学文网三相异步电动机论文篇1
1.由于电机本身密封不良，加之环境跑冒滴漏，使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体，电机绕组绝缘受到浸蚀，最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象，从而导致电机绕组局部烧坏。
相应对策：①尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象；②检修时注意搞好电机的每个部位的密封，例如在各法兰涂少量704密封胶，在螺栓上涂抹油脂，必要时在接线盒等处加装防滴溅盒，如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应作保护罩；③对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期，严重时要及时进行中修。
2.由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁心温度急剧上升，烧毁槽绝缘、匝间绝缘，从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。轴承损坏一般由下列原因造成：①轴承装配不当，如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损，导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小，出现跑内圈现象，装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁，特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升，只要轴承完好，允许间断性跑外圈现象存在。②轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净，运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。③轴承重新更换加工，电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加，温度急剧上升直至烧毁。④由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够，致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。⑤由于电机本体运行温升过高，且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。⑥由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。⑦轴承本身存在制造质量问题，例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。⑧备机长期不运行，油脂变质，轴承生锈而又未进行中修。
相应对策：①卸装轴承时，一般要对轴承加热至80℃~100℃，如采用轴承加热器，变压器油煮等，只有这样，才能保证轴承的装配质量。②安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗，轴承腔内不能留有任何杂质，填加油脂时必须保证洁净。③尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。④组装电机时一定要保证定、转子铁心对中，不得错位。⑤电机外壳洁净见本色，通风必须有保证，冷却装置不能有积垢，风叶要保持完好。⑥禁止多种油脂混用。⑦安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。⑧对于长期不用的电机，使用前必须进行必要的解体检查，更新轴承油脂。
3.由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦，导致绕组局部烧坏。
相应对策：电机在更新绕组时，必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组，电机转子抽芯时必须将转子抬起，杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。
4.由于长时间过载或过热运行，绕组绝缘老化加速，绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。
相应对策：①尽量避免电动机过载运行。②保证电动机洁净并通风散热良好。③避免电动机频繁启动，必要时需对电机转子做动平衡试验。
5.电机绕组绝缘受机械振动（如启动时大电流冲击，所拖动设备振动，电机转子不平衡等）作用，使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象，破坏效应不断积累，热胀冷缩使绕组受到磨擦，从而加速了绝缘老化，最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。
相应对策：①尽可能避免频繁启动，特别是高压电机。②保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。
二、三相异步电动机一相或两相绕组烧毁（或过热）的原因及对策
如果出现电动机一相或两相绕组烧坏（或过热），一般都是因为缺相运行所致。在这里不作深刻的理论分析，仅作简要说明。
当电机不论何种原因缺相后，电动机虽然尚能继续运行，但转速下降，滑差变大，其中B、C两相变为串联关系后与A相并联，在负荷不变的情况下，A相电流过大，长时间运行，该相绕组必然过热而烧毁。
三相异步电动机绕组为Y接法的情况：电源缺相后，电动机尚可继续运行，但同样转速明显下降，转差变大，磁场切割导体的速率加大，这时B相绕组被开路，A、C两相绕组变为串联关系且通过电流过大，长时间运行，将导致两相绕组同时烧坏。
这里需要特别指出，如果停止的电动机缺一相电源合闸时，一般只会发生嗡嗡声而不能启动，这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁心中产生的是单相脉动磁场，它不能使电动机产生启动转矩。因此，电源缺相时电动机不能启动。但在运行中，电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场，所以，正在运行中的电动机缺相后仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终导致绕组烧坏。
相应对策：无论电动机是在静态还是动态，缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏。与此同时，由于动力电缆的过流运行加速了绝缘老化。特别是在静态时，缺相会在电机绕组中产生几倍于额定电流的堵转电流。其绕组烧坏的速度比运行中突然缺相更快更严重。所以在我们对电机进行日常维护和检修的同时，必须对电机相应的MCC功能单元进行全面的检修和试验。尤其是要认真检查负荷开关、动力线路、静动触点的可靠性。杜绝缺相运行。
三相异步电动机论文篇2
关键词：三相异步电机转动原理，重载起动，调速，过电流保护
三相异步电动机具有结构简单,运行可靠,坚固耐用,价格便宜,维修方便等一系列优点。与同容量的直流电动机相比,异步电动机还具有体积小,重量轻,转动惯量小的特点。，调速。因此,在工矿企业的电机拖动系统中异步电动机得到了更为广泛的应用。
一、三相异步电动机基本的转动原理
三相异步电动机是利用旋转磁场工作的，其工作原理可通过以下演示实验来直观地了解。一个装有手柄的蹄性磁铁以轴座01为支撑自由转动；在蹄性磁铁两磁极之间有一个鼠笼转子，鼠笼转子以轴座02为支撑自由转动；轴座01和轴座02在同一条轴线上。蹄性磁铁和鼠笼转子之间没有摩擦力和机械连动关系，两者均可***自由转动或保持静止。当摇动手柄使蹄性磁铁顺时针方向旋转时，磁场的磁力线就切割鼠笼转子上的铜条，相当于转子铜条逆时针方向切割磁感线，闭合的铜条中就会产生感生电流，其方向可用右手定则判断。由于感生电流处在蹄性磁铁的磁场中，因此铜条要受到磁场力的作用而使转子转动，磁场力的方向可根据左手定则判断，从判定的结果可知转子转动方向与蹄性磁铁旋转方向一致。，调速。
二、三相异步电动机的重载起动
1、小功率三相异步电动机的重载起动
这种情况的主要问题是起动转矩不足,而小功率三相异步电动机一般为鼠笼型,解决的办法是用特殊电机获得高起动转矩,主要有高转差率电机、深槽式电机和双笼型电机.从起动电流公式和起动转矩公式可以看出,增大转子电阻既可限制起动电流又可提高起动转矩。
高转差率异步电动机的转子导条不是普通的铝条,而是采用电阻率较高的铝合金.这种电机过载能力强,但功率因数低,正常运行时损耗较大,效率较低.所以只适用于频繁起动的场合,主要是起重运输机械.深槽式异步电动机是利用起动过程中转子导条内的集肤效应使起动时的转子电阻增大,改善起动性能又不降低正常运行效率,但功率因数和过载能力有所降低,适用于需要重载起动而对过载能力要求不高的场合.双笼型异步电动机利用集肤效应改善了起动性能,又保证了基本的运行性能,但电机价格较高,一般用于要求起动转矩较高的场合.
2、大功率三相异步电动机的重载起动
此种情况下既要有较高的起动转矩又要限制起动电流,若高起动转矩的笼型异步电动机不能满足要求,可以采用绕线型异步电动机,在转子电路中串联合适的电阻,既可提高起动转矩又能降低起动电流.因而,要求起动转矩大或起动频繁的生产机械常采用绕线型异步电动机拖动.大功率电动机一般为绕线型。，调速。
三相绕线型异步电动机常用的起动方法有转子串固体电阻、频敏电阻或液体电阻.大功率绕线型异步电动机转子串固体电阻起动,不能无级调节,起动不够平滑。，调速。为了减小冲击,应在转子回路中串入多级对称电阻,并随着转速的升高逐渐切除起动电阻,因此设备投资大,操作、维修不便.串频敏电阻器起动,结构简单、维护方便,可以无级调节,但起动电流较大、功率因数低,使起动转矩受到限制,且不同容量的电动机要配不同规格的频敏变阻器.转子回路串液体电阻,能连续无级调节使电机平滑起动,具有起动转矩大、起动电流小、起动时间短、功率因数高、噪声小、温升低、结构简单的特点,并且可以通过调节液体浓度来改变阻值,使一台起动器适应不同功率的电动机,因此是大功率电动机重载起动的首选方案.
