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
南阳理工学院 本科生毕业设计（论文） 学院：电子与电气工程学院 专业：电子信息工程 学生： 指导教师：薛晓 完成日期2014 年 5 月
南阳理工学院本科生毕业设计（论文） 直流无刷电机的控制系统设计与实现Design of Brushless DC Motor Controller and Implementation 总计： 21 页 表格： 2 个 插图： 27 幅
南阳理工学院本科毕业设计（论文） 直流无刷电机控制系统设计与实现 Design of Brushless DC Motor Controller and Implementation 学院（系）：电子与电气工程学院 专业：电子信息工程 学生姓名： 学号： 指导教师（职称）：薛晓（讲师） 评阅教师： 完成日期： 南阳理工学院 Nanyang Institute of Technology
直流无刷电机控制系统设计与实现 电子信息工程专业 [摘要]直流无刷无感直流电机具有体积小、调速性能好、重量轻、效率高等优点，目前在很多领域得到了的应用。本课题设计的是无刷无感直流电机的控制，包括无刷直流电机无位置传感器控制系统和无刷无感直流电机的基本结构、工作原理、数学模型等理论进行了分析和论述，为直流电机的控制提供理论依据。用matlab guide设计了上位机界面来进行PID参数的整定。 本课题设计了直流无刷电机的控制系统并进行了调试。用STM32进行控制。实验结果表明设计的转子位置检测可以很好的检测电机的反电势过零点信号，进而保证电机的正确换相和稳定运行。整个系统可以控制无刷无感直流电机顺利启动，并通过滑动变阻器实现电机的调速。 [关键词] 无刷直流电机；电机驱动；换相；反电势 Design of Brushless DC Motor Controller and Implementation Electronic Information Engineering Specialty Abstract:The brushless DC motors have the advantage of small,good debugging performance,low weight,and high efficiency. So it has been widely used now. And this restricts the industrial drive applications,After the attachment with sensorless control. This paper mainly reserches the sensorless control technology for BLDCM,designs and control BLDCM without position sensor. I use MATLAB guide to debug PID parameter. designing a controller of brushless DC motor and do some experiments for this control system. I use the STM32 MCU as the core microprocessor of hardware system.The results of the experiment show that the rotor position detection system can perfectly detect the location of back-EMF zero-crossing signal,and ensuring the correct motor commutation and stable operation.The whole control system can control the brushless DC motor stating smoothly,and use the Sliding rheostat to achieve speed control. Key words：Brushless dc motor；motor drive；commutation; back-emf
论电动机及其工作系统节能技术研究的意义与前景 摘要能源是国民经济发展的基础资源，节能应成为当今人类关注的大事，电动机及其工作系统电效能的提高应首当重视。明确提出：电动机及其工作系统节能技术的内涵是：按照本技术领域一个世纪来已为理论阐明的重大课题，实现与完成实用电动机及其工作系统经济运行达到最佳“整体电效能”的基本技术—信控技术。节电产品与节能技术，前者是“流”后者是“源”，二者是“牵引”与“推动”的关系。权衡节能技术及其产品的准则是“整体电效能”提高与否。任何一个装置介入系统中就成为系统的一个“元素”，该“元素”对系统的影响与作用量化为“权重值向量”。提出建立“评价模型”来评估产品的优劣。电动机节电技术的前景归纳为“深化技术”，“强化管理”。 关键词节电技术电动机及其工作系统整体电效能评价模型权重向量 能源是国民经济发展的基础资源，是制约生产力发展的重要因素。