时间：2023-05-16 10:16:56
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇交流电动机的应用，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键词：西门子变频器；控制方式；外部端子控制；控制面板
前言
西门子变频器是一种工业控制领域中应用较多的一种控制设备，其通过对固定输入的电压和频率进行内部的转换，依据控制信号将其转换为所需的电压和频率的交流电进而实现对于电动机的控制。在西门子变频器工作的过程中首先需要将输入的工频交流电转换为直流电，而后再根据需要将直流电逆变为控制要求的交流电。在西门子变频器工作的过程中通过PWM技术使得在电动机启动的过程中使用较小的启动电流并获得较大的启动转矩并调速平滑。在分析西门子变频器外部端子的功能及作用的基础上做好对于西门子变频器的参数设置，确保其正常工作。
1 西门子变频器的组成及外部端子简述
1.1 西门子变频器的组成
西门子变频器主要是由操作面板、控制模块与外部端子等三个部分组成，其主要与普通交流电动机相配合在一些对于电动机控制精度要求一般的场合进行工作，以取代步进电机或是交流伺服电机，降低成本与能耗。随着科技的进步与经济的快速发展，西门子变频器正被应用于越来越多的领域。西门子MM420系列变频器是一种应用较多的变频器，其多应用于对三相交流电动机的变频控制。西门子MM420系列的变频器在出厂时各参数为系统默认，在使用时与西门子工控装置和设备相连接时如无特殊要求可不经调试而直接进行使用，可靠性与适应性较强，西门子MM420系列变频器是一款功能较齐全的变频器。
1.2 西门子MM420系列变频器外部端子
西门子MM420系列变频器的外部端子如图1所示，其中1、2端子输入的是模拟量10V电源公共端，3、4端子为模拟量输入端可以外接电位器来实现对于频率设定值的更改，5-7号端子为数字量输入端子，其中默认情况下5为正转控制，6为反转控制，7为故障复位，8、9端子则代表的是直流24V电源公共端。
2 西门子MM420系列变频器外部端子对电机的控制
2.1 交流电动机的正反转控制
通过使用线缆将西门子MM420系列变频器与交流电动机进行连接，在进行参数的设定时，通过使用西门子MM420系列变频器操作面板对变频器中的P1080、P1082参数进行设定，上述两个参数设定的是上下限的频率，而后通过对P1120、P1121参数进行设定对交流电动机的频率加速与减速时间进行设定。最后将西门子MM420系列变频器中的P0700参数设置为2，完成对西门子MM420系列变频器的参数设置即可使用外部端子对电动机进行相应的控制。此时即可通过对5-7号端子施加相应的频率信号实现对于交流电动机的控制。
2.2 使用模拟量输入对西门子MM420系列变频器进行控制
在完场上述参数设置的基础上将参数P1000有默认缺省值设置为1，即可通过使用电位计来作为模拟信号实现对于电动机的条数控制，在5-7号端子中通过输入数字信号控制交流电动机的正反转，通过调节模拟信号输入端的电压电流信号来控制交流电动机的转速。
此外还可以通过使用外部端子实现对于交流电动机的多速段控制。
在使用西门子MM420系列变频器对交流电动机进行控制的过程中需要注意的是，在使用面板控制或是外部端子进行控制时，对于西门子MM420系列变频器内部参数的设定只能通过面板进行西门子MM420系列变频器内部参数的修改与设定，在使用外部端子进行控制时，首先需要将西门子MM420系列变频器的控制模式切换到外部操作模式，而后再进行外部控制频率信号的接线，当西门子MM420系列变频器采用外部端子控制模式时，如果需要修改端子的功能需要将外部开关输入信号全部断开后再重新进行接线，避免因信号输入导致控制逻辑混乱。其中当西门子MM420系列变频器采用多段速的方式进行控制时，将无反转输出信号。
3 西门子MM420系列变频器的面板控制
西门子MM420系列变频器在出厂时装载有默认的参数，通过对西门子MM420系列变频器中缺省的设置值进行修改将可以使得西门子MM420系列变频器实现对于交流电动机的控制，对于西门子MM420系列变频器参数的设置需要使用面板进行输入与修改，在使用基本操作面板实现对于电动机的控制时首先需要将系统内的P0010参数修改为0，从而使得西门子MM420系列变频器处于运行准备状态，将参数P0700参数设置为1即可使用操作面板来控制交流电动机进行启停运动及控制，按下绿色的启动按钮启动交流电动机，按下数值增加按钮逐步增加交流电动机的转速，通过增加与减少按钮来控制交流电动机转速的增加与降低，并可以通过使用转换按钮来控制交流电动机的转动方向。红色按钮控制电机的停止。
对于使用西门子MM420系列变频器实现对于交流电动机的控制主要是通过改变内部参数的设定值来实现对于变频器输出信号的改变，使用面板控制最主要的是通过改变了西门子MM420系列变频器内部的参数。在对西门子MM420系列变频器进行调试设定时应当首先将变频器内部的全部参数恢复为出厂设置避免内部有设定值而对本次操作造成影响。在恢复出厂设置时通过将P0010参数设置为30并将参数P0970参数设置为1完成对于西门子MM420系列变频器的出厂设置。对于西门子MM420系列变频器的参数可以对照调试说明书进行了解与设置。在使用西门子MM420系列变频器进行电动机控制时，如无特殊要求可以将变频器直接与西门子电机连接进行控制，而当需要对其他厂家的电动机进行控制时需要在参数设置时输入电机铭牌上所标注的电机的转速、电压、电流、频率等的电机规格参数，做好电机与变频器的匹配。
4 结束语
西门子MM420系列变频器是一种应用较多的工控设备，文章在分析西门子MM420系列变频器特点的基础上对西门子MM420系列变频器的面板与外部端子两种控制方式进行了分析阐述。
参考文献
[1]侯灵.西门子变频器在数控铣切机多电动机切换控制改造中的应用[J].制造技术与机床，2008（11）：122-124.
