电力拖动毕业论文_电力拖动专业论文
电力拖动系统是指由电动机作为机械的推动力量,拖动各类设备进行转动,并保证机械设备能够正常运转,从而能够完成生产任务的系统。下面是小编为大家整理的电力拖动毕业论文，供大家参考。
电力拖动毕业论文篇一
《 试论电力拖动自动控制系统 》
摘要：随着社会的高速发展，更多电器的出现导致电力的需求不断攀升，因而人们对电力拖动控制系统自动化程度提出了更高更新的要求。鉴于此，拟通过对电力拖动控制系统的设计原理、设计方案的确定、设计应遵循的规章以及安全防护等内容进行分析，为使用者与企业提供借鉴与参考。
关键词：电力拖动 自动控制 运行
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2012)010-028-02
1 引言
随着科技日新月异的发展，机械自动化程度与生产水平达到了前所未有的高度，在当前的工业生产领域中，电力拖动自动控制系统得到了广泛的应用。电力拖动自动控制系统的优势在于：一方面可以保障自身系统安全稳定运行;另一方面可以满足企业机械生产要求。电力拖动系统可以很好的对电动机、各类继电器等原件进行保护，进而减少系统运行过程中故障发生概率。因此，研究电力拖动自动控制系统，提升其自动化程度，增强其安全性，完善其功能，对于企业而言是至关重要的。
2 电力拖动系统自动控制原理及其设计
2.1 电力拖动系统自动控制原理
操作人员在电力拖动控制系统运行过程中可以得到电动机各信息的反馈，例如电流反馈等。在电力拖动控制系统中，电气设备是实现机械自动控制的核心器件。计算机系统在此过程中的主要作用是显示信息显示、运行连锁、安全保护等信息，同时其也是电力拖动系统自动控制实现的唯一途径。
在计算机系统中，操作人员可以利用计算机根据实际生产需求实行不同的自动控制方案。电力拖动自动控制主要是利用计算机完成逻辑计算、功能模块化、编程等工作，然后为操作人员提供独立于机械设备的仪器驱动程序，方便使用者可以较快的将程序与自己的系统进行对接测试，方便编程。虽然电力拖动自动控制系统的各项参数及要求的设定“因人而异”。但从系统的本质来讲，系统构成的基本原理还是殊途同归的，即以计算机为系统的集中控制中心，信号输入给计算机下达指令，信号输出执行指令。电力拖动自动控制系统计算机接收信号与输出信号的系统反应如图1所示。
2.2 电力拖动自动控制系统方案的确定
在电力拖动自动控制设计方面，是否确定好方案与控制方式将会决定整个设计能否成功。如果宏观方案是正确切实可行的，那么生产设备各项指标达到要求的可能性才能得到保障。在设计时，即便出现某个控制环节设计的错误，也可以通过不断改进与测试达到要求，但如果宏观方案一开始就制定有问题，那么设计工作必须等到方案明确后重新开始。
学术领域认为，所谓电力拖动自动控制方案，其主要是依据不同的生产工艺要求，例如根据运动要求、加工效率、零部件加工精度等条件来决定电动机运行、类型、数量、传动方式等控制要求。最后将这些调研好的工艺要求与控制要求相结合，作为电气控制原理图设计电器原件选择的重要参考凭证。譬如说，在设计效率要求较高的加工机床时，拖动方式可以随机变化，如可以使用直流拖动，也可以使用集中拖动等。确定好拖动方案后，拖动电动机的数量以及各项参数也随之明了，控制方式的选择就是控制要求的选择。
2.3 电力拖动系统自动控制电动机的选择
在确定好电力拖动系统设计方案后，需要根据实际需求对电动机的数量、规格及各项参数如额定转速、功率等进行选择与确定。笔者通过总结，归纳出电动机在选择方面应当遵循以下几点：
(1)电动机功率的选择应当与生产机械标准要求直接挂钩，要选择与其相匹配，能够拥有一定负载的电动机，这样，才能保证生产机械的正常运行。此外，在明确电动机功率时，还需对以下三大要素进行综合考虑：1)允许过载能力;2)启动能力;3)电动机发热。确决定电动机功率选择的核心条件是电动机容量，通常，电动机容量容易受外界环境影响，所以电动机额定功率的确定要进行多次校验确认。