电能是一种广泛利用的优质能源，电力是工业动力之源，电动机是将电能转换成机械能的枢纽，当今世界上一切电力拖动基本上都是通过这一形式来实现的。电动机的广泛应用，近百年来使整个世界的生产力获得了迅猛发展，同时它的耗电（世界各国）一直占驻国家总电量的一半以上，现代社会随着生产力的发展，运行电动机的总量还在与日俱增，更加速了电力的生产，加速了一次能源（煤、石油）的开采，据有关文献的估计，还有一个世纪，这些有限的一次能源诸将开采殆尽。因此，提高现有能源的利用效益应成为当今人类关注的大事。对于占驻主要耗电量的电动机及其供配电系统的电效益的提高应首当重视。这方面有待国家统筹方略。 1．明析电动机及其工作系统节能技术的内涵，节能产品与节能技术的关系节能产品与节能技术其内涵相关，但二者寓于不同范畴。节能产品是一种装置，节能技术是创造与应用节能产品的技术基础。二者在内缘上，前者是“流”，后者是“源”；在外延关系上是“牵引”与“推动”的作用。 今天，许多人们对节能技术的内涵，仅仅从某一局部的具体技术实践来描述。如称“调频调速”是电动机节电技术；“可控硅电流通角控制用于控制电动机电流”是电动机节能技术，……，诸此种种，如同上世纪八十年代，有些人们竟把白炽灯回路里串入二极管的做法认为是发现了“电光源节电技术”，还有人把这一做法衍试到日光灯电路中串入一根电阻丝而制作的日光灯节电器一时甚嚣尘上。对这样的技术实践，如果只从某一角度来认识或许也是对的，但很不全面，尚不足以表达其实质内容。 数十年乃至电动机问世一个多世纪以来，本行技术界为进一步提高电动机及其工作系统的“整体电效能”的课题上不断深入探讨。为我们今天在关于电动机及其工作系统节电技术的研究与实践，阐明了理论依据，指明了技术方向。根据文献的论述，当今电动机及其工作系统节能技术的基本内涵，应该是：“按照本技术领域已为理论家所阐明的几大课题目标：1）动态Y/ △双向转换，2）就地无功补偿，3）清除电网谐波改善供电质量，实现完成实用电动机及其工作系统经济运行达到最佳“整体电效能”的基本技术——信息处理与智能全自动控制技术”。 这个电动机及其系统节能技术的内涵，明确了课题的既定内容，以及达标的整体效果和实现目标的技术途径。从课题的展开到归结，其权衡的准则只有一个，那就是电动机及其工作系统的“整体电效能”。整体电效能提高了就是节电，没提高就是不节电，降低了就是费电。这里还要着重指出的是“整体”而不是某一局部。
ICS03.080.01 A 12 DB13 河北省地方标准 DB 13/T 2025—2014 电动机系统变频调速节能改造规程 2014-07-07发布2014-07-31实施河北省质量技术监督局发布
DB13/T 2025—2014 前言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由石家庄市质量技术监督局提出。 本标准起草单位：河北玖翔节能技术有限公司、河北省冶金行业协会、石家庄经济学院、河北省产 品质量监督检验院、石家庄市节能监察中心。 本标准主要起草人：刘庆荣、焦辉广、王大勇、刘勇军、杨计延、陈俊芬、秦彭、于洋、刘东水、 王孟。
电动机系统变频调速节能改造规程 1 范围 本标准规定了电动机系统变频调速节能改造的总则、改造、验收与维护服务。 本标准适用于电动机系统变频调速节能改造项目。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 24915 合同能源管理技术通则 GB/T 13471-2008 节电技术经济效益计算与评价方法 GB 50168 电气装置安装工程 电缆线路施工及验收规范 GB/T 19012-2008质量管理 顾客满意 组织处理投诉指南 3 总则 3.1 基本原则 电动机系统节能改造应遵守国家法律法规及产业政策要求，执行国家、行业和地方相关技术标准的规定，遵循安全、环保、节能、适用的原则。 3.2 基本要求 3.2.1 节能改造单位应具备电动机系统能耗基准确定及测试能力，并与之相匹配的技术人员和检测仪器。 3.2.2 现场设备工况采集时须遵守用能企业相关安全操作规程。 4 改造 4.1 改造准备 4.1.1 确定改造意向 根据用能单位电动机系统的能耗管理现状、拟改造的节能项目需求，确定改造意向。 4.1.2 采集电动机系统设备工况 统计了解用能企业电动机系统的运行情况，采集各设备数据。采集数据时应以实测数据为主，同时采集额定数据及1年内运行记录。工况采集表参见附录A。 4.1.3 进行节能诊断 4.1.3.1 计算、分析采集数据，确定节能潜力。
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
