工厂电气控制技术论文

工厂电气控制技术论文

　　随着信息网络技术发展水平的不断提高，发电厂电气技术也渐渐地被人们所关注。我为大家整理的发电厂电气技术论文，希望你们喜欢。
　　发电厂电气技术论文篇一
　　发电厂电气自动化技术初探

　　摘要：本文分析了发电厂用电系统的特点，通过介绍电气综合自动化系统的功能，探讨了目前电气自动化控制系统的设计思想，展望了将来电气自动化控制系统的发展趋势。

　　关键词：发电厂;电气自动化;技术;分析

　　中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

　　从布置方式和数量上来看，厂用电设备分散安装于各配电室和电动机控制中心，元件数量众多，运行管理信息量大，检修维护工作复杂。与热工系统相比较， 电气设备操作频率低，有的系统或设备运行正常时，几个月或更长时间才操作一次;电气设备保护自动装置要求可靠性高动作速度快，比如保护动作速度要求在40ms 以内完成。在电气设备本身构造上，其具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点。在构建ECS时，其系统结构与DCS 的联网方式是确保系统高可靠性的关键。既要实现正常起停和运行操作外，又要实现实时显示异常运行和事故状态下的各种数据和状态并提供相应的操作指导和应急处理措施，保证电气系统在最安全合理的工况下工作。

　　1 集中模式

　　1.1 原理

　　集中模式也就是传统的硬接线方式，将强电信号转变为弱电信号，采用空接点方式和4—20mA标准直流信号，通过电缆硬接线将电气模拟量和开关量信号一对一接至DCS的I/O模件柜，进入DCS进行组态， 实现对电气设备的监控。这种模式又分为直接I/0接人方式和远程I/0接人方式两种，前者是将电缆接至电子间集中组屏，后者是在数据较集中且离主控室较远的电气设备现场设立远程I/0采集柜，然后通过通信方式与 DCS控制主机相连，两者具有相同的实现技术，本质上没有区别。

　　1.2 优点

　　电气量的采集集中组屏，便于管理，设备运行环境好;硬接线方式成熟，响应速度快。

　　1.3 缺点

　　1.3.1 电缆数量大，电缆安装工程量大，长距离电缆引进的干扰也可能影响DCS的可靠性。

　　1.3.2 DCS系统按“点”收费，不仅投资大，而且只有重要的电气量才能进入DCS，系统监测的电气信息不完整。

　　1.3.3 所有信息量均要集中汇总至 DCS系统，风险集中，影响系统可靠性。

　　1.3.4 由于 DCS调试一般是最后进行，采用集中模式通常难以满足倒送厂用电的要求。

　　1.3.5 没有独立的电气监控主站系统，无法完成较复杂的电气运行管理工作(如防误、事故追忆、继电保护运行与故障信息自动化管理、录波分析等高级应用功能)，不能实现电气的“综合自动化”。

　　2 分层分布式模式

　　2.1 原理

　　分层分布式模式从逻辑上将ECS划分为三层，即站级监控层、通信层和间隔层(间隔单元)。间隔层由终端保护测控单元组成，利用面向电气一次回路或电气间隔的方法进行设计，将测控单元和保护单元就地分布安装在各个开关柜或其他一次设备附近。网络层由通信管理机、光纤或电缆网络构成，利用现场总线技术，实现数据汇总、规约转换、转送数据和传控制命令的功能。站级监控层通过通信网络，对间隔层进行管理和交换信息。

　　2.2 优点

　　2.2.1 间隔层测控终端就地安装，减少占用面积，各装置功能独立，组态灵活，可靠性高。

　　2.2.2 模拟量采用交流采样，节省二次电缆，降低了成本，抗干扰能力增强，系统采集的数据精度大大提高。

　　2.2.3 系统采集的数据量提高，监控信息完整，能实现在远方对保护定值的修改及信号复归，运行维护方便。

　　2.2.4 分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块(部件)正常运行。

　　2.2.5 设置独立的电气监控主站，便于分步调试和投运，满足倒送电的要求。同时有利于厂用电系统的运行、维护和检修。

　　2.3 关键技术

　　2.3.1 间隔层终端测控保护单元。分层分布式系统的最大特点就是以间隔层一次设备为单位，现场配置测控保护单元。该单元是保障厂用电系统安全、稳定运行最重要、最有效的技术手段，对其可靠性、灵敏性、速动性和选择性都有很高的要求，因此不宜由DCS来实现保护功能，而应该采用专用保护装置来实现。厂用电系统保护主要有线路、厂用变、电动机综合保护测控装置等，实现微机化保护、实时数据采集、 远方及就地控制以及记录故障数据等功能。