(2)电动机采用直流还是交流电需要结合企业经济、技术等方面综合考量，笔者认为，通常情况，企业只需要选择操作简单，稳定性强、维护遍历、价格低廉的交流异步电动机即可。但如果所在企业生产机械功率大、调速范围广，则可以采用调速性能优质的直流电动机。
(3)电动机额定转速需要结合以下方面来选择，主要是看所在企业机械匹配的技术经济程度，如企业所需电动机需拥有较高的使用寿命，并较少使用，那么就需要结合企业经济、技术等多方面因素来选择;如果企业使用电动机频繁，那么该电动机额定转速就需要以电动机的动能储存量来选择。
(4)必须在供电电网电压基础上选择电动机额定电压各参数，必须保证两者一致。电动机机构形式要根据企业的作业环境进行选择。
总而言之，电动机数量、规格以及各项参数的选择应当根据企业的经济、技术、作业环境、使用需求等多方面综合考虑来选择，要保证所选择的电动机既能满足企业生产机械的实际需求，又能够保证其运行的可靠性与实惠。
2.4 电力拖动设计中电器控制线路的设计
拖动方案与电动机的选择之后，其次是电器控制线路的设计。电器控制线路是整个电器选择与安装图设计的主要依据，通常，电器控制线路的设计方法是，根据所有部件不同的需求，根据控制线路的总体框架来细化局部线路，最后根据生产机械的实际需求与相互关联，将局部线路统筹规划到线路总体框架中，形成一个完整的控制线路。
设计前期调研：控制线路设计之初，设计者需要对企业生产工艺与机械实际需求进行调研。对于一般企业而言，控制线路仅需要满足下属三种功能即可：即制动、起动与反向。生产机械工艺较大的企业通常还需要平滑调速、安全预警功能等。另外，操作者能否对控制线路做出及时反应，能否进行操作等问题也都需要设计人员在设计前调研明白。
设计过程的掌控：控制线路能否稳定安全运行取决于控制线路工作是否安全与稳定，因此在选择设计元件时，应当采用性能良好、使用期限长、抗干扰能力强、安全可靠、稳定的继电器，同时在规划具体线路时，笔者认为，设计人员还需要注意以下几点内容： (1)触头的设计，要保证所有电器触头必须全部正确对接。例如同一电器，如果将常闭与常开的辅助头放在一起，那么当将它们接在不同相的电源上时，很可能由于限位开关上的常开/闭触头产生电位差使得电路短路，如果线路没有良好的绝缘性，那么势必会造成电路短路事故。
(2)设计电器线圈联接时，要保证所有电器线圈正确联接。串联的两个电器线圈一般不能出现在交流控制电路中，即便串联的两个线圈的额定电压和等同于外加电压，也不允许非并联线圈连接。要实现接触器与接触器，接触器与线圈的同步，应当将所有线圈并联在电路中，使所有线圈承受相同的额定电压。
(3)设计后的控制机构，其后期维护与操作必须简单明了，在操作人员采用某种控制方式控制时，可以根据实际需求迅速、快捷的切换到其他控制方式，例如，在进行自动控制时，可以根据需求直接切换到手动控制，所有电控设备都需保证其后期运行的稳定性与维护的便利性，同时还需为其配置隔离电器，以便在仪器出现故障时进行抢修。
2.5 电力拖动自动控制系统设计应遵循的原则
笔者通过总结，归纳出当前电力拖动自动控制系统在设计时应当遵循的原则：
(1)经济简单化原则。企业在选择电力拖动自动控制系统时，都想要低廉的价格换来可靠的电力拖动控制系统。因此在设计过程中，设计人员应当尽最大努力将系统不必要的电器与触头数量进行减少，线路设计应当最优化。
(2)稳定、安全、可靠性原则。在经济简单化原则基础上选择稳定性、可靠性、安全性较强的元件。
3 电力拖动自动控制系统的安全防护
任何系统的出现都需要制定想匹配的安全防护措施，电力拖动自动控制系统亦是如此，一般情况下，电力拖动自动控制系统的安全防护分为两种：一种是计算机系统保护;另一种是电器保护。电器保护是最基本，也是必要的保护，其通常有过流保护、短路保护、欠压保护以及热保护。而计算机系统保护则是不可或缺的保护，它属于高级保护，主要是对确保系统运行、维稳等进行保护。笔者在下文将从以下几点对电力拖动自动控制系统的安全防护进行分析：
(1)短路保护：短路故障一般是因为电流短路而造成局部电气设备绝缘体过热损害，电流过大，容易造成强大的电磁脉冲进而产生电动应力，进而损害电力拖动自动控制系统或各种电器设备。