三、三相异步电动机的主要调速方法
三相异步电动机的调速方法包括：变极对数、定子调压、定子变频、串级调速、双馈调速、液力耦合、电磁转差离合器等，从调速时的能耗观点来看，有高效调速方法与低效调速方法两种：高效调速指时转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法（如串级调速等）。有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中；电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中；液力耦合器调速，能量损耗在液力耦合器的油中。一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的。下面就对改变转差率进行调速的几种方法进行阐述：
1、改变定子电压调速
异步电动机的转矩与定子电压的平方成正比，改变定子电压就可以改变电动机的机械特性和转矩，这种方法不适用于普通笼式电机，因为它的转子电阻很小，转速低时电流会急剧上升。，调速。可用于绕线式异步电动机，其转子回路可串电阻或频繁变阻器，大部分转差能量损耗被引到外接电阻或频繁变阻器上，减轻电动机的发热。
2、改变转子电阻调速
这种调速方法只适用于绕线式电动机，在异步电动机的转子电路内串入调速电阻，当负载一定时，转子回路中串接的电阻越大电动机的转速越低，越小转速越高。此方法设备简单，控制方便，初期投资少，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上，属有级调速，机械特性较软。
3、串级调速
目前，较先进的串级调速应用了可控硅逆变器控制的串级调速线路，其优点是能够获得较硬的机械特性，整流元件压降小，设备占地面积小，无旋转部分，噪声小，维护较简单，是绕线式电动机很有发展前途的调速方法之一，其缺点是，转子回路装有滤波用的电抗器，故功率因数较低。
四、使用过程中有必要加强三相异步电动机的过电流保护
为达到安全可靠的全面保护，只靠设计一种保护方法是不行的，必须全面分析各种故障引起的电流异常情况，采用智能保护器或多功能保护器来保护三相步电动机的安全运行，保护器的设计应具有下面的功能：
1、设置电流速断保护
用于电动机内部定子绕组以及进线所发生的相间短路故障或相间接地短路故障，短路电流很大时，迅速切断电源。，调速。
常见的电流速断保护是熔断器和低压断路器。熔断器的熔体串联在被保护的电路中，当电路正常工作时，熔断器不起作用，相当于一根导线，其上面的压降很小，可忽略不计。当电路短路时，很大的短路电流流过熔体，使熔体立即熔断，切断电动机电源，电动机停转，起到保护作用。同样，若电路中接入低压断路器，当再现短路时，低压断路器会立即动作，切断电源，使电动机停转。
2、设置定时限过流保护
作为电动机运行过程中短路保护的后备保护，以提高保护整定的灵活性。
3、设置反时的过负荷保护
防止电动机长时间过负荷运行而引起的电流过大，防止由于电流热效应的累积作用，使定子部分过热而引起的损坏。
4、设置负序电流保护
防止电动机的各类非接地性不对称故障。
5、设置起动时间过长保护防止由于各种原因使得电动机不能成功起动时，大起动电流对绕组的损坏以及起动转矩对轴承的损坏。
结语：为了保证三相异步电动机的安全、经济和稳定运行，就必须要掌握有关异步电动机的安全运行的基本原理，对三相异步电机应用中可能出现的问题进行深入的探讨与分析，做到尽可能合理地使用电动机，避免事故隐患的产生，确保电动机高效运行。
参考文献：
1、汤天浩《电机与拖动基础》[M]北京:机械工业出版社2004；
2、李兴艳《浅谈三相异步电动机的几种常用调速方法》[J]甘肃科技纵横2010（2）；
3、马江鹏《浅析三相异步电动机的组成和工作原理》[J]现代经济信息2010（3）；
4、罗恩华《三相异步电动机起动方法的比较与选择》[J]广东水利电力职业技术学院学报2010（2）。
三相异步电动机论文篇3
关键词：变速恒频；发电机；同步；励磁
一、变速恒频双馈异步发电机研究的背景
由于人们对大自然的过度开采，造成了今天地球上的环境污染日益严重，矿产资源也日益短缺。鉴于这种情况越来越严重，世界上各个国家都开始开发和发展新能源――可再生的绿色能源。当然，也包括我国。而风能作为一个可再生、无污染、可循环使用的新能源已被各个国家所利用与开发［4］。
变速恒频双馈异步发电机就是运用了风能。
二、变速恒频双馈异步发电机工作的原理
日前，在主流的风力发电机系统中，大多都采用的是变速恒频的控制方式。并且一般都采用的是双馈电机或者永磁同步电机来作为风力发电机的。
1.双馈的运行原理。“双馈”的意思和含义就是分别从电机的定、转子双向馈电，由于双馈电机由转子提供交流励磁，因而也被称为异步化同步电机或者是交流励磁同步电机。双馈调速是指将双馈电机的定子绕组直接接到工频电源上，转子组接到一个幅值、频率、相序和相位都可以调节的变频电源上。
由于变频电源的控制方式有所不同，所以双馈调速也可以划分为自控式调速和他控式调速。他控式调速在工作中通过专门的频率给定装置***控制变频器的输出功率。而自控式则是由转子侧逆变器的频率通过系统的调节，然后根据运行的状态进行自动控制的。这就是变速恒频双馈异步发电机运行的原理。
2.励磁控制系统的基本功能。为满足双馈发电机低于同步速、等于同步速和高于同步速运行的各种工况要求，向转子绕组馈电的双向变频器应买足输出电压（或者电流）的频率、幅值、相序和相位的可调。通过控制励磁电流的幅值和相位可以调节发电机的无功功率；通过控制励磁电流的频率可调节发电机的有功功率；通过风力机变桨距控制与发电机励磁控制相结合，可按最佳运行方式调节发电机的转速[1]。
三、变速恒频双馈异步发电机控制的意义
1.由于双馈电机所使用到的转子的侧逆变频电源只能调节转差能量，所以在调速范围比较小的情况下，转差的能量在整个电机中所占的比重是相对较小的。这就可以降低调速系统的成本。
2.变速恒频双馈异步发电机它的结构构成简单、运行起来可靠、制造起来也容易、价格也不高等等的优点，使得变速恒频双馈异步发电机广泛地应用于工农业生产之中。它还能够对定子侧的功率因数进行有效的调节，这样就使得变速恒频双馈异步发电机可以在很高的功率因数的状态下运行，甚至可以向电网发出无功功率。变速恒频双馈异步发电机的这种做法对于整个电网的稳定性都起到了积极的影响。
3.变速恒频双馈异步发电机在双馈条件的应用下，改变了整个能源系统的整体的性能。还充分利用了线绕型感应电机的结构特点。
4.双馈电机集中了同步电动机和感应电动机两者的特点，由于变速恒频双馈异步发电机能在次同步速至超同步速的较大范围内都可以发出交流电，并且还是频率稳定的交流电的这个特性，所以变速恒频双馈异步发电机与电网是柔性的连接。这样就会使得电网在发生扰动时，变速恒频双馈异步发电机可以通过快速改变侧频率的方法来迅速改变转速，能充分地利用到转子的功能，以此来释放或者吸收能量。就可以达到弥补电网由于扰动而失去的能源这样一个目的 [2]。
四、变速恒频双馈异步发电机控制的策略
1.变速恒频控制。双馈风力发电机的变速恒频控制，就是根据风力转速的变化相应地控制转子励磁电流的频率，使双馈发电机输出的电压频率与电网保持一致。实现变速恒频控制可以采取两种方法，即有转速传感器和无转速传感器的变速恒频控制。前者控制相对容易，但是需要光电编码器，而后者控制技术稍微复杂些。
2.恒定电压控制。当定子绕组开路，双拼发电机作空载运行时，定子绕组电压频率如果是恒定值的话，那么就要求在不同的转速下只要保持转子绕组励磁电流值不变，便可使定子绕组端的电压保持不变。
然而，当发电机负载运行时，由于定子绕组电阻和漏电抗压降，以及由于定子电流电枢反应磁场的影响，即使转子励磁电流不变，每极磁通和定子绕组端电压也不再是常数。为了保持在不同运行状态下发电机端电压的恒定，那么就需要电压反馈调节转子励磁电流实现闭环恒压控制。
实验表明，双馈发电机输出电压采用闭环控制后，转速由1300 r/min增加到1480 r/min，定子绕组输出电压仅仅变化了0.2v ［3］。
3.双馈发电机的并网控制。在励磁控制系统中，并网前用电压传感器分别检测出电网和发电机电压的频率、幅值、相位和相序，通过双向变流器调节转子励磁电流，使发电机输出电压与电网相应电压频率、幅值及相位一致，满足并网条件时自动并网运行。
4.三态转换控制。在亚同步运行时，变频器向转子绕组馈入交流励磁电流，同步速运行时变流器向转子绕组馈入直流电，而超同步速运行时转子绕组输出交流电通过变流器馈入电网。当亚同步、同步和超同步三种不同运行状态的动态转换是变速恒频双馈风力发电机励磁控制的一项关键技术。
五、结论
本文针对变速恒频双馈异步发电机系统进行了理论上的描述，而实现变速恒频双馈异步发电机的运行则需要进行仿真的研究，理论要运用到实践中去。而这些理论也是从实践中得来的。这些理论的描述，满足了大家对变速恒频双馈异步发电机了解的需要，为以后更好地控制变速恒频异步发电机做好了充分的理论准备。
参考文献：
［1］张强，梁维燕，邹继斌.变速恒频发电机的励磁系统［J］.大电机技术，2004（06）.