　　2.3.2 通信网络。 ECS系统安装工作于高电压、大电场的环境，工作环境恶劣、电磁干扰大，因而通信网络是ECS系统的关键组成部分，通信网络的性能直接影响着自动化监控系统的整体性能。目前较为流行的采用电缆现场总线网络方式，光纤通信亦开始被用户逐步接受。

　　通信管理层是间隔层和站控层之间的桥梁，方案中一般采用双冗余的设计思想，按照通信管理机双机热备用或双通道备用原则配置，当数据通信网络中出现问题时，系统能自动切换至冗余装置或通道，以提高系统可靠性。

　　2.3.3 监控主站。监控主站安置在站级监控层，实现厂用电电气系统监控和管理，主站配置的设备和规模需要根据发电机机组的容量和运行管理要求进行设计，即可以配置成单机、双机或多机系统，标准的设备主要有数据库服务器、应用和Web服务器、操作员站、工程师站 以及其他网络设备、GPS和打印机。 尽管配置的设备规模不同，但配置的软件以及完成的功能基本一样。软件主要有前置机软件、实时数据库软件、人机界面软件和图形建模软件等。功能主要有系统监控功能、数据管理功能、系统管理功能以及应用分析功能等。

　　另外，主站系统可通过多种方式与DCS系统、MIS系统和SIS系统传输数据。

　　2.3.4ECS与DCS的协调控制。由于电气系统与热工系统在运行过程和控制要求上有着很多不同之处，所以在设计规划阶段和调度运行过程时必须要考虑 ECS与DCS系统之间的功能分工和协调控制，主要体现在以下几点： 由DCS实现电动机连锁逻辑控制操作，厂用电自动切换逻辑由专用电气装置实现。 由ECS实现继电保护、故障录波和事故追忆等功能的管理。 控制操作主要在DCS操作员工作站进行，DCS系统授权后也可在ECS操作员工作站进行，但要保证控制权的唯一性。

　　3 技术的发展趋势

　　3.1 嵌入式工业以太网技术的应用

　　由于现场总线通信协议技术标准的多样性，难以统一，使其不能满足以上性能要求，而以太网由于其传输速度快、容量大、网络拓扑结构灵活以及低成本等特点，在商业领域和工业领域内得到了大规模的应用。该技术成为建立电气综合自动化中无缝通信的最好选择。

　　工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋。随着以太网通信速率的提高，全双工通信、交换技术的发展，为以太网的通信确定性问题的解决提供了技术基础，从而为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能。

　　利用嵌入式软、硬件，在单片机系统上实现工业以太网技术又称为嵌入式以太网。国外大的电力设备供应商纷纷推出了基于嵌入式以太网的微机保护测控设备 ，国内电力装备制造商开发的最新综合自动化系统中，也把嵌人式以太网成功应用于二次保护控制设备，因而嵌入式以太网是电气综合自动化系统间隔层网络通信的必然发展方向。

　　3.2综合智能化技术的应用

　　ECS系统控制发展经由计算机控制取代了传统操作盘控制，目前又由计算机控制向综合智能控制和管理发展，主要表现在间隔层和站控层两方面。

　　间隔层的保护和测控单元由传统的相对独立设计，向着集保护、测量、控制、远动于一体的综合化及网络化智能保护测控单元发展，直接面向一次设备或设备组合，就地安装，除实现继电保护、实时电量监控、状态信息记录及历史记录等基本功能外，还能与站控层联网实现事故分析、状态监视、微机防误操作和安全保障等功能。

　　站控层监控系统由满足基本运行SCADA功能，向全面提高运行和管理自动化水平发展。监控主站采用先进的数据挖掘技术对电气实时数据仓库和历史数据仓库的数据进行分析，提供一系列的高级应用功能。这些功能分为对外和对内两大部分。对外的功能是指给DCS和SIS等其他系统提供数据，实现机组优化控制和优化管理等综合智能控制;对内的功能是指集间隔层装置的监控管理、自动抄表、设备管理、定值管理、故障信息管理、设备在线诊断和小电流接地选线等功能于一体。

　　4 结束语

　　本文提出了厂用电电气自动化技术的发展趋势，随着IEC国际标准在工业化领域内的认同和应用普及，基于同一国际标准的全开放式的数字化厂用电电气综合自动化将是下一步研究的重点。

　　参考文献：

　　[1] 庞军.电气自动化监控技术在电厂中的应用发展[J].能源电力,2011，(7).