关键词：变频；变转差率；开环和闭环控制
中图分类号：U264.91+3.4文献标识码：A
交流电动机调速方法近年来得到了广泛的应用，它的惯量小、结构设计简单、可在恶劣环境中使用，并且维护检修比较方便、容易实现高速化、高压化以及大容量化，还具有非常明显的成本优势。交流电动机调速技术因其具有优质、节电、降耗、增产的特点已经逐渐成为我国电气传动的中枢。
虽然交流电动机调速方法在现实使用中具有明显的优势，但是由于很多企业和部门对于交流电动机调速的方法缺乏明确的判断和认识，对于各种调速方案的使用条件和优缺点认识不够，在使用过程中出现了一系列的问题，不能使各种调速方案的作用得到最大化的发挥。为了避免这些问题的出现和蔓延，也为了进一步提高对于交流电动机调速方法及其控制方案的理解，本文从交流电动机调速的基本方法及其装置入手，对交流电动机的调速控制方法及其 特点进行了详细的分析，并研究了各类交流电动机的调速控制方案的适用场合和条件，为交流电动机调速方案作用的最大化发挥提供了参考和指导。
1 交流电动机调速方法阐述
根据交流电动机的基本转速公式(下式(1)、(2))可以发现只要改变转差率S、交流电机供电率F以及极对数P中的任意一个交流电机的转速就会发生改变，由此引出了三最基本的调节电机转速的方法，即常说的变频调速(改变频率f1)、变转差率调速（改变s）、变极调速（变极对数p）三种调速方式。
同步电动机转速公式：N0=60F/P(1)
异步电动机的转速公式：N=N0(1-S)=60F/P(1-S) (2)
式中： P为极对数；
F为频率；
S为转差率（0～3%或0～6%）。
由于电机供电率F的改变比转差率S和极对数P的改变要简单得多，所以变频调速在实际中比另外两种调速方式的应用要广泛的多，特别是近年来静态电力变频调速器的迅速兴起和发展促使了三相交流电动机变频调速成为当前电气调速的主流。总的来说，交流电动机的调速方法有不改变同步转速和改变同步转速两种方式。基于此，在生产实际中，不改变同步转速的调速方法有应用油膜离合器、液力偶合器、电磁转差离合器等调速以及绕线式电动机的串级调速、斩波调速以及转子串电阻调速。我们还应该注意到仅仅改变电动机的频率不一定能获得良好的变频特性，还需要对对电压做出调整，以便使磁通保持在一个恒定位置。
2各种调速方法及其装置的特征分析
（1）变频调速
变频调速是一种改变同步转速的调速方法，它的主要装置是能够改变电源频率的变频器。一般有两大类变频器：交流－交流变频器以及交流－直流－交流变频器，而我国使用的是后一种变频器。它的主要特点如下表1所示：
表1 变频调速的主要特点
（2）转子串电阻调速
转子串电阻调速的原理是转子串电阻加大了电动机的转差率，因而串入的电阻越大就会使转速越低，对设备的要求比较简单，但是在使用过程中会产生热量。它的主要特点如下表2所示：
表2 转子串电阻调速的主要特点
（3）定子调压调速
定子电压的改变会产生一系列机械特性各异的曲线，进而产生不同转速。但是电压的平方正比于电动机的转矩决定了该方法的调速范围不大。基于此，在实际应用中有人提出了转子电阻值大的笼型电动机或者在绕线式电动机上串联频敏电阻能够扩大其调速范围的观点，并得到了证实。调压调速的核心设备是一个能使电压发生改变的电源，主要有晶闸管调压、自耦变压器、串联饱和电抗器等几种，其中以第一种调压方式为最好。它的主要特点如下表3所示：
表3 定子调压调速的主要特点
（4）串级调速
串级调速是通过在绕线式电动机转子回路中联入可变附加电势来改变电动机转差的一种调速方法。在这个过程中可变附加电势对于转差功率的吸收能力决定了串级调速的程度，并且根据吸收方式的不同，串级调速又可分为晶闸管串级调速、机械串级调速以及电机串级调速三种形式，第一种为最常用的形式。它的主要特点如下表4所示：
表4 串级调速的主要特点
（5）变极调速
该种方法主要是针对笼型电动机而言的，它改变的是定子绕组的接线方式，因此设备要求比较简单。它的主要特点如下表5所示：
表5 变极调速的主要特点
参考文献
[1] 周志敏，周纪海，纪爱华.变频调速系统设计及维护[M].北京：中国电力出版社，2007：76.
[2] 王晓明.电动机的单片机控制(第二版)[M].北京：北京航空航天出版社，2007：157-158.