［2］李辉，韩力，何蓓.双馈发电机最大风能捕获和转换策略的仿真［J］.系统仿真学报，2007（15）.
［3］朱振东.发电机交流励磁变速运行研究［M］.杭州：浙江大学，1996.
三相异步电动机论文篇4
关键词：电机学；教学方法；教学手段；实践教学
中***分类号：G642.0 ？摇文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）45-0039-02
一、引言
《电机学》课程是电气信息类学生的一门专业基础课，它既是一门理论性很强的技术基础课，又有专业课的性质，所涵盖的基础内容涉及电、磁、热、机械等基础理论知识，具有理论性强、概念抽象的特点。在学生学习的过程中，存在着教师难教、学生难学的“两难”现象。因此如何调动学生学习的兴趣和学习积极性是电机学教学过程中极为重要的问题。结合电气工程及其自动化专业教学改革，我校就本科《电机学》课程从课程内容、教学方法和手段及实践教学等方面做了有益的探索和实践，取得了一定的成效，本文针对教学过程中的一些问题进行探讨。
二、课程内容
在课程内容上，以工程应用能力培养为主线，强调以掌握直流电机、变压器、异步电机和同步电机四类电机的基础结构、工作原理、运用特性以及分析和试验为教学重点，并将理论和实践有机的结合，着重培养学生分析问题和解决问题的能力。具体体现在两个方面：一是理论体系上，与专业有关的知识面力求宽广，在深度上要求略降，对于烦琐的推导、证明适当省略，注重结论和实际应用；二是在应用能力上，强调实践应用能力和综合能力。在实践教学内容中减少了验证性的实验内容，增加了带有综合性和设计性的实验内容。同时在课程内容中增加介绍了一些工程中已经应用且较为成熟的新技术内容，如增加了全密封变压器，Y3系列异步电动机、伺服电机、交直流两用电机、直流无刷电动机等新技术内容，用来满足以应用为目的的要求。
三、教学方法
采用多种教学方法与先进的教学手段，其目的就是增加学生的学习兴趣，启发学生积极思维，培养学生的逻辑能力，并提高学生利用所学知识解决问题的能力。我们在教学中采用了以下几种有效的教学方法。
（一）比较法
在教学中，采用比较方法将不同的电机联系起来进行对比，将起到事半功倍的效果。比如在交流绕组电动势的学习上采用了与变压器相比较：
在同步发电机对称负载时的电枢反应学习中，对励磁磁动势Ff与电枢磁动势Fa的特点进行比较：
（二）启发式教学
将启发式教学引入到《电机学》的教学过程中，可以取得较好的学习效果。
启发式教学分为三个阶段：一是激起学生的疑问；二是强化动机；三是深入探究。这种教学可以激发学生的学习兴趣和潜能。例如：在讲授变压器二次侧端电压变化率时，先把变压器带不同性质负载时二次侧端电压变化的曲线告诉学生，并提出造成这种变化的原因是什么。在讲述三相对称交流流通入到三相对称绕组中会产生圆形旋转的磁动势基波，而该磁动势基波正是我们电动机得以旋转的原因，那为什么我们使用的电扇是单相交流电，此时电机内部应该是脉振磁动势，但电扇为什么会旋转？通过对现实生活中电机的使用提出问题，促进学生思考，更好地去理解电机理论。
四、教学手段
为了加深学生对电机的感性认识和提高教学质量，在《电机学》的教学过程中，将传统教学方式和多媒体教学有效地结合在一起，交替使用。
1.建立***片库。对经常出现在我们周围的各种电机照相成册，同时通过网上资源收集各种新型电机的***片，将其加以分类，在课堂讲授各章电机概述时给学生观看，加深学生的认识。
2.制作多媒体动画库。电机的学习对学生而言很抽象，尤其是电磁关系是学习的难点，为了消除学生学习时的畏难情绪，在制作多媒体动画时，把电机内部存在的磁场，电场与时间和空间概念生动、形象、清晰地联系起来，让学生从不同角度方位去了解和认识电机。磁路是磁通走过的路径，通过动画的形式表现出磁通在电机内的流通路径。交流电机绕组的结构、交流电机绕组的脉振磁动势和旋转磁动势以及它们随时间和空间变化的波形等内容都通过多媒体的动画方式以形象、直观的方式表现出来。
3.建立matlab电机仿真库。电机的暂态过程有：变压器空载和短路、同步发电机的突然短路、电动机的起动等。暂态时间虽短，但电磁关系复杂，其分析需要用到较多的数学公式。而作为本科阶段的学习，对电机的暂态只需要了解知道电机暂态引起的现象和后果。通过引入软件Matlab/Simulink，对电机的暂态进行模拟，通过观察仿真结果，加深认识，既能解决学习中的难点，又可以充实专业理论。
五、实践教学
实践教学环节在本科生创新能力的培养过程中具有非常重要的地位。通过实验，可以让学生更好地领会和掌握课堂传授的概念和理论，同时可以促进学生自觉主动地去思考。让学生通过所学的理论去应用，如通过观察电机铭牌上的转速去区分同步机和异步机；通过对电机外形的观察去区分绕线式异步电动机和同步发电机。让学生带着问题做实验，在实验前教师要提出一些问题，让学生在实验中寻找答案，并分析原因，最后得出结论。如当三相电源断线时，三相异步电动机能否启动？而三相异步电动机启动后，电源出现断线、电机的状态是什么？通过实验使学生掌握变压器、异步机、同步机和直流机这四类常用电机的实验方法，对课堂理论知识进行验证；同时通过实验去分析现象、加深理解；最后以实验报告的形式对实验进行总结，完成现象的分析和对理论的提升。
六、结论
《电机学》是电气专业的一门重要的基础课程，但随着迅速发展的电气技术又赋予其许多新的内容。《电机学》课程改革是一项系统工程，不是一朝一夕能完成的，它需要我们深入地进行现场调研，并在教学中要随时加入新技术和现场实用内容。作为该课程教师，应该不断加强学习，深入研究课程的前沿和课堂教学艺术，更好地扩展学生的知识面和培养他们的实际分析问题、解决问题的能力。
参考文献：
[1]孙雨萍.“电机学”特色教学体系研究[J].电气电子教学学报，2010：242-245.