　　[2] 张俊.电力系统中电气自动化技术的探索[J].中国新技术新产品,2010，(9).
　　发电厂电气技术论文篇二
　　发电厂电气自动化技术应用方法初步研究

　　摘 要：随着我国社会经济的不断发展，我国东西部经济发展不平衡也日渐显著，特别是在发电厂自动化技术应用及研究上存在着很大的差距，在一些发展比较缓慢的地区，各种原因造成的安全问题还时有发生。本文就发电厂自动化技术的应用进行了相关问题的探讨和研究，通过对电网系统自动化控制模式的完善，以及对现有成功使用案例的研究，制定出配置更加灵活和更容易维护的自动化控制技术。

　　关键词：热工自动化;电气自动化;电气监控系统

　　中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2013) 20-0000-01

　　发电厂的自动化控制系统的配置方式和数量相对比较复杂，同时在设计的过程中往往会使用较多的电器元件，所以运行管理中需要控制的信息量十分庞大。多种因素共同造成了对于发电自动控制系统检修工作的复杂性。所以在电器设备的自动化控制中需要提高电器设备的可靠性和运行效率。

　　一、发电厂自动化技术基本功能

　　发电厂的自动化控制过程中的一个重要工作环节就是对相关信息的搜集，这个工作环节的最主要作用就是将发电厂工作现场的各种模拟数据信息经过计算机系统进行检验，在检验的过程中如果发现被处理数据存在偏差还可以同时进行合理性的矫正，这有利于对重要数据进行整理。一般情况下，对模拟信号进行采集的过程中，同时也要对电流、功率等因素进行测定。在检测过程中检测的数据将通过画面进行直接显示，屏幕上主要显示发电厂工作的所有模拟量、相关的计算量，开关、断路器数据等多种相关数据，处于挂牌检修状态的部分电器元件也将显示在屏幕上。

　　自动化系统中的检测警报功能能够使得工作人员将发电厂的全部设备的运行信息的实时状态了如指掌，在进行数据监控的同时还能够将系统的信息结合画面的功能显示出来。如在发电厂中的模拟量如果发生超越极限的情况，监视功能控制系统就会自动地将发生越界的对象的名称、编号、时间以及相关参数值等多种重要数据显示出来，同时进行打印和上传，还能够对发生次数进行计算。警报分为事故警报和预告警报两种方式，这两种方式通过不同的颜色进行显示，通过分析不同的颜色进行区分。

　　在进行实际操作的工作过程中主要分为两级别控制、现场自动控制、上机控制和DCS控制着四种控制方法，其中后三种控制方式比第一种控制方式更为灵活，具有更强的可操作性，命令操作的顺序成为操作优先级，保证合理的操作优先级可以确保控制系统的一致性和安全性，能够极大地提高安全生产的效率。一旦发电厂的某些重要设备发生安全事故，控制系统将会对信息进行及时上传，通过计算机的计算进行快速反应，同时制定出最合理的解决方案。在事故处理结束后会自动对数据进行分析和储存，得出系统性的解决办法，预防类似事故的再次发生。

　　二、发电厂的新型电气化自动控制技术

　　随着发电厂自动化控制系统科技的不断发展，一种建立在先进信息化平台上的发电厂自动化控制系统越来越多地应用于生产领域。其中ECS系统在发电厂电气控制系统中应用比较广泛的一种系统，这种系统具有计算机处理、信号的采集与处理、现场总线技术、以太网、继电保护等技术综合研发。应用计算机、现场总线、以太网、信号处理、继电保护等技术实现对发电厂的发电机、变压设备、电动机、反馈线等电器设备以及电气化装置的测量、处理、控制、保护、监测、故障分析、保护等多种功能。这种系统采用了分层式的系统架构，自下向上分别为控制层、管理层和间隔层，其中控制层包括了硬件服务、工作站硬件等方面的工作硬件。主要通过电抄表、录波分析等应用软件进行各种工作系统的通信连接。

　　ECS工作系统采用了一体化设计的方式将管理层和站控层进行了一体化设计，保证了组态调试可以一次性完成，极大地提高了调试的工作效率，同时从整体的角度完善了系统的通信工作功能，保证了通信层和间隔层之间的通信速度，并且使用DCS、MIS等数据端作为通讯接口，使得ECS和DCS之间的相互通信不受限制，还可以节省大量通信线缆和变送器设备，降低工作成本。同时系统采用了先进的自动化设备，完全实现了不受通讯限制的独立运行，保证了系统工作的安全性和可靠性。