关键词：变频液压站、工作原理、变频调速
中图分类号： TG315.4 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
随着工业化的程度越来越高，交流电动机变频调速技术发生了实质性的突飞猛进，变频调速是集电力电子技术、微电子技术、控制技术于一体的产物。在变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调试节电显著，而且易于实现过程自动化，深受工业用户的喜爱。下面来有笔者对变频液压站的工作原理进行解析。
二、变频液压站的工作原理
根据电动机学的工作原理，我们可以由其公式中看出：磁极对数p和转差率s不变的情况下,电源频率和电动机转速n成正比,即电动机转速n增加，电源频率也会随着增加；电动机转速n下降,电源频率也下降。在变频液压站的工作原理中通过这种改变异步电动机的供电频率,从而实现改变电动机的转速,进而实现调速的目的。交流电动机变频调速即为这种通过改变电源频率实现的交流电机速度调节过程。
液压泵的输出流量公式如下:
Q=kqn/1000=0.06kdf(1-s)/p
从上述公式可以知道,电动机电源的频率f与液压泵的输出流量Q成正比,也就是说电动机电源的频率f随着液压泵的输出流量Q的增加而增加，在数值上成正比。通过调节电动机电源的频率f来变相的调节液压泵的输出流量Q，即为变频液压站的最基本的工作原理。
变频器主要由主回路、保护回路、控制回路组成。作为变频液压器的主回路，其作用是直接提供调频调压电源给交流电动机；在变频器中，控制回路是根据预先设定或由闭环反馈信号的方式来控制主回路,使得主回路的电压与频率按一定的规律调节以及输出,主要包括：驱动回路、冷却控制回路、输入/设定参数回、运算回路、电压/电流检测回路、速度检测回路、压力检测回路等组成；保护回路则为变频器的各个部分及电动机提供完善的保护, 如过流、过载过电压等故障的保护,将保护回路应用在变频器及电动机上可以使其工作具有很高可靠性。变频器是变频调速系统的核心部分,也是变频液压站最为重要的部件。其控制方式主要有开环恒压比的控制、矢量控制、直接转矩控制等。
交流电动机在变频液压站中也是个重要的元件,虽然普通的交流电动机也能实现变频控制,但因为结构较大,惯性大,其节能效果不是特别明显,控制精度较差,所以有很多的研究机构和厂家在减小交流电动机转子的惯性、增强输出扭矩做了很多的研究,且取得不少的成果。例如在日本大金工业株式会社的专利产品IPM电动机的转子中心镶入了四条稀土类磁石；磁石在定子产生的磁场里会产生磁石扭矩；由于电磁钢板接近磁石时,磁力线比空气更易于通过电磁钢板,集中在铁的周围,磁力线想通过最短距离将铁拉向左侧, ,形成向左磁阻力,S极的磁力线变短,从而在箭头方向因磁阻扭矩产生旋转力；IPM电动机的输出扭矩=磁石扭矩+磁阻扭矩,比同等规格普通电动机的输出扭矩大大增加,其效率达82%以上,低速能平稳地控制在350r/min,最高转速能达4500r/min,响应时间达0.1s。变频液压站大多选用的液压泵是定量齿轮泵,因为定量齿轮泵的结构简单,低速自吸能力强；溢流阀在系统中的作用是安全阀,冷却器、过滤器、空气过滤器、液位计等元件的作用跟普通的液压系统是一样的。
三、变频液压站的优缺点
1、优点
变频液压站相对于传统的容积控制是一种具有全局型的新型节能传动方式,具有以下几方面的优点:
（1）实现了制动能的能量回收。
（2）节能效果明显,比传统的容积控制液压系统节能10%~60%。
（3）可以省去带有复杂变量机构的变量泵,而采用定量泵+变频器+交流电动机的形式。
（4）调速范围更广。
（5）控制特性更高，因为其内置了PID控制和采用无速度反馈矢量控制。
（6）采用了定量泵设置,大大降低了噪声的影响。
2、缺点
（1）相对于大功率的交流电动机来说,变频液压站的转动惯量大,以及变频器的能力的限制,使得其响应速度变慢,控制精度降低；
（2）低速稳定性差。由于液压泵的转速过低,自吸能力下降,低频时会产生脉动转矩,致使电机转速波动,导致低频力矩不足。
四、变频液压站的应用
变频液压站因为它调速性能良好、节能效果明显等因素的影响,所以在液压电梯、注塑机、液压振动筛、飞机、液压抓斗、机床、液压转向系统、制砖厂等领域获得应用。据统计,我国电机的总装机容量已达4亿千瓦,年耗电量达6000亿千瓦每时,约占工业耗电量的80%。我们相信随着我国广大企业节能意识的增强和变频液压技术的发展,变频液压站的应用会更加广泛。
五、交流电动机变频调速技术的研究方向
从上世纪70年代以来，在电力电子技术和控制理论的高速发展规模下,变频调速技术获得了跨越式的进展。交流电动机变频调速的优势猪油有一下几个性能：效率较高、调速性能优越、启制动性能、高功率因数、高节能效果。巨大的优势也使得交流电动机变频调速技术应用越来越广泛，被国内外称之为最有发展潜力的调速方式。目前，交流电动机变频调速技术已成为了节能、改善环境、改善工艺流程的提高产品质量推动技术进步的一种主要手段。
交流电动机变频调速主要有如下一些优点:
（1）实现平滑启动,进而减轻机械的冲击力,达到保护机械设备的目的。
（2）节电效果突出。
（3）调速范围较为广泛,可以实现普通异步电动机的无级调速。
（4）启动需求电流较小,另一表现就是启动转矩大。
（5）调节电压大小和频率快慢可实现恒转矩或者恒功率调速。