[2]杨文芳，布挺.关于“电机学”课程教学的思考和实践[J].中国电力教育，2009，（8）：28-29.
三相异步电动机论文篇5
关键词:异步电机变频调速模糊控制
中***分类号: 文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)01-0000-00
1 交流调速系统的概况
1.1 交流调速相关技术的发展现状
交流变频调速技术发展和许多技术的发展密切相关,涉及到电动机制造、电力电子器件、变换器电路、电子信号处理技术、古典和现代控制理论、计算机辅助设计等众多学科领域;交流高性能调速的实现有赖于电力电子技术、PWM变频技术、电机控制等核心技术的突破。
1.2 变频调速系统的类型
按变频原理分:(1)交―交变频(2)交―直―交变频
按拖动电机的类型分:(1)异步电动机变频调速系统(2)同步电动机变频调速系统
2 智能控制简介
2.1 智能控制概念
在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。对许多复杂的系统,难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计算和分析,而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。定量方法与定性方法相结合的目的是,要由机器用类似于人的智慧和经验来引导求解过程。
2.2 智能控制的主要技术方法
智能控制是以控制理论、计算机科学、人工智能、运筹学等学科为基础,扩展了相关的理论和技术,其中应用较多的有模糊逻辑、神经网络、专家系统、遗传算法等理论和自适应控制、自组织控制、自学习控制等技术。
3 三相交流异步电动机
3.1 结构组成
三相交流异步电动机由于其结构简单、制造容易、价格低廉、坚固耐用以及运行可靠等优点,因此在工农业生产中应用最为广泛。虽然三相异步电动机的种类很多,但究其基本结构而言是一致的,主要由定子与转子两部分组成。
3.2 数学模型简析
异步电动机在三相静止坐标系上的数学模型是一个多变量、高阶、非线性、强祸合的复杂系统。坐标变换的目的就是要简化数学模型,将交流电机的物理模型等效地变换成类似直流电机的模型,分析和控制问题就可以大为简化。
4 基于模糊控制的转速调节器研究
4.1 模糊控制简介
4.1.1 由来与概念
模糊技术的由来应追溯到1965年,美国控制论专家L•A扎德提出了模糊集合理论,它为模糊技术的产生奠定了理论基础.1974年英国学者E.H马达尼首先在试验室里实现了对蒸汽发动机的模糊控制,从而出现了一种崭新的控制技术――模糊控制,简称模糊技术。
模糊逻辑控制(Fuzzy Logic Control)简称模糊控制(Fuzzy Control),是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术。
4.1.2 系统组成
模糊控制系统的建立是基于知识库、推理机制、模糊化和反模糊化。要实现语言控制的模糊控制器,首先把实际输入值转化为模糊集合的隶属函数,这一步称为模糊化。然后根据有经验操作者或专家经验制定模糊控制规则,并进行模糊推理,以得到模糊输出集合即一个新的隶属函数,这一步称为模糊控制规则形成与推理。最后根据模糊推理得到的输出模糊隶属函数,用不同的方法找到一个具有代表性的精确的真实输出值,这一步称为反模糊化。这三个步骤称为模糊推理过程。
4.2 模糊控制器的结构设计
对一个常规三维模糊控制器,输入为误差e、误差积累∑e、误差变化率ec,输出为u,如下***所示,h1、h2、h3、h4分别为比例因子。
一个完善的控制规则是模糊控制具有良好控制效果的关键。然而因为模糊规则是人们对过程或对象模糊信息的归纳,对高阶、非线性、大时滞、时变参数以及随机干扰严重的复杂控制过程,人们的认识往往比较贫乏或难以总结完整的经验,这就使得单纯的模糊控制在某些情况下很粗糙,难以适应不同的运行状态,影响了控制效果。
模糊控制器设计的基本方法和主要步骤大致包括:
(1)选定模糊控制器的输入变量与输出变量,并进行量程转换。输入量的维数最高一般不超过三维。维数增加,控制规则按几何级数增加。
(2)进行模糊化,即确定各变量的模糊语言取值及相应的隶属函数。模糊语言值通常选取3、5或7个。
(3)建立模糊控制规则或控制算法。这是指规则的归纳和规则库的建立,是从实际控制经验过渡到模糊控制器的中心环节,控制律通常由一组if-then结构的模糊条件语句构成。
(4)确定模糊推理和解模糊化方法。常见的模糊推理方法有最大―最小推理法和最大―乘积推理法两种,可视具体情况选择其一;解模糊化方法有最大隶属度法,中位数法,加权平均,重心法,求和法或估值法等,针对系统要求或运行情况的不同而选取相适应的方法,从而将模糊量转化为精确量,用以实施最后的控制策略。
4.3 模糊控制算法及实现
假设一个二维模糊控制器,输入偏差e的论域为[-x ,x ],偏差变化率ec的论域为[-x ,x ],输出控制量u的论域为[-y ,y ],模糊控制算法可概括为四个步骤:
(1)根据本次采样得到的系统输出值,计算所选择的系统输入变量。考虑到系统突加给定时,有可能使实际输入超出设计输入论域,可补充映射
e(k)= x ,当e(k)≥x 时e(k)=- x ,当e(k)≤- x 时
ec(k)= x ,当ec(k)≥x ,时 ec(k)=- x ,当ec(k)≤- x ,时
u(k)= y ,当u(k)≥y 时u(k)=- y ,当u(k)≤- y 时
(2)将输入变量的精确值转换为模糊量;
(3)根据输入变量及模糊规则,按模糊推理合成规则计算输出控制量
(4)将输入变量的精确值转换为模糊量;
(5)根据输入变量及模糊规则,按模糊推理合成规则计算输出控制量;
(6)由上述模糊控制量经解模糊计算得到精确的控制量。
5 结语
模糊控制与PID控制相比,能够有效地克服系统非线性因素对调速性能的影响,模糊控制特别适用于对电机加减速实行最优速度控制。对稳态精度要求不是特别高的系统,采用模糊控制可以提高系统的鲁棒性。
参考文献
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[2] 胡崇岳.现代交流调速技术[M].北京:机械工业出版社.1998.
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[4] 张曾科编著.模糊数学在自动化技术中的应用.北京:清华大学出版社,1997.