　　GCS监控系统的间隔层使用的测控系统具有比较完善的屏蔽和隔离组件，因此该系统的抗干扰能力较强，能够适用于各种复杂的工作环境。而且系统中还使用了新型的冗余技术，实现了双线网络控制、站控设备冗余以及双层以太控制等多种模式控制，从工作效率上确保了工作系统的稳定性。工作系统中的安全部件当中还设置有防火墙等多种杀毒措施，并且根据网络分段和数据加密等多种方式提高了网络信息传输的安全性。除此之外，在ECS工作系统中还增加了系统的自我诊断和自我恢复的功能，这是传统电器设备所不具备的。这就使得监控系统的间隔层、站控层和管理层具备了自我修复的功能。在通信层和管理层之间还添加了一种类似于熔断的网络数据中断方式，这就在很大程度上提高了监控系统自我修复的效率。同时在通信管理层中使用了双通道进行数据的备份、恢复和及时上传，提高了信息传输和信息数据处理的效率。系统采用了具有更高性能的微处理器，硬件的配置上也选择了具有多个CPU的智能化结构主机，确保在巨大数据计算工作量时不至使得硬件损坏，同时在操作系统上使用了领先水平的嵌入式多个任务可以同时进行操作的操作系统，这就极大地提高了数据的处理速度和处理效率，保证了发电厂的工作效率和安全工作系数，保证了发电厂的固定财产和工作人员的生命财产安全。

　　三、结束语

　　综上所述，发电厂的自动化控制系统是由一组独立分布的计算机控制系统进行控制的，和电厂的运行电气相比，这个方案比较经济且更加具有可行性。随着信息网络技术发展水平的不断提高，网络化的信息技术工作效率也越来越高，在不久的将来将全面实现发电厂电气控制系统工作的完全自动化，同时最终实现和DCS系统的合并，实现较大规模的信息资源共享，这将使得电力系统自动化控制进入到一个新的发展阶段。

　　参考文献：

　　[1]冯兴林.高速公路交通监控系统技术应用的探讨[J].中国新技术新产品，2012.

　　[2]邵景峰，杨丽萍，李永刚.整经机网络化监控系统软件设计[J].太原理工大学学报，2013.

　　[3]张煜明，厉红娅.新加坡D2563K6型高架门座起重机的电气系统[J].起重运输机械，2011.

　　[4]吴胜强，李铁，尹德胜.DJK型无线调车机车信号及监控系统的推广应用[J].铁道通信信号，2012.

　　
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自动化该专业是以自动控制理论为主要理论基础，以电子技术、计算机信息技术、传感器与检测技术等为主要技术手段，对各种自动化装置和系统实施控制。以下是我整理好的工厂自动化控制论文，欢迎大家阅读参考！

摘要： 在电气自动化控制系统在实际发展中，由于信息化技术手段以及智能化手段的实际推动。使得电气自动化控制系统逐渐走上科学化、信息化发展方向。同时，随着科技不断进步，会使得针对电气自动化控制系统相关行业的发展得到推动，实现技术更新速度的提升。现代企业在实际发展中，应该针对电气自动化控制技术进行不断完善和更新，保证设备运行高效性以及可靠性，促进电气自动化控制技术可持续发展。

关键词： 工厂 电气自动化 控制技术

正文：

一、当前电气自动化控制技术的状况与发展

早在上个世纪50年代，人们就是对电气自动化进行研究开发，而随着科学技术的不断发展，人们也将许多先进的科学技术和管理理念应用的电气自动化当中，从而电气自动化控制技术进行相应的改进和完善。目前，电气自动化控制技术已经被人们广泛的应用到了各个行业当中，并且取得了不错的效果。

1.1电气自动化控制技术的实际状况

近年来，人们也将现代化的信息技术应用的到了电子自动化技术当中，这不仅有利于电气自动化系统的业务信息数据的管理，还可以对电气自动化系统的整个运行过程的实际动态进行监控，从而实现生产数据的现代化、规范化的管理。并且将信息技术应用到电气自动化当中，也可以充分的发挥出电气自动化设备的应用效果，这也有利于人们对电气自动化的控制系统的日常维护工作和检修工作的开展。此外，在当前社会经济的发展的过程中，人们也可以借助计算机技术来对电气自动化系统进行有效的控制，进而将人员工作和计算机运作紧密的结合在一起，使得人们在对电气自动化系统进行维护和检修的过程中更加便利。

1.2电气自动化控制技术的发展

目前，电气自动化技术已经得到了广泛应用，这不仅有效的促进了我国社会经济的发展，还有利于我国电气自动化技术的改革，为我国国民经济的发展提供一个持续、稳定、健康发展环境，从而进一步的强化了企业或者事业单位在当前社会主义市场经济体制中的竞争力，使其工作效率得到全面的增长。

二、电气自动化技术优势

1）实现了设备与系统全工作流程内的高效监控。现代建筑电气系统结构复杂、功能多样，传统运行方式常留下管理盲区，导致故障的发生。而现代自动化技术通过“采集―处理―反馈”模块，对系统进行实时的数字化监控，能及时将控制中心的指令传达到系统，并将反馈信息同时传递到控制中心，实现对整个系统的高效控制。

2）联动性的提高。电气自动化技术将建筑中照明、配电、消防、空调等系统连接为一体，提高了其联动效果，解决了电梯系统依照各层用户流量实现其速度的自动调节，以及紧急情况下系统的自动识别、判断，及时实现预设的应急处理方案，实现子系统间的配置与互动。