（6）对电动机具有保护功能,降低电机的维修费用。
直流电动机和交流电动机相比，而交流电动机的体积更小,重量轻，价格上相对较低,运行性能也较直流电动机优良,维护量小,因此交流电动机在各行各业的应用也比直流电动机广泛。所以，在选择变频调速时，对交流电动机进行变频调速具有更大的实用性。液压动力传动在工业生产上也有很大的应用。其优点有：调速方便、传动平稳、功率体积比大，但是液压动力传动的缺点却是至关重要的，因为其能量利用率不高,以至于较低了整机系统的工作效率。因此，节能一直是提升液压动力传动工作效率的主要困扰之一。但交流电动机变频调速技术的出现使得这一问题得到解决。交流电动机变频调速技术可以改变供电电源的频率从而实现对执行机构的速度调节,使电机始始终处在高效率的工作状态。将交流电动机变频调速技术用于液压系统,如简化液压回路,减少液压系统的能量损失,降低噪声等液压系统的一些缺点,交流电动机变频调速技术与液压系统的结合还有一个更重要的作用，那就是减少液压系统的能量损失,提高整个系统的效率。
六、结语
综上所述，在进入21世纪以来，交流变频液压调速技术在工业中各行各业中正逐步展开应用。本文从交流电动机变频调速技术的研究方向介绍了变频液压站工作原理、优缺点及其应用。现如今，社会潜力巨大，变频液压技术现逐步向主控一体化、变频控制的高性能化、变频器的环保化、变频器与电机的整体化、变频控制系统的全数字化、高复合液压的高功率控制的方向发展，相信在不久的将来，变频液压技术一定会给人类带来更多意想不到的惊喜。
参考文献：
赵秀娟 李建平：《浅议液压传动技术在自动化生产中的应用》，《科技与生活》,2011年
【关键词】交流电动机 调速 节能 控制措施
1 引言
现如今，机械设备的技术含量已经远高于改革开放前，愈来愈多的高科技机械产品慢慢的走进国民的日常工作、生活中。在工业生产行业中，交流电动机一直是重要的动力输出装置。电动机的能源消耗尤其是对电能的消耗大约站到发电总量的一半以上。另一点方面是，其中有70%左右的电动机是在变负荷的工况下运行的。在现实的生产实际使用中，调速是节约电机使用能量的的有效方法，节约的电能效率乃至达到五分之一甚至更多。所以，为了符合可持续发展观的要求，提生交流电机的社会利用价值，使其在经济发展、社会竞争和销售中获得更高的优势地位以及认可。其中一个重要的手段就是完善交流电机的调速节能控制措施，只有这样才有助于提升电机在使用过程中节能降耗的能力，使其应用价值得到大大的提升。
2 交流电动机调速的理论基础
由上可知，实现对交流电机的速度控制的过程就是通过各种技术实现对上述3个主要参数进行改变的过程，改过可以使对单个参数的改变，也可以是对多个参数的共同控制。
2.1 变极调速原理
变极调速顾名思义是指通过改变电机的磁极对数p实现调速的方方式。实现步骤如下：首先改变绕组的连接方式，其中，一般来讲只需更改两个半相绕组之中的任何一个半相绕组的电流流向，就能够实现磁极对数P减少或增加一倍，从而实现两种，乃至多种的转速分级调速方式。
2.2 变转差率调速原理
此方式是可通过改变电动机的某些参数来控制S值得方式实现调速，其具体内容主要又可以分为：
（1）转子串电阻调速。
（2）改变输人电压调速。
（3）串级调速。
2.3 变频调速原理
此方式需要在控制系统增加一个特有的变频器来实现对电机转速调节或控制，通过对变频器参数的设置来改变加在定子绕组两端的电压和频率，从而达到使转速沿平滑的曲线进行变动，这样也可以使电机获得较高的运行效率。
3 调速节能原理
当今，风机和泵类的设备的使用逐渐广泛，该类电动机对电能的消耗量非常大，降低其耗电量的有效的途径就是利用调速节能。由于风机、泵等压缩机的流量与转速成正比，同时，消耗的功率与转速的立方成正比，所以要求流量降低一半时，可使转速降低一半，既可以实现功耗只有原来的八分之一。
4 节能措施分析
在交流电机实际的使用过程中，工作技术人员要注意大型机械设备所装备的交流电机的基本原理是：将生产电能转化为机械能并且输出做功的一种机械设备，电动机正是因为能完成这种能量之间的转变，所以自身拥有着很强的利用价值。对于交流电动机来讲，节能控制的基本思想就是能及时的实现对电动机转速的调节，并且满足工业过程中对转速的要求。交流电动机在使用过程中要依据实际工况的不同来制定相应的节能速度控制措施，要结合载荷的性质，避免运行中产生由于对控制技术知识的欠缺而出现的误差。同时，也可以选择在转子回路中串接电阻的方式。节能调速基本过程以及在变压、变频调速节能等方面进行的研究，就存在的问题，完成对交流电机实际利用中节能措施的选定。
对交流电动机的转速控制的方式粗略的可以分为两类：恒速控制和变速控制。恒速控制，要求将电机转速的工作点尽量控制在额定值上下。这样的控制系统，一旦出现载荷的跳动，对电机转速将产生影响的情况下，无论采用的是何种调速方式，都可以在该调速的方式特性中最大的减少能源消耗，在此基础上也可以保证发挥电动机的最佳性能。变速控制就是，在运行条件要求或工况参数控制要求，需要交流电机改变转速的时候，可以经过速度控制系统使用它的调速方式及时的调整转速，确保实际工作要求的基础上减少能耗。例如：城市居民使用的的恒压供水系统，往往居民对水的使用量会分为：用水高峰和低谷。水利单位为了使水压基本恒定，就会选择供水管线的压力为被控参数，通过控制系统来调节电机带动的水泵的转速，从而实现水压的稳定控制：在供水低谷时，电动机的转速也会根据此原理降低，进而实现能源的节约，减少了能源消耗。