三相异步电动机论文篇6
关键词：人工神经网络；Matlab软件；温升预测
中***分类号：TM303.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）17-0042-02
电动机在国民经济中起着十分重要的作用，其广泛应用于工业、农业、冶金、化工、纺织、矿山、交通运输等国名经济各部门。据不完全统计，全国使用的中型电机大约有2 000万台，然而每年烧毁的电机约为320万台，平均每台的维修费用1 000元，总费用为32亿元左右。产生这种现象的原因是多方面的，除了管理措施不完善等因素外，关键的问题是电机过热载保护尚有不尽人意之处，传统的热过载保护方案可以分为直接测温法和间接测温法，但是直接测温法需要改变电机生产工艺，而间接测温法又无法建立数学模型。因此，由于神经网络理论以其组织结构、高度非线性映射性、高度并行处理的方式等优点,为预测和计算异步电动机的绕组温度提供了快捷、方便、准确的可能。文章主要通过神经网络的电动机温升预测,从而进行了电动机的智能热过载保护的探讨研究。
1 人工神经网络和BP网络
概论
1.1 人工神经网络的概念
人工神经网络是一个并行，分布处理结构。它由处理单元及称为联接的无向信号通道互连而成。这些处理单元（PE-processing element）具有局部内存，并可以完成局部操作。每个处理单元有一个单一的输出联接，这个输出可以根据需要被分支成希望个数的许多并行联接，且这些并行联接都输出相同的信号，即相应处理单元的信号，信号的大小因分支的多少而变化。处理单元的输出信号可以是任何需要的数学模型，每个处理单元中进行的操作必须是完全局部的。
1.2 BP网络概念及应用
1986年，由Rumelhart和Hinton 和Williams 完整而简明地提出一种ANN的误差反向传播训练算法（简称BP算法）。当前，在人工神经网络的实际使用中，绝大部分人工神经网络模型采用BP网络，它是前向网络的核心部分，体现了神经网络最精华的部分。
目前BP网络主要应用在函数逼近。即使用输入矢量和相对应的输出矢量训练一个网络逼近一个函数。其中模式识别，使用一个特定的输出矢量将它与输入矢量联系起来。其算法是多层前馈型网络。此网络不但有输入节点和输出节点，而且还有一层或多层隐含节点。
2 MATLAB软件在BP网络的重要函数应用
MATLAB语言使人们从繁多的程序代码中***出来。开发者使用其丰富函数可无需重复编程，只要简单地调用和使用。MATLAB语言最大的特点是简单和直接
MATLAB的BP网络工具箱包含了大量的BP网络分析和设计的许多工具函数，表1罗列了主要的函数的名称和基本功能。
3 神经网络在电动机绕组温升预测中的应用
3.1 三相异步电动机温升实验
异步电动机的电流和温度的变化，可以反映出它在运行中是否正常。当有故障时，大多会引起定子电流增大和电动机温度过高。因此，对运行中的异步电动机，监视它的电流和温度是极其重要的。电动机铭牌上对电机的额定电流和允许温升都有规定。允许温升是指在环境温度40℃及在海拔1 000 m高度以下的条件下定子绕组的稳定温升。电机的温升是由电机内部的损耗（主要是绕组的铜损耗和铁心的损耗，它们是电机内部发热的热源）和散热通风的条件所决定，它的允许值是被电机绕组的绝缘材料的等级所限制。以下采用电阻法测异步电动机温升。
绕组温升的计算公式为：
Δt=（R2-R1）/R1×（Ka+t1）-（t2-t1）
式中，Δt为绕组温升；R2为实验开始的绕组电阻；R1为实验结束的绕组电阻；Ka当绕组为铜制导线时取234.5，当绕组为铝制导线时取228；t1为实验开始时的室温；t2为实验结束时的室温。
①实验进行依据。异步电动机绕组温升的测量主要是为了检验异步电动机在正常工作状态下各部位的温升是否正常。在测试的过程中，使用了温度计和万用表，并利用上文所提到的各种公式，计算了绕组的温升。当前这种测试方法的主要依据为：随着温度的改变导体的电阻将改变的原理。即同一段导体，在不同的温度下，其具有不同的电阻值。
②实验步骤。在不同的实验环境下，使用温度计量出异步电动机工作时的环境温度t2，并且在异步电动机启动前，使用用万用表测量异步电动机单相绕组的电阻R。启动后，异步电动机配以额定负载运行。当电动机稳定运行30 min以后，依然使用温度计量出此时绕组的温度T, 当温度计的温升刻度保持稳定时马上停机，并立刻测出此时电动机单相绕组的电阻值R。异步电动机温升实验电路接线***如***1所示。
3.2 实验样本的数据处理
采集实验样本并且进行必要的数据处理是实现神经网络对电机绕组温升预测关键的一步。通过对三相异步电机进行温升实验，采集了14组数据。其中12组用于训练网络，其余两组用于测试训练后的网络正确性与适用性，将采集到的12组训练数据，其中用MATLAB分别对从1.5A和5A的2组数据进行拟合。
由于采集的数据是一些离散的点，所以存在一定的误差，曲线不够光滑，因此不能直接用于神经网络的训练，需要经过拟合才能应用。可以采用三层BP网络来拟合各条实验曲线，网络结构框***如***2所示，拟合后的温升曲线见***3。从***中可以看出拟合后的温升曲线比实测光滑很多。
为了提高神经网络的训练效率，还需要对“输入——目标”样本集数据作必要的预处理，即进行归一化处理，使输入和目标数据落入[-1,1]区间。归一化公式为：
Pn=2×（P-minp）（maxp-minp）-1
Tn=2×（T-mint）（maxt-mint）-1
式中：P为原始输入数据；minp,maxp为P中的最小值和最大值；Pn为归一化后的输入数据；mint，maxt分别为T中的最小值和最大值；Tn为归一化后的目标数据。
3.3 结合BP网络，电机负载运行绕组温升预测的实现
影响电动机绕组温升的因素有发热和散热两个过程。发热的主要影响因素有电流、电压、电源频率、功率、转速。电动机散热与当前电机温度和环境温度相关联。其中电压、电流及环境温度可分别通过电压、电流互感器及温度传感器直接测得，电源频率和功率因数则是利用以测得的电压、电流通过计算获得。一旦BP网络预测到某一时刻的温升可能超过长期使用的允许温升，就发送时间参数到保护器，经过延时时间，切断电动机电源，从而达到保护的电机的目的。
4 结 语
本文的重点是神经网络在电动机绕组温升预测中的使用。通过电机的温升实验，证明了神经网络的应用对电机绕组温升的预测是可行的，并且能够实现对电机的过载保护，充分发挥了电机的作用，其保护效果明显优于其它传统继电保护装置，并且具有研究意义。
参考文献：
[1] 蒋宗礼.人工神经网络导论[M].北京:高等教育出版社,2001.
[2] 魏海坤.神经网络结构设计的理论与方法[M].北京:国防工业出版社,2005.
[3] 郭晶. MATLAB6.5辅助神经网络分析与设计[M].北京:电子工业出版社,2003.