3）安全性强。因电气系统固有的危险性，操作失误、设备故障等都可能造成系统产生安全风险，而自动化控制有利于系统对异常情况做出及时反应，并可通过遥控模式降低故障对维修管理人员产生直接伤害的'风险。

4）数据完备、计算精确。自动化系统可综合其操作流程、故障处理等数据建立准确清晰的数据库，为后期优化的决策提供信息支持。

三、电气自动化控制技术研究

针对电气自动化控制技术进行实际研究，主要根据电气自动化控制技术特征、技术作用、设计理念等方面进行实际研究，明确整个电气自动化控制技术在企业生产过程中的重要作用。

1.电气自动化控制技术基本作用

1.1 电气自动化控制系统自动控制

整个技术在企业生产过程中的使用，能够实现自动化控制方式进行实际控制。在具体运行过程中，选用分散式控制系统进行控制，实现系统的集中控制。当整个设备无法实际运行时，控制系统会检测故障问题，进行自动切断运行电源，保证设备运行安全性提升。这就需要一整套技术进行实际操作与控制，实现控制过程完整性，提升生产效率性[2]。

1.2 电气自动化控制技术具有保护作用

电气设备在企业实际生产过程中，会存在相应故障发生的可能性。如电路实际运行电流超过电路最大限制，会导致系统运行出现问题，致使故障发生。这就需要安全措施进行保护，实现具体问题应对策略制定，实现自动化控制技术对设备运行问题进行解决。同时需要针对系统实际运行过程中，出现的具体问题进行实际分析，通过电气自动化控制系统自动控制进行实际调整或者更换，保证电气系统运行安全[3]。

1.3电气自动化控制技术监督功能

电气自动化控制技术在实际使用中，内部电流无法用肉眼观察。并且系统实际运行过程中内部是否有电流通过，也需要进行实际信号以及指示灯的设定。在整个监督系统下，进行电气自动化控制系统下指示灯的设计，能够实现故障问题及时预警。同时，应该严格管理与控制电气自动化控制系统设备安全性，控制故障发生。这样系统设计，能够有效减少设备故障发生频率，利用电气设备维护质量问题实现效率的提升。

1.4 电气自动化控制技术测量功能

保证企业生产质量以及实现高效生产，需要对于设备整个运行过程进行实时监控，保证设备运行安全性，随时对设备进行实际观察，检查运行过程中可能出现的问题。电气自动化控制技术的使用，能够及时通过相应数据测量参数分析具体故障原因，并制定良好的控制方式，实现设备运行稳定性的提升[4]。

2. 电气自动化控制技术设计理念

电气自动化控制技术具体设计方式分为三种，分别为集中控制、远程控制以及现场总线控制方式。

2.1集中控制

集中控制是整个自动化控制系统当中的重要方式，其在实际控制过程中，主要优点：处理过程中由中央处理机进行集中处理，实际设计过程相对简单，并且具体保护措施设定过程中要求较低，设备运行以及维护过程相对便捷；主要弊端：由于所有信息处理过程由中央控制系统进行集中处理，处理器工作量巨大，导致处理器运行压力增加，导致处理速度缓慢，生产投资加大。同时，在进行长距离电缆干扰也会影响系统安全性，错误操作机率提升。   2.2 远程控制

远程控制系统在电气自动化控制技术当中有所应用，优点：远程控制实际组态灵活，并且节省电缆，节约成本，并且在实际使用过程中具有材料靠抗性较高等特点。弊端：由于远程控制电气设备实际通讯量较大，使得现场总线实际使用过程中处理速度缓慢。远程控制系统在设定过程中只能够满足电气设备系统需求，不能够在大型电气自动化系统当中进行实际应用，导致应用范围降低。

2.3 现场总线控制

以太网技术以及现场总线技术的应用，对于电气设备的发展具有重要意义，实现智能化电气自动化设备可持续发展。现场总线控制方式能够针对电气设备当中具体问题进行实际分析，实现现场总线设备有效控制，其在实际应用当中具备以上控制方式的所有优点。并且节省变速器、隔离设备以及I/O卡件等等。并且智能设备在实际安装当中具有较好效果，实现安装与维护工作量成本较低。由于整个系统各项功能装置具备安全性，不会出现设备运行与信息处理过程中设备瘫痪状态出现，实现电气自动化控制技术的有效发展。