5 结束语
综上所述，交流电动机也将会随着社会科技的发展不断而得到完善，其控制方式也将由粗放型向精细型方向转变。在交流电动机的使用中，要提高技术人员的环保节约意识，这改善调速节能的控制方式有重要的意义。对于我们相关工作者来讲，要加强对该方面的理论研究，这有利于提高电动机的节能的效益、提升交流电动机的经济效益有重大的帮助。
参考文献
[1]管丰年，周书同等.交流电动机的调速节能控制措施及分析[J].潍坊学院学报，2008（03）：45-48
关键词 脉宽调制（PWM） 控制技术 变频器
中图分类号：TM33 文献标识码：A
为提高环境的舒适性， 在电梯、电动车上采用变频器调速，可以改善加速与减速的平滑性，从而可提高乘坐的舒适感。实现自动化，使设备小型化，近几年来，通用变频器在国民经济各部门得到了迅速的推广应用。
一、电器传动国内外发展概况
电器传动是指以各类电动机为动力的传动装置与系统。因电动机种类的不同，有直流电动机传动、交流电动机传动、步进电动机传动、伺服电动机传动、等等。众所周知，直流电动机尽管比交流电动机结构复杂、成本高维修保养费用较贵，但其调速性能很好，所以，在调速传动领域中一直占主导地位。然而，由于电力电子技术的迅速，发展，使电器传动发生了重大变革，即交流调速传动迅猛发展，电器传动交流化的新时代已经到来。
交流电动机与直流电动机相比，有结够简单、牢固、成本低廉等许多点，缺点是调速困难、现在，借助电力电子技术以解决了交流电动机调速问题，交流电动机调速传动已占主导地位。据日本早年统计，1975年交流电动机调速与直流电动机调速之比是1 ：3，而到了1985年成了3 ：1。近10多年来发展更快。20世纪末，在工业发达国家，交流调速已占主导地位。
纵观交流电动机调速传动发展的过程，大致是沿着三个方向发展的：一个是取代直流调速实现少维修、省力化为目标的高性能交流调速；另一个是以节能为目的的，改恒速为调速，用于交流电气传动中的变频器实际上是变压（Variable Voltage，简称 VV） 变频（Variable Frequency 简称VF） 器，即VVVF.正弦波PWM法（SPWM）是为了克服等脉宽PWM法的缺点而发展来的.它从电动机供电电源的角度出发，着眼于如何产生一个可调频调压的三相对称正弦波电源。
直流可以认为是频率为零的交流，由直流变为定频定压或调率调压交流电的变频器，称为逆变器。
将整流电路、逆变器电路、检测电路、保护电路等集成于一体的功率集成电路（Power Integrated Circute ，简称PIC） 等。
二、步进电动机PWM控制信号生成方法
现代步进电动机控制电路有两种类型，一类是适用于个人计算机（PC）控制的，指令及控制信号通过串行接口传送，也可以通过计算机下装程序后脱机运行.这类控制电路称为I/O主控制器.另一类适用于可编程序控制器（PLC）或单片机控制、指令和数据是通过并行口传输的.这类控制电路称为定位主控制器。
I/O主控制器由CPU及电路够成，本身就是一台计算机，与PC联机，可以使用高级语言编程及调试，进行实时的操作，有的其内部设有EEPROM，并设有有关程序控制指令，一旦将程序装入，可以脱机运行，使系统成本降低。
定位主控制器与通用PLC、单片机够成系统，用于定位点数较少的应用场合，适用于简单、重复性大的工作。
三、工厂使用通用变频器
近几年来，通用变频器在国民经济各部门得到了迅速的推广应用。应用的领域，如果按照负载的种类来分，有如下各类：
（一）风力水力机械类。
1、冷却塔冷却水温度控制，用温度传感器检测出冷却水温度，用以控制冷却风扇的转速（变频调速），使冷却水温自动地保持一定，可节电和降低噪声。
2、制冰机鼓风量控制，在制冰过程中，为了使冰中不要有气泡，以便制出透明冰块，就要改变冷风的风量：在冷冻初期，加大冷风量；而在冷冻的中期和后期，将冷风量将到50%以下，使冰块透明。
3、工厂操作台有害气体排气风机的控制，当一个操作台上有人正在操作，有害气体放出时，操作台上方抽风风道的阀门即打开，同时送出一个调频信号。根据风道阀门开闭的多少调节抽风机的转速。这样既可充分地排出有害气体，又可节能；同时也避免了因风道阀门闭合，使抽风机转速不变而产生的刺耳的尖噪声。
4、水塔水位自动控制，检测水箱水位的高低，调节扬水泵的转速，使水位保持一定。这样既可以防止水箱内的水水箱溢出，又可防止枯水，同时又可以节电。
（二）工作机械类。
1、平面磨床，用变频器驱动平面磨床的磨头电动机。在研磨超硬质材料时，必须高速研磨。这时使用专用高速电动机，要求变频器的输出频率达一百至数百赫兹。使用变频器不但可以方便地获得可调的高速，而且可以提高加工精度。
2、冲压机，传统的冲压机电动机为直流电动机或滑差电动机。改为标准的交流电动机，由变频器驱动后，不但可根据冲压材料的材质、板厚和加工内容，任意地调节冲压速度，而且安全、节电。
3、机床工作台走行装置， 机床工作台走行装置原由变极电动机驱动。改用普通电动机， 由变频器驱动后，可平滑地调速，使操作性能提高，并且使电动机小型化、轻量化。
4、起重机运行小车电动机的控制， 起重机 （行车） 运行小车电动机改用变频器供电驱动后，可平稳地起动和停车，避免因起动和突停造成起吊重物的摆动；可低速移动，使起吊重物正确地定位，同时可降低噪声，电梯也是。.