一.实验原理 直流电机在应用中有多种控制方式，在直流电机的调速控制系统中，主要采用电枢电压控制电机的转速与方向。 功率放大器是电机调速系统中的重要部件，它的性能及价格对系统都有重要的影响。过去的功率放大器是采用磁放大器、交磁放大机或可控硅<晶闸管）。现在基本上采用晶体管功率放大器。PWM功率放大器与线性功率放大器相比，有功耗低、效率高，有利于克服直流电机的静摩擦等优点。 PWM调制与晶体管功率放大器的工作原理： 1．PWM的工作原理 图1-1PWM的控制电路 上图所示为SG3525为核心的控制电路，SG3525是美国Silicon General公司生产的专用。 PWM控制集成芯片，其内部电路结构及各引脚如图1-2所示，它采用恒频脉宽调制控制方案，其内部包含有精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和保护电路等。调节Ur的大小，在A、B两端可输出两个幅度相等、频率相等、相位相互错开180度、占空比可调的矩形波<即PWM信号）。它适用于各开关电源、斩波器的控制。 2.功放电路 直流电机PWM输出的信号一般比较小，不能直接去驱动直流电机，它必须经过功放后再接到直流电机的两端。该实验装置中采用直流15V的直流电压功放电路驱动。 3.反馈接口 在直流电机控制系统中，在直流电机的轴上贴有一块小磁钢，电机转动带动磁钢转动。磁钢的下面中有一个霍尔元件，当磁钢转到时霍尔元件感应输出。
4．直流电机控制系统如图1-3所示，由霍耳传感器将电机的速度转换成电信号，经数据采集卡变换成数字量后送到计算机与给定值比较，所得的差值按照一定的规律<通常为PID）运算，然后经数据采集卡输出控制量，供执行器来控制电机的转速和方向。 图1-2 SG3525内部结构 图1-3 直流电机控制系统 5.PID原理 过程控制的基本概念 过程控制――对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制。 1.模拟控制系统 图1-4 基本模拟反馈控制回路 被控量的值由传感器或变送器来检测，这个值与给定值进行比较，得到偏差，模拟调节器依一定控制规律使操作变量变化，以使偏差趋近于零，其输出通过执行器作用于过程。 控制规律用对应的模拟硬件来实现，控制规律的修改需要更换模拟硬件。 2.微机过程控制系统
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。
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。
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
网络高等教育 本科生毕业论文（设计） 题目：电机控制系统研究 学习中心：奥鹏学习中心 层次：专科起点本科 专业：土木工程 年级：2013年秋季 学号：131180403873 学生： 指导教师：王彥 完成日期：2014 年7 月3 日
通常我们靠霍尔元件来得到转子的位置，然而传感器有一些缺点，比如增加了成本占空间，附加了传感器电路对温度不稳定，除此之外，它不能用于在一些恶劣的环境中。由于无位置传感器技术能解决上述问题，因此吸引了各国科研工作者研究的兴趣。根据方案进行了硬件电路设计，以DSP芯片TMS320F240为核心的控制单元，研究了无刷直流电机调速系统，IGBT模块以及驱动单元，相电压及电流检测单元，速度给定环节，轴角编码检测单元，主电源、驱动及控制电源回路，故障检测和保护环节，电机姿态显示单元分别进行了阐述。特别是直流无刷电机的原理、控制方案以及以IGBT模块的具体应用。 关键词：无刷直流电机；控制系统；异步电机
容摘要1 引言3 1 电机控制系统介绍4 1.1 电机控制系统的基本组成选题的目的和意义4 1.2直流电动机控制的发展历史4 1.3永磁无刷直流电机的国外研究概况4 1.4本课题主要研究容4 2 电机调速系统5 2.1电机控制系统的基本组成5 2.2 电动机5 2.3 功率放大与变换装置5 2.4 控制器5 3 三相异步电动机原理7 3.1 概述7 3.2 三相异步电动机的基本组成7 3.3 三相异步电动机的工作原理7 3.4 三相异步电动机的特点7 3.5 三相异步电动机的主要应用7 3.6 三项异步电机的定期检修7 4 总结7 参考文献8
电机系统节能项目案例 项目（A） 1、项目简介 ××集团股份有限公司电机系统节能改造项目 A、项目概况： 该集团在当地三个工业园区下属有塑料厂、注塑厂、PVC塑料型材厂、非金属材料厂等多家企业，企业能源消耗基本上全部使用电力能源。在这些下属企业中，注塑机、大容量风机、冷却水泵、球磨机、分级机、破碎机等三百多台（约七千千瓦容量）电动设备均有节能潜力。除此之外，这三个工业园区的企业供电质量较差，功率因数低、电网谐波的畸变率也较大。鉴于上述情况，集团组织各下属企业分别将所属大容量设备电动机及配电系统采用当前先进的DK—J型智能节电器和POWER PASSIVE FILTER消谐和无功补偿装置进行全面的大范围的电机系统节能改造。 B、主要设备选型： 电机部分 （1）塑料厂 改造设备名称 台数 节能设备型号 台数 75KW空气处理器 1 DK—J—75 1 110KW冷冻机组 1 DK—J—110 55KW空压机 3 DK—J—55 1 37KW冷却水泵 6 DK—J—37 2 …………………… …………………… …………………… 合计755KW 23台 10
