:万 琰(1971-),男,河南信阳人,漯河职业技术学院实验师,主要从事应用电子技术的教学和研究。基于单片机的电机保护系统的设计 万 琰 (漯河职业技术学院,河南漯河462002) 摘要:分析电机运行过程中的常见故障,提出电机保护措施,利用微机快速诊断处理的能力设计出智能化的电机保护系统。该系统除具有控制与保护作用外,还具有参数、故障代码显示等扩展功能。 关键词:电机;系统保护;LPC2132中图分类号:TP307;TP368.1 文献标识码:A 文章编号:1671-7864(2009)02-0047-02 电动机广泛应用于工农业生产中,电动机运行时会出 现短路、断相、过压、欠压、过载等故障。为保证电动机正常 工作,需要对电动机运行系统进行电气保护,目前传统的8/16单片机已广泛应用于电气保护中,但是它们仅仅具有基本的测量控制功能,在人机对话、数据查询、实时监控、故障显示等方面能力有限,缺少必要的网络通讯功能。采用以LPC2132微处理器为运算核心,系统外接通讯接口及必要的功能模块,可构建智能化电动机保护系统。 1 系统硬件设计 该电动机保护系统的整体结构如图1所示。主要由主处理器LPC2132、数据采集模块、网络通讯模块、界面显示模块、按键控制模块以及继电保护模块等部分组成 。 图1 系统硬件整体结构框图 该保护系统采用高性价比的32位AR M7T DM I -S 核的 LPC2132单片机组成CP U 主系统。支持实时仿真与跟踪,并带64K B 的高速F LASH 程序存储器、四个通讯接口、两个32位定时器、一个10位8路ADC 、47个GP I O 以及9个边沿或电平触发的外部中断。利用外围芯片的功能模块就能完成数据采集、人机对话、通讯协议和继电保护控制等一系列具体任务。 1.1 数据采集模块 数据采集模块有交流采样、低通滤波等环节组成。数据采集采用同时采样方式,主要完成三相电流检测、电压检测、漏电检测以及短路检测。即在每一个采样周期内,对所有需要采样的各个通道的量在同一时刻一起采样,然后经多路电子开关,将采样后的信号送至系统对应的各通道端口,然后再依次对各个通道进行转换处理。1.2 界面液晶显示模块 图2为液晶显示控制电路。显示驱动芯片采用HT1612,所有被测参数、保护信息、故障代码信息通过HT1612传输控制在显示器上实时显示。同时LE D 指示灯指示所处状态,如运行、故障、通讯等。而且通过按键可以进行面板菜单操作,键盘采用触摸键盘以提高系统对环境的可靠性。1.3 继电控制保护模块 继电控制保护模块设有光电隔离电路,当系统发生运行故障,在达到动作值或动作时限时,由保护装置向动作响应电路输出高电平,经过光电隔离去驱动中间继电器,最后作用于断路器使之跳闸,从而切断故障支路电源 。 图2 液晶显示控制电路 2 系统软件设计 在软件设计中充分采用模块化设计方法,使用嵌入式C 语言,在ADS 编译环境中进行。这不仅给程序的调试、修改
焦炉煤气鼓风机采用变频调速技术 的节能效果分析 Energy Saving Analysis on Coal—gas Blower of Coke—oven with Variable Frequency Speed Control Technology 金立明杨生桥王莉武汉钢铁集轩团能源动力公司(武汉430083 杜强丁宁北京经资风机水泵节能技术中心(北京100037 摘要:介绍了变频调速技术在焦炉煤气鼓风机上的首次应用,根据武钢煤气管网的工况,提出了改造方案,进行了系统设计和现场测试,并作了节能效果及效益分析。 叙词:煤气系统鼓风机变频调速技术节能献承 Ahsth'act:This paper introduces first application offrequency control technology on coal-gas blower.Based Oil practical situation ofWngang gas pipdine net,put forwards improvement sdution and system d8ign.FurLhe㈣,make energy saving effect and benefit analysis accord—ing to siteⅡM目目Ⅱ℃H枷results Keywor凼:Coal-gas system Blower Variable frequency删contcol technology Energy saving l刖置 武汉钢铁集团能源动力公司燃气厂担负着整个武钢厂区的生产用气和生活用气。为保证系统用量和管网压力,设有三个煤气加压站,要求管网压力保持在23kPa 左右,因加压站分布远,煤气管线长.用户多.用量不平衡,日供气量波动大,在保证用量的情况下,管网压力只能由运行人员调节挡风门来控制。为稳定中压焦炉煤气主干