三相异步电动机论文篇7
关键词：正反转控制 教学策略 教学流程 教学反思
随着人类和社会的发展，各种各样的机械在我们的生活和工作中扮演着越来越重要的角色。无论是简单还是复杂的机械，其动作的动力都是由各种各样的电动机提供的。电力拖动控制线路与技能训练是机电专业的重要课程。这门课程知识程度掌握得好坏，直接影响到许多后续课程的学习。正反转控制线路的实现及一些实际应用的设计内容以提高学生的学习兴趣、拓展其知识面为主要目的。其中“三相异步电动机的正反转控制线路”单元课题三，其主要内容是三相异步电动机的正反转控制线路的组成与工作原理。教材的该部分教学内容使学生由浅入深、由简到繁过渡，突出了对基本线路的分析、应用知识的迁移、组合的规律，引导学生去认识、掌握新的线路，提高分析和解决问题的能力，以便为后期PLC的学习打基础。本次课程属于承上启下的内容，是分析多电动机控制电路的基础，对生产实践具有重要指导意义，是本课程的重要章节之一。
一、学情分析
要上好一堂课，不仅要备教材，更要备学生。教师只有对学生的知识结构、学习能力和心理特征分析和掌握，才能制定出合理的教学目标和教学方法。本次授课前，学生已经学习了电动机的基本控制电路，对电动机控制电路有了一定的感性认识，已经具备探究本次课程内容的理论基础。我们面对的是中职学校的学生。这些学生普遍存在着学习基础较差、抽象思维薄弱、有厌学情绪、学习主动性不高的情况，但通过对电动机点动控制、连续控制和多地控制的学习，发现学生已经入门，对这门课产生浓厚的兴趣。
结合以上分析，制定本次课程的教学目标见下表。
根据教学目标和学生知识结构特点，确定了本次课程的教学重难点。重点是三相异步电动机正反转控制线路的工作原理，难点是三相异步电动机正反转控制线路的实际接线及调试和故障排除。
二、教学策略
结合本专业学生的基本学情，笔者对本节课进行两方面的学法指导。第一，引导学生在操作中观察、思考与讨论，培养学生自主探究的学习方法。第二，通过小组合作的形式，在完成所要求任务的过程中引导学生互相帮助、互相探讨，培养学生团队协作精神和集体荣誉感，最终使学生完成由“学会”到“会学”的知识内化过程。
为了实现本节课的教学目标，解决重点难点，采用理论和实践相结合的教学方式，以电路***为主线、教师为主导、学生为主体，整个教学围绕“说”与“动”而展开，边讲边实践。创设真实氛围的工作环境，形成仿真的工作场所，使教学过程变为生产过程，学习任务变为工作任务，通过学习亲身体验工作，培养学生自主思考的能力。
根据本节课的内容和学生的实际水平，主要采用的是提问法、讲授法、讲练结合法等等。教师引导思路，学生积极思考，一起完成教学任务。采用启发式教学，引导学生探索顺序控制线路的设计思路，从而得到三相异步电动机的正反转控制的工作原理和操作过程。这样特别能培养学生思维的灵活性、严密性、批判性等，渗透电器原理***的设计思想。讲练结合法，结合之前知识，使学生完成线路***的设计，正确地画出线路***，并分析其工作原理。
三、教学流程
为了让“课有所得”，真正让学生学得懂、学有用、愿意学，让课堂活跃起来，把学生注意力牵制在课堂上，笔者把整个教学过程设计为五个环节：视频简介，复习导入；演示教学，动画模拟；实践操作，验证理论；交流点评，小结全课；积极思考，拓展延伸。
第一个环节：视频简介，复习导入。用一段工业生产视频引出学生对三相异步电动机正反转控制的思考，回顾实现电动机的正反转的方法，使学生大致了解三相异步电动机正反转控制线路的工作过程。视频能够刺激学生感官，激发学生学习兴趣。该环节培养学生的好奇心，观察能力及分析问题的能力。
第二个环节：演示教学，动画模拟。利用演示实验的动画展示，让学生对电动机正反转的实际接线及操作产生初步的感性认识，展示正转、反转、停止等现象，使学生直观地看到控制线路所应达到的最终结果。先讲操作步骤，使学生掌握怎样做，之后在做的过程中思考原理，为后面做好铺垫。
第三个环节：实践操作，验证理论。将全班同学分成两人一组，根据电气控制线路原理***，连接线路实现电动机的正反转。指导教师对每组操作进行巡查，在检查的过程中鼓励学生提出问题并引导学生解决问题。这一环节操作性比较强，主要目的有两个：一是可以直观地把所学知识有效的传授给学生们，加深学生们的印象；二是通过实际操作，改变了一味的说教式教学。
第四个环节：交流点评，小结全课。错误本身是达到真理的一个必然环节，让学生学会主动去发现错误，进行讨论研究，最后互帮互助做出正确的线路。这个环节让学生通过自己的努力找到成就感，体会成功后的喜悦，增强学生的就业信心。
第五个环节：积极思考，拓展延伸。在布置课后作业时，把课堂原有的知识加深难度，拓展学生视野。针对学生基础的差异进行分层布置，对知识做适度延伸和降低难度，使学有余力的学生有所提高，使基础差点的学生保持学习兴趣，从而达到拔尖和“减负”的目的。
四、教学反思
利用多媒体将本课所学内容提前做好，让学生理解工作原理，再用提前准备的动画为学生演示其工作过程，使之一目了然，更加清晰明白。
课堂上，学生通过交流、阐释、质疑、争论、展示中实现知识的内化和拓展；教师通过倾听和讨论，提出建设性意见，给出针对性评价。这样的课堂才是师生平等交流、共同成长的乐园。
本课通过理论结合实际的教学方法，充分调动了学生的主体意识，体现学生自主、合作、探究的学习方式，教师更多的是起到点拨、引导作用。学生能够轻松愉快地掌握知识。
教学将进一步跳出传统教学模式的束缚，创新教法，坚持以学生为主体，精心设计、巧妙引导，让课堂教学气氛变得更加生动活泼，富有情趣。
以上是笔者对三相异步电动机的正反转控制电路这节课程的认识和对教学过程的设计。在整个课堂中，笔者引导学生回顾前面学过的低压电器的***形符号，举例说出生产生活中用到的三相异步电动机的正反转控制的实例，并把它导入到本节课，使学生了解了三相异步电动机的正反转控制的应用，使学生的认知活动逐步深化，既了解了用途，又掌握了知识。
三相异步电动机论文篇8
关键词：异步电机 变频 调速 专利分布 专利分析
中***分类号：M343 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（b）-0049-02
进入20世纪70年代，随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展，使得采用电力电子变流器的交流拖动系统得以实现，特别是大规模集成电路、专用集成电路和计算机控制的出现，使高性能交流调速系统应运而生，交直流拖动按调速功能分工的格局终于被打破了[1]。交流调速性能完全达到了与直流调速性能相媲美的程度，而交流电机的优势则转化成为了其调速系统的优势。于是，交流调速拖动取代直流调速拖动的呼声日益高涨，交流调速控制系统已成为当前电力拖动调速控制的主要发展方向。目前，变频调速技术受到交流调速技术和微机控制技术发展的影响，其研究和应用将朝着高性能交流变频调速和特大容量、极高转速的交流变频调速方向发展[2]。
该文针对异步电机变频技术进行检索，以CNABS和DWPI专利数据库中的检索结果为分析基础，从专利文献的视角对异步电机变频调速技术的发展进行了全面的统计，总结了异步电机变频相关技术的国内和国外专利的申请趋势、申请人分布，探讨异步电机变频技术研究现状与发展趋势，为相关技术研究人员的研发方向和专利战略提供参考信息，也为相关企业科技管理人员对技术发展***策的制定提供参考。
1 异步电机变频技术专利布局分析
该文分别在中国专利文摘数据库CNABS和英文摘要数据库DWPI中对异步电机变频调速技术进行检索，其中CNABS数据库收录了1985年以来中国所有的专利文摘信息，DWPI数据库收录了1948年至今47个国家和组织的专利文献，并人工改写了摘要等信息。
在这两个数据库中采用异步电机变频技术领域通用的关键词表述，将检索结果进行人工浏览降噪，获得国外发明专利申请345件，中国发明专利申请761件。
1.1 发明专利申请年度分析