四、建筑电气自动化控制的发展方向

随着科技的不断发展，建筑电气自动化控制水平也得到了较快的发展，自动化控制也成为了建筑电气自动化控制发展的必然趋势。在Windows平台越来越普及的背景下，可以很好的将网络技术与其电气技术结合起来，这有利于促进建筑工程电气自动化的良好发展。计算机技术以及网络技术在各个领域中运用得越来越广，建筑电气自动化控制已经成了市场发展的必然趋势。 另外，实现IT平台与自动化相结合也是顺应电子商务发展的趋势。随着网络技术的发展和多媒体技术的不断普及，自动化控制技术在未来的发展中有着十分广阔的前景。从建筑电气自动化控制的发展现状来看，自动化控制技术将应用于多个领域中。此外，相关科研人员要根据实际情况对电气自动化控制系统不断的改进，使之更好的适应社会发展的需要，在提高生产率的同时还要降低生产成本，从而有效扩大产品的市场占有率。

结束语：

由于自动化控制技术在实际应用的过程中，容易受到各方面因素的影响，而出现许多问题，因此我们就要采用合理有效的解决措施，来确保电气自动化控制系统的正常运行。随着社会的不断发展，电气自动化控制技术也已经广泛的被人们应用到各个领域当中，这虽然有效的促进了我国国民经济的增长，但大大的降低了工作人员的劳动强度。

参考文献；

【1】申凌云，何俊正. 基于PID控制的煤气鼓风机变频调速系统[J].{H}电机与控制应用，2009.

【2】温为生. 浅谈电气自动化系统的应用及发展趋势[J].建材与装饰，2011.

【3】 刘祖茂. 两种电气控制技术在电厂中的应用与分析[J].机电工程技术，2006.

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　　电气控制与保护
　　内容摘要：近几十年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是乡镇企业及家用电器的迅速，更需要大量的中小功率电动机。由于这种电动机的发展及广泛的应用，它的使用、保养和维护工作也越来越重要。本文主要介绍了电动机技术发展及现状、工作原理、电动机的运行维护。

　　关键词：技术现状 工作原理 运行维护

　　一、电动机技术发展及现状

　　电机是利用电磁感应原理工作的机械。随着生产的发展而发展的，反过来，电机的发展又促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机，一个多世纪以来，虽然电机的基本结构变化不大，但是电机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了很大的改进和提高，而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电机的理论基础上又发展出许多种类的控制电机，控制电机具有高可靠性﹑好精确度﹑快速响应的特点，已成为电机学科的一个独立分支。

　　它应用广泛，种类繁多。性能各异，分类方法也很多。电机常用的分类方法主要有两种：一种是按功能用途分，可分为发电机﹑电动机，﹑压器和控制电机四大类。电动机的功能是将电能转换成机械能，它可以作为拖动各种生产机械的动力，是国民经济各部门应用最多的动力机械，也是最主要的用电设备，各种电动机消耗的电能占全国总发电量的60%~70%。另一种分类方法是按照电机的结构或转速分类,可分为变压器和旋转电机.根据电源电流的不同旋转电机又分为直流电机和交流电机两大类.交流电机又分为同步电机和异步电机.

　　在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转，可以采用气动，液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单﹑调节性能好﹑耗损小﹑经济，能实现远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械都采用电力拖动。

　　按照电动机的种类不同，电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。

　　纵观电力拖动的发展过程，交，直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前，直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式，19世纪末期，由于研制出了经济实用的交流电动机，致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用，但随着生产技术的发展，特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步，对电力拖动在起动，制动，正反转以及调速精度与范围等静态特性和动态响应方面提出了新的，更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求，所以20世纪以来，在可逆，可调速与高精度的拖动技术领域中，相当时期内几乎都是采用直流电力拖动，而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。

　　虽然直流电动机具有调速性能优异这一突出特点，但是由于它具有电刷与换向器（又称整流子），使得他的故障率较高，电动机的使用环境也受到了限制（如不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用），其电压等级，额定转速，单机容量的发展也受到了限制。所以，在20世纪60年代以后，随着电力电子技术的发展，半导体交流技术的交流技术的交流调速系统得以实现。尤其是70年代以来，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，为交流电力拖动的广泛应用创造了有利条件。诸如交流电动机的串级调速，各种类型的变频调速，无换向器电动机调速等，使得交流电力拖动逐步具备了调速范围宽，稳态精度高，动态响应快以及在四象限做可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面完全可与直流电力拖动媲美。除此之外，由于交流电力拖动具有调速性能优良，维修费用低等优点，因此它今后将广泛应用于各个工业电气自动化领域中，并逐步取代直流电力拖动而成为电力拖动的主流。

　　经历了100多年的技术发展，电动机自身的理论基本成熟。随着电工技术的发展，对电能的转换、控制以及高效使用的要求越来越高。电磁材料的性能不断提高，电工电子技术的广泛应用，为电动机的发展注入了新的活力。

　　未来电动机将会沿着单位功率体积更小、机电能量转换效率更高、控制更灵活的方向继续发展。一批"巨无霸"电机、一批"光怪陆奇"电机将同时展现在世人眼前。
　　二、电动机工作原理