电机系统节能发展现状及趋势 日期：2008-9-26 点击数：4600 一、我国中小型电机行业概况 1、中小型电机行业现状 国内，中小型电机行业主要企业单位有300余家，从业人数30万人以上，如把大大小小电机厂计算在内，有近3000家电机厂。目前，生产的中小型电机产品广泛应用于工业、农业、国防、公共设施、家用电器等各个领域。随着国民经济快速发展，电机产量也在快速增长，尤其是近年来电动机国际市场需求量很大，处于高增长阶段，也推动了中国电动机行业的快速发展。随着电机产品国外市场的进一步拓宽，中小型电机在出口数量、品种、产品档次、创汇额上都有了重大突破行业上下形成共识：改变目前我国电机出口不利局面的根本措施在于加强自主研发、调整出口产品结构、提高出口产品的技术附加值和打造国际品牌。2006年9月14日，财政部、国家发展改革委员会、商务部、海关总暑、国家税务总局五部委联合发出通知，将电机作为“重大技术装备、部分IT产品和生物医药产品以及部分国家产业政策鼓励出口的高科技产品等，出口退税率由13%提高到17%，电机行业抓住这次机会，将在一定程度上缓解目前电机市场竞争压力 和原材料价格飞涨的问题。 2006年全国交流电机产量达到15000万kW，同比增长了17％。2006年我国中小型电动机出口额达到了16.33亿美元，比上年增长32.9％。出口国家和地区有60多个，主要出口到亚洲、北美洲、欧洲等地区，其中美国、日本、韩国、意大利是多年以来我国出口量较多的国家。表1为2006年中小电机行业部分企业 出口情况表。
为了提升我国中小型电机的技术竞争能力，2006年6月6日中国商务部成立了首批19家“出口商品技术服务中心”。“出口中小电机技术服务中心”设立在上海电器科学研究所（集团）有限公司，其中主要职责包括5个方面：一是管理出口市场技术准入条件，编制《出口商品技术指南》并负责维护更新；二是组织开展相关技术评议、服务与咨询工作；三是锻炼《应对国外技术壁垒重点发展技术目录》，建立出口商品技术竞争力检测体系；四是负责出口市场所要求的技术标准、认证体系衔接，并开展相应的推广与服务；五是配合做好我国技术规范、标准和合格评定程序的制定和推广工作。 2007年3月9日，日本电机工业会代表团在白文波先生的陪同下拜访了中国电器工业协会中小型电机分会，就日中节能环保进行交流。我们向代表介绍了中小型电机分会的历史、发展、组织机构以及开展的主要工作，并系统介绍了中国政府的节能政策、高效电机的标准制定、IEC标准动态等。 2007年６月10日至13日第五届全球电机系统能效论坛（EEMODS）第一次把会议的地点选在中国。论坛邀请了美国、日本、韩国、澳大利亚以及亚洲和欧洲等国家的电机系统生产企业、科研机构、节能机构、行业协会的代表和专家与会，为我国的专家、学者和企业界代表同国际同行进行交流，了解国际上的最新发展 方向，借鉴国际经验提供机会和平台。 在IEC 60034-30标准制定工作组成立之际，全国旋转电机标准化技术委员会秘书处派出上海电器科学研究所（集团）有限公司2名专家参加国际标准制定工作组，及时了解和掌握国际标准制定的最新动态。在标准的制定过程中，专家们及时与国外专家沟通协调，也掌握和了解了许多国外先进公司的相关信息，建立了 合作和沟通的渠道。 全国旋转电机标准化技术委员会秘书处派多名专家分别在华盛顿和北京与美国国家电器制造商协会（NEMA）的专家进行了两次技术交流。双方分别介绍了各自行业内的发展状况，分享了各自在高效电机产品开发上的情况；并与NEMA洽谈了在我国开展50Hz NEMA超高效电机的合作与推广计划，加强双方的技术合作。该项目将有利于推广我国超高效电机发展，并为中国产品出口美国及北美市场提供准入的技术依据，同时也可根据我国市场情况，适时地借鉴制定为我国的产品 标准，促进国际接轨发挥积极作用。 二、高效电机研发和相关技术情况 1、开发高效电机背景 电机系统包括电动机、被拖动装置、传动控制系统及管网负荷。