(2)过流保护：如果使用电动机不当，很容易使得电动机超负荷运作，这样会引起电动机局部过电流，一般的过电流能量是正常启动电动机电流的数倍，因此容易损害电动机及系统元器件。
(3)欠压保护：系统运行过程中，如果电源电压不能满足电动机正常运作的需求，容易造成系统因欠压而减缓电动机速率甚至同志运作，当负载矩不变时，可以适当的增加电源来提压。另外，欠压还会造成电气释放问题，进而影响系统所有器件的正常工作，情况严重时还会出现系统故障。所以，笔者认为，当电压达到电动机电压临界值时，可以采取切断电源措施来进行保护。
(4)热保护：任何元器件在经过长时间工作时都会出现过热现象，如果电动机绕组或长时间超载运行，那么势必会造成自身温度高于允许值，进而导致电动机出现故障，为避免过热损害，可以采用多个电动机相替换的方法进行热保护。
(5)安全链：安全链的保护主要涉及五个方面。1)欠压保护的控制;2)过流保护的控制;3)水压保护;4)油压保护;5)轴瓦温度保护。安全链是将上述五种保护串联在一起的保护，无论其中哪个环节出现问题，计算机都会直接将自动控制系统关闭。
(6)运行连锁和启动连锁的保护：当计算机接收到信号后，电力拖动自动控制的实现主要是通过计算机所配置的程序完成，该过程主要是预防系统运行时信号条件的消失或电动机缺乏条件启动的保护。
4 结论
本文通过对电力拖动自动控制系统各方面的研究，提出了加强、完善系统设计与安全防护的意见，以期为设计者与使用者提供帮助。
参考文献：
[1] 王春凤，李旭春，杨耕.电力电子与运动控制实验平台安全性建设[J].实验技术与管理，2011(07).
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[4] 罗毅，李莺.浅析电力拖动系统稳定运行的充要条件[J].太原师范学院学报(自然科学版)，2006(02).
电力拖动毕业论文篇二
《 同步电动机的电力拖动原理 》
摘要：由于同步电动机在稳定运行时，其转速等于同步转速，虽然同步电动机的机械特性较为简单，但由于同步电动机仅在同步转速下才能产生恒定的同步电磁转矩，不能采取直接起动的方法，而必须采取专门的方法来起动。本文主要讨论同步电动机的电力拖动问题。
关键词：同步;电动机;电力拖动
由于同步电动机在稳定运行时，其转速等于同步转速，虽然同步电动机的机械特性较为简单，但由于同步电动机仅在同步转速下才能产生恒定的同步电磁转矩，不能采取直接起动的方法，而必须采取专门的方法来起动。
1、同步电动机的起动
同步电动机在正常运行时，转子恒以同步转速旋转，使旋转的转子磁场与定子因电磁作用而产生的旋转磁场保持相对静止，使得同步电动机产生稳定的电磁转矩，故同步电动机能够带动负载稳定地并恒以同步速度运行。但是要利用这两个定、转子磁场之间的作用使电动机在50Hz的交流电源下从静止状态起动起来却是非常困难的。
如果三相定子绕组接人三相对称电源时，所建立的定子磁场N极正好擦过巳励磁的转子磁极的S极面，由于异性磁极的吸引作用，定子磁场力图将静止的转子吸着与它一同旋转。但由于转子有着相当大的机械惯性，当转子尚未来得及向前转动时，定子磁场的N极已转到了转子D极的后面。它又力图将转子拉向倒退。在转子仍未反应过来时，定子磁场的"极又转到了转子S极的前方，苒度要将转子向前拉……如此反复，致使转子只能在原处摆动而旋转不起来。因此不能在额定电源下直接起动是同步电动机的主要缺点之一。为了使同步电动机得以起动，目前可采用的方法主要有三种。
1.1辅助电动机起动
选用一台和同步电动机极数相同的异步电动机作为辅助电动机来牵引同步电动机。起动时在同步电动机转子尚未加入励磁的情况下，先用辅助电动机将转子牵引到接近同步转速，然后采用自整步法，在同步电动机转子励磁绕组中通入直流励磁电流，再利用整步转矩将同步电动机接入电网，这时在定、转子磁场的共同作用下将转子拉入同步运行。此时辅助电动机巳失去作用，为减小不必要的损耗，可切断辅助电动机电源使它与主机脱离并停止运行。该方法只适用于空载起动或同步调相机的起动，其所需设备多、操作复杂。
1.2异步起动