　　目前较常用的主要是交流电动机，它可分为两种：1、三相异步电动机。2、单相交流电动机。第一种多用在工业上，而第二种多用在民用电器上。下面以三相异步电动机为例介绍其基本工作原理。

　　下图所示为一 台三相笼型异步电动机的示意图。在定子铁心里嵌放着对称的三相绕组U1-U2、V1-V2、W1-W2。转子槽内放有导条，导条两端用短路环短接起来，形成一个笼型的闭合绕组。定子三相绕组可接成星形，也可以接成三角形。

　　由旋转磁场理论分析可知，如果定子对称三相绕组被施以对称的三相电压，就有对称的三相电流流过，并且会在电机的气隙中形成一个旋转的磁场，这个磁场的转速n1称为同步转速，它与电网的频率f1及电机的磁极对数p的关系为：

　　n1=60 f1/p

　　转向与三相绕组的排列以及三相电流的相序有关，图中U、V、W相以顺时针方向排列，当定子绕组中通人U、V、W相序的三相电流时，定子旋转磁场为顺时针转向。由于转子是静止的，转子与旋转磁场之间有相对运动，转子导体因切割定子磁场而产生感应电动势，因转子绕组自身闭合，转子绕组内便有电流流通。转子有功电流与转子感应电动势同相位，其方向可由"右手发电机定则"确定。载有有功分量电流的转子绕组在定子旋转磁场作用下，将产生电磁力F，其方向由"左手电动机定则"确定。电磁力对转轴形成一个电磁转距，其作用方向与旋转磁场方向一致，拖着转子顺着旋转磁场的旋转方向旋转，将输入的电能变成旋转的机械能。如果电动机轴上带有机械负载，则机械负载随着电动机的旋转而旋转，电动机对机械负载做了功。

　　综上分析可知，三相异步电动机转动的基本工作原理是：

　　（1） 三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场。
　　（2） 转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流；
　　（3） 转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，从而形成电磁转距，驱使电动机转子转动。

　　三：电动机的运行维护

　　（一） 电动机启动前的准备

　　为了保证电动机正常安全地启动，一般启动前应作好下述准备：

　　（1） 检查电源是否有电，电压是否正常，若电源电压过高或过低，都不宜启动。
　　（2） 启动器是否正常，如零部件有无损坏，使用是否灵活，触头接触是否良好，接线是否正确、牢固等。
　　（3） 熔丝规格大小是否合适，安装是否牢固，有无熔断或损伤。
　　（4） 电动机接线板上接头有无松动或氧化。
　　（5） 检查传动装置，如皮带轻紧是否合适，连接是否牢固，联轴器的螺丝、销子是否紧固等。
　　（6） 传动电动机转子和负载机械的转轴，看其转动是否灵活。
　　（7） 检查电动机及启动电器外壳是否接地，接地线有无断路，接地螺丝是否松动、脱落等。
　　（8） 搬开电动机周围的杂物并清除机座表面灰尘、油垢等。
　　（9） 检查负载机械是否妥善地作好了启动准备。
　　（10） 对正常运行中的绕线式电动机，应经常观察电动机滑环有无偏心摆动现象；观察滑环的火花是否发生异常现象。滑环上碳刷是否要更换。

　　（二） 启动时应注意的问题

　　（1） 接通电源后，如果电动机不转，应立即切断电源，绝不能迟疑等待，更不能带电检查电动机发故障，否则将会烧毁电动机和发生危险。

　　（2） 启动时应注意观察电动机、传动装置、负载机械的工作情况，以及线路上的电流表和电压表的指示，若有异常现象，应立即断电检查，待故障排除后，载行启动。

　　（3） 利用手动补偿器或手动星三角启动器启动电动机时，特别要注意操作顺序。一定要先将手柄推到启动位置，待电动机转速稳定后再拉到运转位置，防止误操作造成设备和人身事故。

　　（4） 同一线路上的电动机不应同时启动，一般应由大到小逐台启动以免多太电动机同时启动，线路上电流太大。电压降低过多，造成电动机启动困难引起线路故障或使开关设备跳闸。

　　（5） 启动时，若电动机的旋转方向反了，应立即切断电源，将三相电源线中的任意两相互换一下位置，即可改变电动机转向。

　　（三） 电动机运行中的监视

　　电动机在运行时，值班工作人员可以通过仪表和感觉器官监视其运行情况，以便及早发现问题，减少或避免故障的发生。

　　1． 监视电动机的温度

　　电动机正常运行时会发热，使电动机温度升高，但不应超出允许的限度。如果电动机负载过大，使用环境温度过高，通风不畅或运行中发生故障，就会使其温度超出允许限度，导致绕组过热烧毁，因此电动机温度的高低是反映电动机运行的主要标志，在运行中经常检查。判断电动机是否过热，可以用以下方法：