…… （4）非金属材料厂 改造设备名称 台数 节能设备型号 台数 75KW破碎机 1 DK—J—75 1 710KW、500KW球 磨机 各1 DK—J—110 各1 500KW引风机 1 DK—J—55 1 37KW分级机 6 DK—J—37 6 …………………… …………………… …………………… 合计2658KW 50台 30 电力系统部分 系统名称 节能设备型号 容量 台数 第一工业园 PPF—5N PPF—7N 5580KVAR，2325 KVA 50KVA，120 KVA 各1套 第二工业园PPF—5N PPF—7N 1000KVAR 60KVA 3套 1套 第三工业园PPF—5N PPF—7N 930KVAR 50KVA 2套 1套 合计 8 此外，在塑料厂还对生产线进行了更新，引进了国外先进生产线，同时添置了先进的空气热交换系统，对生产过程中的热能进行了回收利用。 2、改造前企业能耗状况 2006年，塑料厂总耗电能6700万度，产品总量74662吨，单位产品耗电量898度。企业原生产线没有对生产过程中的热能进行回收利用，且对电机节能没有足够
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
电机系统节能概述 赵争鸣 清华大学电力系统国家重点实验室清华大学电机工程与应用电子技术系 2009年9月 节能减排——电力系统节能
报告内容 ?电机系统节能内容 ?国内外电机系统节能情况?电机系统节能技术发展趋势?电机系统节能存在的问题?展望与建议
背景与意义 ?节约能源是我国的基本国策，国家制定了《节能中长期专项规划》。 ?为实现规划目标，2006年国家发展改革委启动规划提出的十大重点节能工程，其中第五项为电机系统节能。 ?“十一五”规划目标：电机系统运行效率提高2个百分点，年节电200亿千瓦时。 ?工程实施：加强节能意识，开发和推广节能技术，制定节能标准，重视节能效益。
电机系统节能主要实施内容 加速老旧设备淘汰更新 更新电机后效率可提高2－3个百分点，更新风机、水泵、压缩机后效率可提高2－3个百分点。 改善风机、泵类电机系统调节方式 主要采用变频调速方式，我国风机、水泵、压缩机总装机容量约1.6亿千瓦，改变调节方式，效率可提高10－15%。 改进工艺拖动、牵引拖动调速方式 以先进的电力电子技术为重点，改造传统的工艺拖动，系统平均效率提高5－8个百分点。 优化电机系统的运行和控制 推广软启动装置、无功补偿、计算机自动控制系统等技术，节电率为10－15%。 科学设计电机系统配置 出台电机系统优化配置的设计规范。
配套措施 制定完善电动机能效标准、电动机配套设备能效标准、电动机系统经济运行管理标准等，实施电机产品能效标识制度。 合理的电压等级标准，建议增加电压标准，科学的谐波和电磁兼容（EMC）标准。 制定、颁布电动机系统经济运行管理标准、变频调速和调压节能技术标准。 强制性淘汰高能耗机电产品。 制定和实施本节能工程财政补贴资金管理方法。
基于单片机的步进电机控制系统研究 摘要：文章介绍了步进电机的基本结构以及驱动器构成，提出了基于单片机的步进电机的脉冲分配和速度调节方法，给出了脉冲频率调节的实现方法和实用程序，同时还提出了步进电机加减速控制的几种方案及其微机控制。对现实工作中的步进电机控制系统研究具有十分重要的意义，文章中的研究理论，可以对我们的工作内容进行有效的指导，对提高工作质量和效率具有十分重要的作用。希望文章的内容能对今后工作予以正确的指导。 abstract： this paper introduces the basic structure of stepper motor and the composition of the drive， and proposes the pulse distribution and speed regulating methods of stepper motor based on microcontroller. the method and practical program to adjust the pulse frequency is given. at the same time， it puts forward several solutions of acceleration and deceleration control of stepper motor and microcomputer control， which has a very important significance to the stepper motor control system research in the real work. the theory in article， can give effective guidance on the content of our work， and has a very important role to improve the quality and efficiency. i hope the content of the article can provide correct guidance for future work. 关键词：单片机；步进电机；脉冲分配；速度调节；加减速控
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