现代大多数同步电动机，在其转子上都装有类似异步电动机的笼型绕组(称为起动绕组或阻尼绕组)。在定子接通电源后，起动绕组中便能产生异步电磁转矩起动电动机，等转速接近同步转速时，再通入励磁电流，利用同步电磁转矩将电动机牵入同步转速。这种起动方法是目前同步电动机最常用的起动方法。
异步起动时，励磁绕组不能开路，否则由于励磁绕组匝数很多，定子旋转磁场将在励磁绕组内感应很高的电压，可能会击穿励磁绕组的匝间绝缘，甚至造成人身事故。异步起动时，励磁绕组也不能直接短路。如果直接短路，励磁绕组中将感生一个很大单相电流，此单相电流与旋转气隙磁场相互作用，将产生一个较大附加转矩(单轴转矩〉。因为异步起动时实际的起动转矩是起动绕组产生的异步转矩和单轴转矩之和(两者合成〉。通常选用一个阻值为励磁绕组本身阻值10倍左右的起动电阻与转子励磁绕组串接，以减小励磁绕组中的感应电流，削弱单轴转矩对起动的影响。
2、同步电动机的变频调速
同步电动机是以其转速"与供电电源频率力之间保持严格同步关系而命名的，即只要电源频率保持不变，同步电动机的转速就恒定不变而与负载大小无关。因此要改变同步电动机的转速，只有通过改变其供电电源的频率来达到，即采用变频调速的方法。
2.1他控式同步电动机变频调速系统
他控式同步电动机变频调速系统中的变频装置可以采用交-直-交变频器，也可采用交-交变频器。该系统结构简单，控制方便，只需一台变频器供电，成本低廉。可作为变频起动装置，实现同步电动机的软起动;也可用于多台同步电动机的群调速系统。但由于没有转速反馈，他控式变频调速方法虽然可以实现同步电动机的转速调节，但就像同步电动机接在工频电网上一样，存在转子振荡和失步的隐患，这是他控式同步电动机
2.2自控式同步电动机变频调速系统
与他控式同步电动机变频调速相比，自控式同步电动机变频调速的最大特点就是从根本上消除了同步电动机转子振荡和失步的隐患。因为自控式同步电动机变频调速系统在电动机轴端装有一台转子位置检测器，由它发出的信号控制给定子供电的变频装置电力电子器件的导通顺序和频率，使定子旋转磁场的转速和转子旋转的转速相等，始终保持同步，因此不会因负载冲击等造成失步现象。这种调速方式适用于快速可逆运行和负载变化剧烈的场合。
自控式同步电动机变频调速系统中的变频装置，可采用交-直-交型，也可采用交-交型。自控式同步电动机变频调速系统中的同步电动机，从电机结构上看，它是交流的，但从其工作原理上看，就像是一台直流电动机。它采用电力电子逆变器和转子位置检测器，代替了容易产生火花的旋转接触式换向器，即用电子换向取代机械换向。因此自控式同步电动机变频调速系统又称为无换向器电动机的调速系统。自控式变频同步电动机也称为无换向器电动机。根据调速系统所采用的变频装置不同，无换向器电动机可分为交流和直流两类。采用交-直-交变频装置时，其逆变器由直流电源供电，故称为直流无换向器电动机;采用交-交变频装置时，其逆变器由交流电源供电，故称为交流无换向器电动机。
3、同步电动机的功率因数补偿应用
随着电力系统日益扩大，运行在系统上的主要负载是异步电动机与变压器。因此，电网就要担负很大一部分电感性的无功功率，导致整个电网的功率因数降低，使得线路损耗和压降增大，输电质量变坏，电力系统运行也很不经济。为此，就提出了提高电网功率因数的要求。而同步电动机在额定电压和额定频率下，在输出功率不变的条件下，改变励磁电流的大小，就可以改变流入同步电动机定子电流的性质。即正常励磁时，同步电动机的定子电流与定子电压同相位，相当于纯电阻性负载;当励磁电流比正常励磁电流大时(处于过励状态)，同步电动机定子电流在相位上超前定子电压，相当于电阻电容性负载;当励磁电流小于正常励磁电流时(处于欠励状态)，同步电动机定子电流在相位上滞后定子电压，相当于电阻电感性负载。因此，同步电动机接人电网，通过调节其励磁电流,能够起到改善电网总功率因数的作用。一些大生产企业为了提高电网的功率因数，常使用同步电动机来补偿电网的功率因数。
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