由于电动机系统消耗了许多国家工业总用电量的2/3左右，在整个国家的总用电量中也占有相当大的比重，出于节约能源和保护环境的考虑，目前世界上许多国家（包括我国在内）对电动机系统的节能均给予了高度重视，美国、欧洲、加拿大、澳大利亚等国家和地区都制订了有关电动机的能效标准。 美国是从1992年由国会立法的形式强制执行电动机能效标准。1997年正式实施。并于2001年由美国制造商协会推出了NEMA Premium 超高效率电机，目前超高效率电机的市场占有率已达20％，美国能源部于今年3月已通过决议，将用36个月的时间即到2010年强制执行超高效率电机标准。 欧盟已表示要从2008年起将高效率电动机作为强制性最低标准。鉴于各国都在制定电动机效率标准，并且各国标准都略有不同，国际电工委员会IEC/TC2于2006年提出制定一项电动机能效分级标准，以统一和协调全球市场，得到世界各国认同。新的IEC60034-30标准将电动机的效率分为IE1,IE2,IE3,IE4共4
绪论 随着计算机进入控制领域，以及新型的电力电子功率器件的不断出现，采用全控型的开关功率元件进行脉冲调制（paulse width modulation,简称PWM）控制的无刷直流电机已成为主流。随着半导体工业，特别是大功率电子器件及微控制器的发展，变速驱动变的更加现实且成本更低。 本文充分利用单片机的数字信号处理器运算快、外围电路少、系统组成简单、可靠的特点，将其应用于无刷电机的驱动设计。实验表明，该设计使得无刷直流电机的组成简化和性能的改进成为可能，有利于电机的小型化和智能化。 (一)电机的分类 电机按工作电源种类可分为： 1.直流电机 (1)有刷直流电机 ①永磁直流电机 ·稀土永磁直流电动机 ·铁氧体永磁直流电动机 ·铝镍钴永磁直流电动机 ②电磁直流电机 ·串励直流电动机 ·并励直流电动机 ·他励直流电动机 ·复励直流电动机 (2)无刷直流电机 稀土永磁无刷直流电机 2.交流电机 (1)单相电动机
(2)三相电动机 （二）无刷直流电机及其控制技术的发展 1831年，法拉第发现了电磁感应现象，奠定了现代电机的基本理论基础。从19世纪40年代研制成功第一台直流电机，经过大约17年的时间，直流电机技术才趋于成熟。随着应用领域的扩大，对直流电机的要求也就越来越高，有接触的机械换向装置限制了有刷直流电机在许多场合中的应用。为了取代有刷直流电机的电刷－换向器结构的机械接触装置，人们曾对此作过长期的探索。1915年，美国人Langnall发明了带控制栅极的汞弧整流器，制成了由直流变交流的逆变装置。20世纪30年代，有人提出用离子装置实现电机的定子绕组按转子位置换接的所谓换向器电机，但此种电机由于可靠性差、效率低、整个装置笨重又复杂而无实用价值。 科学技术的迅猛发展，带来了电力半导体技术的飞跃。开关型晶体管的研制成功，为创造新型直流电机——无刷直流电机带来了生机。1955年，美国人Harrison首次提出了用晶体管换相线路代替电机电刷接触的思想，这就是无刷直流电机的雏形。它由功率放大部分、信号检测部分、磁极体和晶体管开关电路等组成，其工作原理是当转子旋转时，在信号绕组中感应出周期性的信号电动势，此信号电动势份别使晶体管轮流导通实现换相。问题在于，首先，当转子不转时，信号绕组内不能产生感应电动势，晶体管无偏置，功率绕组也就无法馈电，所以这种无刷直流电机没有起动转矩；其次，由于信号电动势的前沿陡度不大，晶体管的功耗大。为了克服这些弊病，人们采用了离心装置的换向器，或采用在定子上放置辅助磁钢的方法来保证电机可靠地起动。但前者结构复杂，而后者需要附加的起动脉冲。其后，经过反复的试验和不断的实践，人们终于找到了用位置传感器和电子换相线路来代替有刷直流电机的机械换向装置，从而为直流电机的发展开辟了新的途径。20世纪60年代初期，接近开关式位置传感器、电磁谐振式位置传感器和高频耦合式位置传感器相继问世，之后又出现了磁电耦合式和光电式位置传感器。半导体技术的飞速发展，使人们对1879年美国人霍尔发现的霍尔效应再次发生兴趣，经过多年的努力，终于在1962年试制成功了借助霍尔元件（霍尔效应转子位置传感器）来实现换相的无刷直流电机。在⒛世纪70年代初期，又试制成功了借助比霍尔元件的灵敏度高千倍左右的磁敏二极管实现换相