其它，还有车床、铣床的驱动、离心分离机的驱动、污水处理机械的驱动等等。
四、工厂使用通用变频器的好处
通用变频器之所以得到广泛的应用，究其原因，主要是因为使用变频器后，可以达到以下几个目的：
1、节能：对于风机、泵类等机械，需要按所要求的流量调节电动机转速的，以及对于挤出使用变频器调速机、搅拌机等需要按负载状态调节电动机转速的， 使用变频器后，可以节电节能。可节电49% 。
2、实现自动化：可以提高搬运机械的停车精度；可提高流水线调速控制的精度；加反馈控制环节以控制流量，可实现流量控制的自动化等。
3、提高产品质量：在产品制造业中，使用变频器调速可实现最合适的作业线速度控制， 在加工工业中，使用变频器调速可实现最合适的加工速度等，由此而使产品质量提高。
4、使设备小型化：转速越高，则机械的体积也越小。所以使用变频器调速，提高设备的转速，可使设备小型化，由于软起动、软停止，冲击减小，可削减机械设备的设计裕量，从而也可实现设备的小型化。
5、延长设备的使用寿命：使用变频器可使电动机软起动、软停止，避免对机械的冲击，可以延长设备的使用寿命。
6、降低噪音，：按负载的大小调节转速，可以降低机械和风机等的噪声。
【关键词】电动机；保养；维护
电动机技术是通过线圈转动产生电磁感应效力使得机器产生转动的动力，形成机械能，这一过程是电能转化为机械能的过程，是将电功率转化为机械能功率的过程。电动机将转化的机械能为人类的生产和生活提供源源不断的动力。随着电动机技术的不断发展，电动机的种类越来越多，这些不同种类的电动机具有不同的性能、特点和作用。根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。本文就以交流电动机为例，详细的分析电动机故障原因以及维护保养方面的知识。
1.交流电动机的技术原理
交流电动机可分为单相电动机和三相电动机。
1.1单相交流电动机技术工作原理
单相交流电动机是人们生活中十分常见的电动机，在家用电器中得到了广泛的应用，它一般是由一个绕组组成，是通过单相的正弦电流与绕组产生的电磁感应效力，形成电磁场，根据正弦电磁强弱的规则发生变化，形成交变磁场，我们在单相交流电动机的定子部分加入启动的绕组，它和电动机本身的绕组形成九十度的夹角，使得在运动时间和空间中差距两个九十度的电流运转形成两相旋转的磁场，这个磁场为单相电动机提供了旋转的动力。单相交流电动机本身的主体绕组被我们习惯性的称作电动机的工作绕组，而定子中的绕组，被我们称作是启动绕组，主要起到启动单向交流电动机的作用。在某些小型的单向交流电动机中，工作绕组和启动绕组可以互相兑换，但是在大中型单相发电机中，由于所带的负载较大，需要有强大的启动动力，所以启动绕组的线圈的匝数较多，电阻值较大，一旦将工作绕组与启动绕组交换，比较出现反转交换电源这种情况下难以真正启动电动机。
1.2三相异步电动机技术工作原理
目前，三相异步电动机技术在工业生产领域中应用较为广泛，三相异步电动机的主体是由两部分结构组合而成的，分别为固定部分称为定子部分和旋转部分称为动力部分。三相异步电动机的动力部分（旋转部分）的转动速度小于交变磁场的转动速度时，电动机的动力部分会和磁场会产生理想状态下的端电压和感生电流，同时在与磁场的作用下形成电磁转矩现象，从而实现了电磁能转化为机械能，为工业生产所利用。三相异步交流电动机同单相交流电动机相比，具有性能好、成本低、稳定性高、转化功率大等优点。
2.电动机的常见故障分析
电动机在现代人们生产生活中使用相当普及，不管是工业生产，还是生活家居就会涉及到它，已经成为生产生活的必需品。电动机在使用过程中，由于年久失修或者用户未按照电动机相关说明书的要求进行合理的操作，难免会对电动机造成损坏，出现故障，下面就电动机在使用过程中经常发生的常见故障进行分析:
2.1电动机过热
1）电源电压过高、电源电压过低、电源电压不对称、三相电源不平衡导致电动机过热。
2）负载使电动机过热的原因:
a、电动机过载运行；b、拖动的机械负载工作不正常；c、拖动的机械有故障
3）电动机本身造成过热的原因:
a、电动机绕组断路；b、电动机绕组短路；c、电动机接法错误；d、电动机接法错误；e、电动机的机械故障
4）通风散热不良使电动机过热的原因：
a、环境温度过高，使进风温度高。b、进风口有杂物挡住，使进风不畅，造成进风量小。c、电动机内部灰尘过多，影响散热。d、风扇损坏或装反，造成无风或风量小。e、未装风罩或电动机端盖内未装挡风板，造成电动机无一定的风路。
2.2交流电动机不能起动的原因
1）电源未接通；2）熔丝熔断；3）定子或转子绕组断路；4）定子绕组接地；5）定子绕组相间短路；6）定子绕组接线错误；7）过载或负载太大；8）转子铜条松动；9）轴承中无油，转轴因发热膨胀，妨碍在轴承中回转；10）轴承损坏。11）启动电容损坏。12）离心开关触点接触不良。
交流电动机不能起动因素很多，应根据实际情况及症状作详细分析、仔细检查，不能搞强行多次起动，尤其在起动时电动机发出异常声响或过热时，应立即切断电源，在查清原因且排除后再行起动，以防故障扩大。
2.3电动机带负载运行时转速缓慢的原因
1）电源电压过低;2）线圈或线圈组有短路点;3）相绕组反接;4）过载;5）离心开关分断转速高。
2.4动机运转时声音不正常的原因
1）定子与转子相擦;2）转子风叶碰壳;3）转子擦绝缘纸;4）轴承缺油或损坏;5）波形垫圈破损;6）电动机内有杂物。
2.5电动机外壳带电原因
1）电源线与接地线搞错;2）电动机绕组受潮，绝缘老化使绝缘性能降低;3）引出线与接线盒碰壳;4）局部绕组绝缘损坏使导线碰壳;5）接地线失灵。
2.6电动机振动的原因
1）转子不平衡;2）轴头弯曲;3）固定电动机的地脚螺丝松动。
2.7电动机轴承过热的原因
1）轴承损坏;2）油过多、过少或油质不良;3）轴承与轴配合过松走内圆或过紧;4）轴承与端盖配合过松走或过紧;5）电动机两侧端盖或轴承盖未装平。
3.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。
（2）经常检查接线板螺丝是否松动或烧伤。
（3）定期用煤油清洗轴承并更换新油，如有磨损则应更换新的轴承。
（4）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。
（5）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。
4.结语