***1示出了异步电机变频调速技术国外专利申请趋势，大致可以分为三个时期，各时期划分别以申请量增长率的变化为标准。
第一时期为技术萌芽期（1979年之前）。20世纪70年代以前，实用的静止变频器没有问世，交流电机主要用于拖动场合，较少用于调速。高性能的交流调速技术还停留在理论上的期望阶段。从***1中可以看出，在1979年之前，异步电机变频调速技术的发明专利申请量很少。1979至1991年，异步电机变频技术相关发明专利申请量快速增长，在1983年的时候达到顶峰。1983年之后，国外的申请量总体有所下滑，但是仍然比1979年以前的申请量有较大的增长。在冷战的国际背景下，到1991年，申请量达到最低值。1991年后，异步电机变频调速技术专利申请再次逐渐增多。这一时期的发明专利技术主要集中在采用直接转矩的方式进行异步电机变频调速。主要原因为1985年德国学者Depenbrock提出了异步电动机的直接转矩控制理论。从2001年起，关于异步电机变频调速技术的专利的申请量处于稳定期。在这一时期，相关专利主要集中在基于矢量控制理论在变频调速技术中的运用以及无位置传感器的控制系统的相关研究方面。
***2示出了关于异步电机变频调速技术中国专利申请趋势，与国外专利申请相比较，中国专利申请大致也可以分为三个阶段，第一阶段为萌芽期（1985-2001年），第二阶段为发展期（2002-2007年），第三阶段为快速增长期（2008-2013年）。1985-2001年，中国专利关于异步电机变频调速领域的专利申请数量很少。而在这一时期，国外在异步电机变频调速技术领域已经经过了两次发展期，分别为基于电力电子技术和集成电路技术而发展起来的变频调速技术，和以直接转矩控制为基础的变频调速技术。2002-2007年，中国的专利申请总体呈现上升趋势，且每年的申请量趋于平缓的上升趋势。在该阶段，中国申请的申请人主要分布在高校和个人申请，其中，个人申请占有很大部分。经过对这些个人的百度分析，发现他们大多是从国外留学回来的教师。从整个申请量和申请人分布上来看，一方面当时中国的专利申请意识还不强，另一方面反映了在这一阶段中国对异步电机变频技术的研究还很缓慢，生产应用也不足，因此企业申请量还很少。2008年开始，中国有关异步电机变频调速技术的专利申请大量增多，这六年的申请量是前二十年申请总量的近两倍。
1.2 重要申请人分布情况分析
本节从国内外专利申请重要申请人方面对异步电机变频调速技术相关专利做进一步分析，主要考虑申请人历年的申请总量，按照申请总量进行排名，取前10名申请人进行分析。
***3示出了国外专利申请量排名前10名的申请人，分别是：（1）东芝照明技术株式会社（日本）；（2）株式会社日立信息通信工程 （日本）；（3）富士电机株式会社（日本）；（4）三菱电机株式会社（日本）；（5）西门子公司（德国）；（6）ABB公司（美国）；（7）株式会社明电舍（日本）；（8）通用电气公司（美国）；（9）罗伯特・博世有限公司（德国）；（10）AS MOLD POWER CYBER（苏联）。排在前10名的申请人主要集中在美日德三个国家。而前四名均被日本公司占据。
***4为中国专利申请量排名前10名的申请人，分别是：（1）浙江大学；（2）卢骥；（3）清华大学；（4）永济新时速电机电器有限责任公司；（5）襄樊宇清电动汽车有限公司；（6）沈阳工业大学；（7）襄樊特种电机有限公司；（8）华南理工大学；（9）湘潭电机股份有限公司；（10）汪┥。
在中国关于异步电机变频调速技术的申请主要为高校申请和企业申请。根据前面的分析可以知道，在异步电机变频调速技术领域，国外的研究主要集中在1979-2001年。而中国在这个领域的发展明显滞后于国外，主要是在2007年之后开始快速发展。总体而言，中国对于异步电机变频调速技术领域的研究滞后于其他国家，尤其是日本、美国、德国这些变频调速技术领域的强国。
2 结语
该文通过对国内外异步电机变频调速领域的发明专利申请的分析，分别从申请的总体情况、申请量年度分析、申请人分布情况以及关键技术方面进行了分析。通过对异步电机变频调速技术的国内外专利申请量的分析可以看出，中国在异步电机变频调速技术领域研究迟缓，错过了两次发展热潮，相关专利申请很少。随着近年来人们专利意识的提高，以及市场对变频器需要的增多，有关异步电机变频调速技术的中国专利申请量快速增长。近年来，国内外对于变频器的要求主要在于其节能性、产品质量的提高、设备合理化等方面。从技术角度看，变频调速技术在平滑起动、力矩和定位控制、减噪等方面还需要提高，有学者提出了通用变频器的研究，相关专利申请较少，相关企业可加大对这些领域的研究。通过对专利申请内容的分析可知，中国专利申请的整体技术有待提高，国内申请人专利撰写的能力需要将强。同时，企业应加强对专利的布局，提高对异步电机变频调速相关技术领域出现的新技术和新方法的敏感性，积极研究核心技术，防止国外相关领域的专利申请对我国企业的发展产生制约。同时，企业可加强与高校或研究机构的合作，利用高校或研究机构在理论研究上的优势和企业自身产业制造的能力，将专利技术转化到产业制造上。
参考文献
[1]李春文，张爱芳，曹玲芝，等.交流异步电机变频调速系统研究综述[J].科技资讯，2009（33）：47.
三相异步电动机论文篇9
【关键词】石化生产 三相异步电机 维护技术 研究
在实际生产中，三相异步电机充当着动力转换设备，能够将电能转换为生产中所需要的机械能力。同时三相异步电机与其他类型电机相比，其运行效率较高，装置性能较强、电量消耗比较小，比较容易携带。基于三相异步电机这些优势其在石化生产中应用备受关注，因此对于其维修技术进行研究，在促进石化生产方面具有较为积极的意义。
1 石化生产中三相异步电机运行故障产生原因
三相异步电机在石化生产中的应用，伴随着电机的运行有可能会产生电机故障，为了迅速的对三相异步电机故障进行维修，需要对故障产生原因进行分析。三相异步电机运行故障主要体现在以下几方面：
（1）开关接触器不稳定；
（2）保险丝被烧断；
（3）电机使用不当所出现的电路故障。
1.1 开关接触器不稳定
在石化生产中，三相异步电机缺相运行的情况比较常见。如果三相异步电机长期处于缺相运行的状态，将会导致系统出现的故障，严重的情况会出现电机烧毁。那么缺相是如何产生的？在进行三相异步电机接触器的配置环节中，如果接触器配置不合理，使得触头的灭弧能力降低，开关接触器的触头直接连接在一起。基于这样的情况，在具体的石化生产中将会出现故障。
1.2 保险丝烧断
保险丝烧断的问题在三相异步电机运行中也比较常见。如电机处于短路状态时、电机主回路单相接地时都会出现保险丝的熔断。再或者是保险丝的容量比较小，也会直接导致保险丝***路连接中烧断。
1.3 电机使用不当
三相异步电机使用不当也会出现故障，如比较典型的就是金属片烧毁、导线断开等。当点击使用环境不当，同样会导致石化生产设备电机缺相。
2 石化生产中三相异步电机维修技术应用
对石化生产中的三相异步电机进行维护，分为三个步骤进行维修：
（1）在三相异步电机未运行前对于电机进行安全检查；
（2）针对三相异步电机的绕组进行电气检查；
（3）从电机运行的电路上进行综合性的安全分析。
2.1 电机运行前的检查
在异步电机在运行之前，工作人员需要对于异步电机的状态进行检查，包含内部电路、外观以及通过物理检查等确定异步电机处于正常的待工作状态。这是保障异步电机能够在石化生产中运行的前提。在实际检查环节中，需要对异步电机的参数数据进行记录，以备电机出现运行故障时按照参数数据进行维修，迅速找到故障点。具体设备检差，可以通过噪声检测技术、电流测量、振动状态等进行分析。这些参数都能够使得工作人员判断出三相异步电机的运行状态。一旦发现三相异步电机存在故障，需要对其进行拆卸检修维修。先对主要部件进行故障检查，如对绕组进行故障检测，分析绕组是否出现接地故障。通过目测的方式，观察绕组端部以及线槽内部绝缘物是否有损伤，以及焦黑的痕迹。还可以用万用表进行检查，当万用表低阻档读书很小，t说明是绕组接地。
2.2 绕组电气维修