　　（1） 凭手的感觉：如果以手接触外壳，没有烫手的感觉，说明电动机温度正常；如果手放上去烫得马上缩回来，说明电动机已经过热。
　　（2） 在电动机外壳上滴2~3滴水，如果只冒热气没有声音，则说明电动机没有过热，如果水滴急剧汽化同时伴有"咝咝"声，说明电动机已经过热。
　　（3） 判别电动机是否过热的准确方法还是用温度计测量。

　　发现电动机过热应该立即停车检查，等查明原因，排除故障后再行使用。

　　2． 监视电动机的电流

　　一般容量较大的电动机应装设电流表，随时对其电流进行监视。若电流大小或三相电流不平衡超过了允许值。应立即停车检查。容量较小的电动机一般不装电流表，但也经常用钳形表测量。

　　3． 监视电动机的电压

　　电动机的电源上最好装设一只电压表和转换开关，以便对其三相电源、压进行监视。电动机的电源电压过高、过低或三相电压不平衡，特别是三相电源缺相，都会带来不良后果。如发现这种情况应立即停车，待查明原因，排除故障后再使用。

　　4． 注意电动机的振动、响声和气味

　　电动机正常运行时，应平稳、轻快、无异常气味和响声。若发生剧烈振动，噪音和焦臭气味，应停车进行检查修理。

　　5． 注意传动装置的检查

　　电动机运行时要随时注意查看皮带轮或联轴器有无松动，传动皮带是否有过紧、过松的现象等，如果有，应停车上紧或进行调整。

　　6． 注意轴承的工作情况

　　电动机运行中应注意轴承声响和发热情况。若轴承声音不正常或过热，应检查润滑情况是否良好和有无磨损。

　　7． 注意交流电动机的滑环或直流电动机的换向器火花

　　电动机运行中，电刷与换向器或滑环之间难免出现火花。如果所发生的火花大于某一规定限度，尤其是出现放电性的红色电弧火花时，将产生破坏作用，必须及时加以纠正。
　　（四） 电动机的定期检查和保养

　　为了保证电动机正常工作，除了按操作规程正确使用，运行过程中注意监视和维护外还应进行定期检查和保养。间隔时间可根据电动机的类型、使用环境决定。主要检查和保养项目如下：

　　（1） 及时清除电动机机座外部的灰尘、油泥，如使用环境灰尘较多，最好每天清扫一次。
　　（2） 经常检查接线板螺丝是否松动或烧伤。
　　（3） 定期测量电动机的绝缘电阻，若使用环境比较潮湿更应经常测量。
　　（4） 定期用煤油清洗轴承并更换新油（一般半年更换一次），换油时不应上满，一般占油腔的1/2~1/3，否则，容易发热或甩出，油要从一面加人，可以把没有清洗干净的杂质，从另一面挤出来。
　　（5） 定期检查启动设备，看触头和接线有无烧伤，氧化，接触是否良好等。
　　（6） 绝缘情况的检查。绝缘材料的绝缘能力因干燥程度不同而异，所以保持电动机绕组的干燥是非常重要的。电动机工作环境潮湿、工作间有腐蚀性气体等因素的存在，都会破坏电动机的绝缘。最常见的是绕组接地故障即绝缘损坏，使带电部分与机壳等不应带电的金属部分相碰，发生这种故障，不仅影响电动机正常工作。还会危及人身安全。所以电动机在使用中，应经常检查绝缘电阻，还要注意查看电动机机壳接地是否可靠。
　　（7） 除了按上述几项内容对电动机定期维护外，运行一年后要大修一次。大修的目的在于，对电动机进行一次彻底、全面的检查、维护，增补电动机缺少、磨损的元件，彻底清除电动机内外的灰尘、污物，检查绝缘情况，清洗轴承并检查其磨损情况。

　　四：结论

　　电动机在我国的经济建设中担当着重要的角色，随着我国加入WTO后，我国电动机行业所面临的国际社会的巨大竞争压力和挑战日益加剧。从节约能源，保护环境出发，高效率电动机是目前国际发展的趋势。这样看来，推广中国的高效率电动机是非常有必要的。但是在日常使用过程中如何去维护好，其影响可见一斑。本文着重从电动机的技术发展及现状、工作原理、运行维护进行了初略的探讨和分析，希望能给正在或即将从事电动机工作的人士一些帮助。

　　五：参考文献

　　1：张运波 刘淑荣 [工厂电气控制技术] 高等教育出版社 2004
　　2：许晓峰 [电机及拖动] 高等教育出版社 2004
　　3：李洋 孙晋 范翠香 [电动机使用与维修] 人民邮电出版社