总之，电动机由于许多原因常常会出现各种故障，影响生产。通过分析电动机的原理，了解电动机发生故障的主要原因，只要使用正确，维护得当，发现故障及时处理，电机的工作寿命是很长的。 [科]
【参考文献】
关键词：动车组；电机牵引；交流传动；技术应用
上世纪90年代初，交流电动机牵引开始逐渐代替动力牵引和直流电牵引模式应用于高速铁路的驱动系统当中。交流电动机可分为同步电动机和异步电动机。同步电动机最早应用于法国，其特点是机器运转稳定性较高，但是其必须在定子和转子的同步转速下才能实现转矩，这就使它的适用性大大降低。在此基础上异步电动机应运而生。异步电动机的结构简单，转矩条件也相对较低，并且运行效能较高，弥补了同步电动机的不足。此外异步电动机还可以根据运行环境的不同衍生出所需产品，实用性极高。时至今日，异步电动机仍为电动机产品的首选。
1 动车组交流传动系统的构成
在全世界范围内，各国高铁及动车组的牵引控制系统都采用交流方式进行动力的传送。其构造部件如下：
1.1 交流牵引电机
铁路列车和动车组系统中多使用三相交流电机。三相交流电机是异步交流电机的一种，它的构造最为简单，转速极高，黏着性好，牵引力强，具有较好的制动性，是同步直流电机所不可比拟的。目前各个国家还在进一步提高交流电动机的性能和技术研发水准，我国也在不断加大研发力度，以求开创交流电机在我国应用的新局面。
1.2 变流装置
在工业领域，三相交流电机的应用十分广泛，高铁和动车组上就是用三相交流电机作为机车的牵引装置。为了配合三相交流电机的使用，最大程度的发挥牵引效能，就需要配备专门的交流装置。这种装置结构较为繁复，所需功率极大，是专门应用于铁路运输系统的，它的作用就是将原有的单向交流电转化为系统需要的三相交流电。其特点具体归纳如下：（1）与直流电相比，交流电动势图呈正弦波的趋势，可有效减轻在变矩过程中电流谐波对转矩的干扰。（2）承载力和适应性强。可以应对多种突发状况，如电压不稳，车轮侧滑等，保持电机牵引的稳定和可靠性，进而实现动车车体运行状态在可控范围。（3）操控特点不同于直流装置，牵引效能的好坏受制于多种因素，如转矩需要达到一定标准才可启动等等。（4）变频幅度大，可根据实际情况不同进行频率的随时调整，最低点为0.4Hz，最高可达200Hz。在此过程中，变化的稳定性高，不会产生较大的起伏。（5）动车供电系统在供电时，输出功率要尽可能平稳，不要产生太大波动，功率参数保持在1左右最好，以最大限度缓解对整个控制系统的负面影响。（6）变流装置的牵引效能较直流装置好，对材料的浪费率低，稳定性高。（7）系统在检测，调试，安装和故障修理时更容易。（8）交流设备体积小巧，抗震性强，适用于动车组的运行环境。9）可进行能量和动力的双向转换。
2 交流传动技术在动车运行过程中的控制策略
2.1 交流传动控制策略
交流机车一般可分为两类，其中单项工频机车的控制系统多采用交-直-交的方式进行电流的传输和控制。这种方式又包含两种控制方法：网侧变流器控制和电机侧逆变器控制。
（1） 网侧变流器控制。网侧变流器是动车组电机传动系统的主要部件，它的工作原理为通过调节变流器的输出电压来实现对电流大小的控制，是将交流电转化为直流电的设备。相对其他变流器，其优点是在列车运行时可以有效减少电谐波对周边所带来的影响。另外，由于动车组的顺利运行需要稳定的电压作为前提保障，网侧变流控制器可以变交流电为直流电的特性正符合了动车运行时对电压的要求。所以电机网侧变流器适用于以单项交流电位主控制系统的动车组，要根据需要合理配备网侧变流器。（2）电机逆变器控制。电机侧逆变器是将直流电转化为交流电的电机设备，与变流器对电流的控制方向正好相反，分为正弦波逆变器和方波逆变器。动车电机牵引设备中包含有异步牵引电机，其要和配套的电机逆变器结合使用。动车的牵引控制具有特殊性，牵引系统是通过三相交流电的传动得以实现的。
2.2 交流异步电机控制技术
异步电动机较传统的交流电动机而言更具有动态性，它可以将交流电传动系统转化为直流电传动系统，易于操控，扩大交流电系统的使用范围。异步电动机可通过调整电压和电频生成动车组系统中的三相交流电。它通过调控定子电流和定子电压使之发生变化，进而改变转子磁链和电磁转矩。现阶段异步电机有如下几种操控手段：（1）矢量控制方法，是将定子电流分解达到矢量变换的目的。（2）自适应控制方法，能够克服参数的变化自动适应电流的转变。（3）直接转矩控制方法。
3 交流电动机的运行原理及实际运用
交流电动机对于日常生活的意义十分重大，它覆盖了工农业机械设备，科技国防等各个领域，尤其在与人们生活息息相关的家用电器领域，其应用更为广泛。交流电动机包括同步电动机和异步电动机两大类。同步电动机的调速靠改变供电电压的频率来改变同步转速。由于中间环节是直流电压，在电压型逆变器中电力半导体器件始终保持正向偏置，由于采用了晶闸管器件，就必须进行某种形式的强迫换流。根据换流方式的不同，电压型逆变器的种类很多，其中带有辅助晶闸管单独关断的并联逆变电路，即著名的麦克墨莱电路在机车传动中有一定的代表意义。麦氏电路是借助辅助晶闸管接通L、C振荡换流电路，使导通的晶闸管中的负载电流降到零并承受一定时间的反向电压的一种强迫换流电路。交流调速系统主要是针对异步电动机而言，它是交流传动与控制系统的一个重要组成部分。对于铁路牵引，要求传动系统按照一定的控制方式（如恒力矩和恒功率） 运行，同时又不断地迅速地加速或减速。
动车机车牵引系统多为闭环的传动方式，这样可以更好的保持动车在运行过程中牵引系统控制的有效性和平稳性。传动装置通过变矩器进行变速变矩，达到机车动力的传动效果。一般情况下，传动过程中可以采用以下方法进行变矩：第一种方法是直接控制转矩。通过比对实测的转矩与原有的转矩之间的信号差异，进而导入新的转矩信号，实现转矩的目的。还有一种方法是参考其他的系统信号值，将这些相关值进行检测对比，生成转矩信号，间接实现系统的转矩。这两种转矩方式的应用范围都较为广泛，适用于各种类型的列车。尤其是直接转矩的方式更加受到人们的称赞。科技的进步使得近年来交-直-交变频调速系统不断涌现新的调速方式，如电压、频率协调控制的变频调速系统，转差频率控制的变频调速系统，谐振型变频调速系统，矢量控制的变频调速系统和直接转矩控制的变频调速系统等。
4 结束语
上文系统阐述了动车组动力传动技术和传动系统的运行原理。迄今为止，越来越多的国家在发展高铁项目时都采用交流传动技术，该项技术能够更快的实现电流的变矩，牵引功率高，有利于提高电机的牵引效能，实现运输系统的跨越式发展。
参考文献
[1]李芾，安琪，王华.高速动车组概论[M].西南交大出版社，2008.