一、选型基本原则 目前，市场上低压电动机保护产品未有统一标准，型号规格五花八门。制造厂商 为了满足用户不同的使用需求派生出很多的系列产品，种类繁多给广大用户选型带来 诸多不便，用户在选型时应根据电动机保护实际需求，才能达到预期的使用价值与效果。 二、选型的基本方法 (一) 与选型有关的条件： 电机保护的选型存在着电动机与保护器二者怎样合理配用关系，以下提供几个与 保护有关的条件、因素，为用户如何选型保护器时提供参考。 1、电机方面：要先了解[1]的型号规格、电动机功能特性、防护型式、额定电压、额定电流、额定功率、电源频率、绝缘等。这些内容基本能给用户如何正确使用和维 护及选型保护器提供了参考依据。 2、环境条件：主要指常温、高温、高寒、腐蚀度、震动度、风沙、海拔、电磁污染等。 3、电动机用途：主要指拖动机械设备要求特点，如风机、水泵、空压机、车床、油田抽油机等不同负载机械特性。 4、控制系统方面：控制模式有手动、自动、就地还是集中远程控制、单机组独立运行，还是生产线连锁自动化程序等工作运行。启动方式有直接、降压、星三角、频 敏变阻器、变频器、软起动等启动方式。 5、其他方面：用户对现场生产监护管理是比较随意性还是严谨性，非正常性的停机对影响生产的严重程度等。 与保护器的选用有一定相关因素的还有很多，如安装位置、连接线路及系统用电 器配合等，但主要是电动机工作条件变异和控制的改变对生产影响程度，根据上述的 实际工作条件要求和实际变化，对保护器进行合理选型和调整。 (二) 低压电动机保护器的常见类型 1、普通型：结构比较简单，整定电流值设定采用电位器旋钮或拔码开关操作，电路一般采用模拟式，动作保护曲线采用反时限或定时限工作特性。主要功能以突出过载、缺相（三相不平衡）堵转等故障保护，故障类型采用指示灯显示，运行电量采用 数码管显示。
国电南自 Q/ 标准备案号：708-2007 PSM 691U/692U 电动机综合保护装置 说明书 国电南京自动化股份有限公司 GUODIAN NANJING AUTOMATION CO.，LTD
PSM 691U/692U 电动机综合保护装置 说明书 国电南京自动化股份有限公司 2008年11月
版本声明 本说明书适用于电动机综合保护装置版本 产品说明书版本修改记录表 * 技术支持电话：（025）-8120 传真：（025）-8118 * 本说明书可能会被修改，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符* 2008年11月第2版第1次印刷
目次
1 装置概述 PSM 691U电动机差动综合保护装置及PSM692U电动机综合保护测控装置是在消化吸收国内外先进经验的基础上分别专门为2000KW及以上异步电动机和2000KW及以下异步电动机（可与各类综合自动化配套）开发的产品。该类产品将线路的测量，保护，操作回路集成在一个机箱内，结构小巧，可在恶劣的工业环境下（如高，低温，震动，有害气体，灰尘，强电磁干扰等）长期可靠地运行。产品可按功能就地安装在开关柜上，并具有运传，记忆各种操作或故障信息等功能，同时亦提供独立的中央信号空接点。 技术特点 采用国际最流行的高速处理器，主频为200 MHz，内置资源丰富，外围电路设计简单，保证产品的制造质量及其稳定性。充足的硬件资源，4M字节Flash Memory存储器，8M字节SDRAM。 带有USB接口，可通过U盘直接升级装置程序，也可把装置的动作信息和故障录波数据直接存入U盘，方便故障分析。 测量三相电流和零序电流（Ia，Ib，Ic，Io），三相或线电压（Uan，Ubn，Ucn，Uab，Ubc，Uca），有功功率P，无功功率Q，功率因素cosφ，频率f，有功电量kWh，无功电量kVarh。 电流、电压、功率、电度的测量值不仅反映基波，还可正确反映2~13次谐波，从而使测量结果与专用测量表计一致。 具有一路4～20mA直流模拟量输出（可自定义为电流、电压或功率），取代交流采集变送器。 最多14路用户可自定义名称的开入量接口（其中2路为与模拟量输出接点复用）。 保护元件的出口方式可通过跳闸矩阵进行整定，方便用户选择要动作的继电器。所有继电器出口接点可选择为跳闸接点（自动返回）或信号接点（复归后返回）。 自带操作回路，可自适应~5A开关跳合闸电流。 GPS对时可采用硬接点分脉冲或秒脉冲方式，同时也支持IRIG-B对时方式（RS485接口）。 电动机差动保护具有防止电机启动或区外故障时TA饱和导致差动保护误动的判据。 有效、可靠的PT断线判据，有效防止电机低电压元件误动作。 两个100M以太网通信接口，一个RS485通信接口，支持IEC60870-5-103，Modbus等