针对三相异步电机绕组的故障，需要对电机绕组及时进行解决。首先将绕组受潮的部分进行烘干处理，并且冷却到60-70℃，浇上绝缘漆之后在进行烘干。在处理绕组端部的损坏时，需要在绕组接地处重新进行绕组的绝缘处理，涂漆并且烘干处理。而绕组接地点在槽内时，需要及时更换部分绕组元件，最后应用不同的兆欧姆表进行绕组的测量，直到满足技术要求为止。三相绕组除了接地故障外，还可能会出现绕组断路的情况，而对于绕组断路的维修，主要通过三种方式来实现：
（1）断路在绕组端部时，需要将断路连接上，并且包裹上绝缘材料，在最为外端套上绝缘管，再烘干；
（2）当出现相间绕组短路时，需要重新更换新的绕组；
（3）对笼形转子断笼情况采用焊接法、冷接法等。
2.3 电气电路分析
对三相异步电机的电气电路进行综合性的分析，一般情况下，三相异步电动机的电流不平衡度保持在2%左右，被认为是一种正常的状态，电机绕组的绝缘电阻需要保持在100Ω以上，在对于电机绕组电路未检测的基础上不能够进行电机的开机。对于电机电气电路中的电流、振动、转速、噪声等进行观察。当这些参数都没有问题的情况下，才能够进行电机的重启。
3 结论
综上所述，在本文的研究，主要面向三相异步电机故障维修，为了迅速的对三相异步电机故障进行检查，需要对故障产生原因进行分析。三相异步电机运行故障主要体现在以下几方面：
（1）开关接触器不稳定；
（2）保险丝被烧断；
（3）电机使用不当所出现的电路故障。
对石化生产中的三相异步电机进行维护，分为三个步骤进行维修：
（1）在三相异步电机未运行前对于电机进行安全检查；
（2）针对三相异步电机的绕组进行电气检查；
（3）从电机运行的电路上进行综合性的安全分析。
参考文献
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三相异步电动机论文篇10
【关键词】三相异步电动机；电流平衡
电动机在各个领域的应用十分广泛，因此研究电动机的维修与故障处理也显得十分重要。电动机能否正常运行直接关系着生产是否能够顺利进行，电动机的安全性也直接关系着工作人员的安全。因此要及时对电动机进行维护与保养，使电动机能够正常运行，并延长其使用寿命。本文将对在机械生产中应用十分广泛的三相异步电动机的维修及故障排除进行简要探讨。
1 三相异步电动机的优点和基本结构
三相异步电动机具有很多优点，而且是机械工业生产中最常见的电气设备，其作用是把电能转换为机械能。具有机械效率高，结构简单，起步方便，启动转矩大，噪音低，振动小，体积小，工作可靠，便于维护和检修的特点。
要做好三相异步电动机的维护工作，就要了解三相异步电动机的基本结构，它是由固定不动的定子和饶轴旋转的转子两部分组成。
1.1 定子的结构:三相异步电动机的定子由机座、定子铁芯和定子绕组构成。
1.2 转子的构成：三相异步电动机的转子由转子铁芯、转子绕组和转子轴等部件组成。
1.3 三相异步电动机由轴承盖、接线盒、端盖、定子铁心、定子绕组、转轴、轴承、转子、风扇、罩壳组成。
2 三相异步电动机的工作原理
三相异步电动机的定子装有三相对称绕组，当接至三相交流电源时，流入定子绕组的三相对称电流在电机的气隙内产生一个以同步转速n1旋转的磁场。转子导体嵌放在转子铁心槽内，两端被导电环短接。当旋转磁场以逆时针方向旋转时，转子导条切割磁力线产生感应电动势，其方向可用右手定则来判别。转子上半部导体中的电动势方向都是进入纸面，用☉表示。在转子回路闭合的情况下，转子导体中就有电流流通。如不考虑转子绕组电感，那么电流的方向与电动势的方向相同。
转子载流导体在旋转磁场中将受到电磁力F的作用，导体所受电磁力的方向可用左手定则来判定。
在正常情况下，异步电动机的转子转速不能打到旋转磁场的转速，即不能达到同步转速n1，而总是略低于n1。旋转磁场的同步转速n1与转子转速n之差成为转差，转差与同步转速n1之比成为转差率s，即
S=(n1-n)/n1×100%
3 电动机故障产生的原因及预防措施
3.1 熔断器熔断
3.1.1 故障熔断：主要是由于电机主回路单相接地或相间短路而造成熔断器熔断。
预防措施：选择适应周围环境条件的电动机和正确安装的低压电器及线路，并要定期加以检查，加强日常维护保养工作，及时排除各种隐患。
3.1.2 非故障性熔断：主要是熔体容量选择不当，容量偏小，在启动电动机时，受启动电流的冲击，熔断器发生熔断。
熔断器非故障性熔断是可以避免的，不要片面认为在能躲过电机的启动电流的情况下，熔体的容量尽量选择小一些的，这样才能够保护电机。我们要明确一点那就是熔断器只能保护电动机的单相接地和相间短路事故，它绝不能作为电动机的过负荷保护。
3.2 正确选择熔体的容量
一般熔体额定电流选择的公式为：额定电流＝K×电动机的额定电流
3.2.1 耐热容量较大的熔断器（有填料式的）K值可选择1.5～2.5。
3.2.2 耐热容量较小的熔断器K值可选择4～6。对于电动机所带的负荷不同，K值也相应不同，如电动机直接带动风机，那么K值可选择大一些，如电动机的负荷不大，K值可选择小一些，具体情况视电机所带的负荷来决定。此外，熔断器的熔体和熔座之间必需接触良好，否则会引起接触处发热，使熔体受外热而造成非故障性熔断。
3.3 主回路方面易出现的故障
3.3.1 接触器的动静触头接触不良。其主要原因是：接触器选择不当，触头的灭弧能力小，使动静触头粘在一起，三相触头动作不同步，造成缺相运行。预防措施：选择比较适合的接触器。
3.3.2 使用环境恶劣如潮湿、振动、有腐蚀性气体和散热条件差等，造成触头损坏或接线氧化，接触不良而造成缺相运行。预防措施：选择满足环境要求的电气元件，防护措施要得当，强制改善周围环境，定期更换元器件。
3.3.3 不定期检查，接触器触头磨损严重，表面凸凹不平，使接触压力不足而造成缺相运行。预防措施：根据实际情况，确定合理的检查维护周期，进行严细认真的维护工作。
3.3.4 热继电器选择不当，使热继电器的双金属片烧断，造成缺相运行。预防措施：选择合适的热继电器，尽量避免过负荷现象。
3.3.5 安装不当，造成导线断线或导线受外力损伤而断相。预防措施：在导线和电缆的施工过程中，要严格执行“规范”严细认真，文明施工。
3.3.6 电器元件质量不合格，容量达不到标称的容量，造成触点损坏、粘死等不正常的现象。预防措施：选择适合的元器件，安装前应进行认真的检查。
3.3.7 电动机本身质量不好，线圈绕组焊接不良或脱焊；引线与线圈接触不良。预防措施：选择质量较好的电动机。
4 其他常见的电机故障及排除方法
4.1 通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟。则检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，如有则进行修复。
4.2 通电后电动机不转，然后熔丝烧断则说明可能缺一相电源或定子绕组相间短路、定子绕组接地、定子绕组接线错误等原因。然后一一排除这些故障。首先检查刀闸是否有一相未合好，电源回路是否有一相断线，如有则进行修复电源回路，若无则用兆欧表、万用表、耐压机、匝间试验仪、电桥逐一排除查找出故障点。
4.3 电动机空载电流不平衡，三相相差大则可能是重绕时，定子三相绕组匝数不相等、绕组首尾端接错、电源电压不平衡、绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。通过绕组匝间冲击耐电压试验仪、电桥试验等逐一排除和消除这些故障。
4.4 电动机空载电流平衡，但数值大。可能是修复时，定子绕组匝数减少过多，或Y接电动机误接为Δ，或电机装配中，转子装反，使定子铁芯未对齐，有效长度减短。或大修拆除旧绕组时，使用热拆法不当，使铁芯烧损。这些问题则通过逐一排除进行修复，若是匝数减少的问题，则重绕定子绕组恢复正确匝数。若是接法错误，则改接为Y，若是装配错误和铁芯烧损则重新装配，检修铁芯等来解决。
5 结论
在使用三相异步电动机时要遵循一定得使用方法，并且掌握故障检测和处理方法，才能使电动机充分发挥作用，避免不必要的故障的产生，以免影响生产的正常进行。当然还有很多其他需要注意的地方，需要在实际工作中继续探讨。
参考文献
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