关键词:异步电动机 能耗制动 半波整流
前言
由于很多生产机械都希望在停车时有适当的制动作用,使运动部件迅速停车。而停车制动常用的有机械制动和电气制动等多种方法。其中能耗制动是一种应用很广泛的电气制动方法,其制动准确可靠、制动转矩较平滑、对电网无冲击作用,不但应用于异步电动机,而且应用于同步电动机和直流电动机的制动系统。
那么能耗制动的理论依据又是什么呢?
1、能耗制动的理论依据
能耗制动是在电动机定子绕组与三相交流电源断开之后,立即使其两相定子绕组接上直流电源,于是定子绕组中产生一个静止磁场,转子由于惯性继续在这个磁场中旋转,因此在转子导体里产生感应电动势和感应电流,转子电流又受到静止磁场对它的电场力的作用,从而产生一个转矩,这个转矩阻碍了转子的继续转动,因而产生制动作用,使电动机迅速减速而停止。
2、半波能耗制动电路分析
(1)电路组成
图1是国家试题库维修电工初级工考证技能考核的单相半波能耗制动电路图,其电路主要分为两部分:主电路和控制电路。所用的主要元器件有:转换开关、熔断器、交流接触器、热继电器、按钮、时间继电器、整流二极管。
(2)控制原理
①合上组合开关QF接通三相交流电源。
②按下启动按钮SB1,接触器KM1线圈通电并自锁,主触头闭合,电动机接入三相电源而启动运行。
③当需要停止时,按下停止按钮SB2,KM1线圈断电,其主触头全部释放,电动机脱离电源。
④此时,接触器KM2和时间继电器KT线圈通电并自锁,KT开始计时,KM2主触点闭合将直流电源接入电动机定子绕组,电动机在能耗制动下迅速停车。
另外,当时间继电器KT的整定时间到其延时动断触点断开,接触器KM2线圈断电,KM2主触点断开,使定子绕组脱离直流电源,能耗制动及时结束,保证了停止准确。
⑤该电路的过载保护由热继电器完成。
⑥互锁环节:
()KM2动断触点互锁KM1线圈,KM1动断触点互锁KM2线圈。保证了两个接触器不可能同时得电,避免了电源短路事故发生。
()停止按纽SB2采用复合式按钮,实现了KM1线圈首先断电KM2线圈才得电的联锁控制。保证了在电动机没有脱离三相交流电源时,直流电源不可能接入定子绕组。
⑦直流电源采用二极管单相半波整流电路,电阻R用来调节制动电流大小,改变制动力的大小。
注:KT瞬动常开触点的作用:为防止KT线圈断线或机械卡住故障时KT不动作造成无法切除直流电源的事故。
(3)电路存在的问题
半波能耗制动的直流电流较小,在气隙中的磁通量也较小,产生的制动转矩较小,制动时间就会较长,制动效果不好。尤其是对于功率较小的电动机,根本无法刹车。另外该电路中的FR采用两极型的热继电器,只对于Y形联接的电动机适用;但接法的电动机一旦缺相还能继续运行,两极型的热继电器将不能起到缺相保护作用,势必会烧毁电机。为此针对该电路存在的问题,我们对电路进行改进并通过实验取得了一定尝试。
3、电路改进
为了提高制动效果,必须加大磁场,而磁场的加大又是依靠增大电流来实现,为此,首先把半波整流换成桥式全波整流,使输出的直流电流增大,这样交流电动机的定子绕组中产生的磁场较强,从而产生较大的制动转矩,制动的效果明显。其次,全波整流的直流成分相对较大,在交流电动机呈感性的定子绕组中,定子电路的励磁电流比较稳定,交流电动机的磁场相对也很稳定,能耗制动的精确度较好。第三,在全波整流的过程中,由于定子绕组的电流比较稳定,整个电路的工作稳定性相对较好,安全系数大。但采用变压器比较笨重,成本比较高。图2是改进后的电路图。
图2
结束语
能耗制动所需的时间长短和是负载转矩、稳定的转速以及接入的直流电流等有关,这也正体现了它制动准确的特点。但如果采用半波整流,其直流电流较小,而且含有的交流成分较多,能耗制动的特点体现不出来。而利用全波整流则可以克服这一点。
参考文献
1.赵承荻、王新出.维修电工实习与考级[M].北京:高等教育出版社,2005
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