時(shí)間：2023-02-27 11:07:58
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關(guān)鍵詞：三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理，重載起動(dòng)，調(diào)速，過電流保護(hù)
三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠,堅(jiān)固耐用,價(jià)格便宜,維修方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。與同容量的直流電動(dòng)機(jī)相比,異步電動(dòng)機(jī)還具有體積小,重量輕,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的特點(diǎn)。，調(diào)速。因此,在工礦企業(yè)的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中異步電動(dòng)機(jī)得到了更為廣泛的應(yīng)用。
一、三相異步電動(dòng)機(jī)基本的轉(zhuǎn)動(dòng)原理
三相異步電動(dòng)機(jī)是利用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)工作的，其工作原理可通過以下演示實(shí)驗(yàn)來直觀地了解。一個(gè)裝有手柄的蹄性磁鐵以軸座01為支撐自由轉(zhuǎn)動(dòng)；在蹄性磁鐵兩磁極之間有一個(gè)鼠籠轉(zhuǎn)子，鼠籠轉(zhuǎn)子以軸座02為支撐自由轉(zhuǎn)動(dòng)；軸座01和軸座02在同一條軸線上。蹄性磁鐵和鼠籠轉(zhuǎn)子之間沒有摩擦力和機(jī)械連動(dòng)關(guān)系，兩者均可獨(dú)立自由轉(zhuǎn)動(dòng)或保持靜止。當(dāng)搖動(dòng)手柄使蹄性磁鐵順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁場(chǎng)的磁力線就切割鼠籠轉(zhuǎn)子上的銅條，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子銅條逆時(shí)針方向切割磁感線，閉合的銅條中就會(huì)產(chǎn)生感生電流，其方向可用右手定則判斷。由于感生電流處在蹄性磁鐵的磁場(chǎng)中，因此銅條要受到磁場(chǎng)力的作用而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)力的方向可根據(jù)左手定則判斷，從判定的結(jié)果可知轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與蹄性磁鐵旋轉(zhuǎn)方向一致。，調(diào)速。
二、三相異步電動(dòng)機(jī)的重載起動(dòng)
1、小功率三相異步電動(dòng)機(jī)的重載起動(dòng)
這種情況的主要問題是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不足,而小功率三相異步電動(dòng)機(jī)一般為鼠籠型,解決的辦法是用特殊電機(jī)獲得高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,主要有高轉(zhuǎn)差率電機(jī)、深槽式電機(jī)和雙籠型電機(jī).從起動(dòng)電流公式和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩公式可以看出,增大轉(zhuǎn)子電阻既可限制起動(dòng)電流又可提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
高轉(zhuǎn)差率異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條不是普通的鋁條,而是采用電阻率較高的鋁合金.這種電機(jī)過載能力強(qiáng),但功率因數(shù)低,正常運(yùn)行時(shí)損耗較大,效率較低.所以只適用于頻繁起動(dòng)的場(chǎng)合,主要是起重運(yùn)輸機(jī)械.深槽式異步電動(dòng)機(jī)是利用起動(dòng)過程中轉(zhuǎn)子導(dǎo)條內(nèi)的集膚效應(yīng)使起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子電阻增大,改善起動(dòng)性能又不降低正常運(yùn)行效率,但功率因數(shù)和過載能力有所降低,適用于需要重載起動(dòng)而對(duì)過載能力要求不高的場(chǎng)合.雙籠型異步電動(dòng)機(jī)利用集膚效應(yīng)改善了起動(dòng)性能,又保證了基本的運(yùn)行性能,但電機(jī)價(jià)格較高,一般用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較高的場(chǎng)合.
2、大功率三相異步電動(dòng)機(jī)的重載起動(dòng)
此種情況下既要有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩又要限制起動(dòng)電流,若高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的籠型異步電動(dòng)機(jī)不能滿足要求,可以采用繞線型異步電動(dòng)機(jī),在轉(zhuǎn)子電路中串聯(lián)合適的電阻,既可提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩又能降低起動(dòng)電流.因而,要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大或起動(dòng)頻繁的生產(chǎn)機(jī)械常采用繞線型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng).大功率電動(dòng)機(jī)一般為繞線型。，調(diào)速。
三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)常用的起動(dòng)方法有轉(zhuǎn)子串固體電阻、頻敏電阻或液體電阻.大功率繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串固體電阻起動(dòng),不能無級(jí)調(diào)節(jié),起動(dòng)不夠平滑。，調(diào)速。為了減小沖擊,應(yīng)在轉(zhuǎn)子回路中串入多級(jí)對(duì)稱電阻,并隨著轉(zhuǎn)速的升高逐漸切除起動(dòng)電阻,因此設(shè)備投資大,操作、維修不便.串頻敏電阻器起動(dòng),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便,可以無級(jí)調(diào)節(jié),但起動(dòng)電流較大、功率因數(shù)低,使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩受到限制,且不同容量的電動(dòng)機(jī)要配不同規(guī)格的頻敏變阻器.轉(zhuǎn)子回路串液體電阻,能連續(xù)無級(jí)調(diào)節(jié)使電機(jī)平滑起動(dòng),具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、起動(dòng)電流小、起動(dòng)時(shí)間短、功率因數(shù)高、噪聲小、溫升低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn),并且可以通過調(diào)節(jié)液體濃度來改變阻值,使一臺(tái)起動(dòng)器適應(yīng)不同功率的電動(dòng)機(jī),因此是大功率電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)的首選方案.
三、三相異步電動(dòng)機(jī)的主要調(diào)速方法
三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法包括：變極對(duì)數(shù)、定子調(diào)壓、定子變頻、串級(jí)調(diào)速、雙饋調(diào)速、液力耦合、電磁轉(zhuǎn)差離合器等，從調(diào)速時(shí)的能耗觀點(diǎn)來看，有高效調(diào)速方法與低效調(diào)速方法兩種：高效調(diào)速指時(shí)轉(zhuǎn)差率不變，因此無轉(zhuǎn)差損耗，如多速電動(dòng)機(jī)、變頻調(diào)速以及能將轉(zhuǎn)差損耗回收的調(diào)速方法（如串級(jí)調(diào)速等）。有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方法屬低效調(diào)速，如轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法，能量就損耗在轉(zhuǎn)子回路中；電磁離合器的調(diào)速方法，能量損耗在離合器線圈中；液力耦合器調(diào)速，能量損耗在液力耦合器的油中。一般來說轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴(kuò)大而增加，如果調(diào)速范圍不大，能量損耗是很小的。下面就對(duì)改變轉(zhuǎn)差率進(jìn)行調(diào)速的幾種方法進(jìn)行闡述：
1、改變定子電壓調(diào)速
異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比，改變定子電壓就可以改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和轉(zhuǎn)矩，這種方法不適用于普通籠式電機(jī)，因?yàn)樗霓D(zhuǎn)子電阻很小，轉(zhuǎn)速低時(shí)電流會(huì)急劇上升。，調(diào)速?？捎糜诶@線式異步電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子回路可串電阻或頻繁變阻器，大部分轉(zhuǎn)差能量損耗被引到外接電阻或頻繁變阻器上，減輕電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱。
2、改變轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速
這種調(diào)速方法只適用于繞線式電動(dòng)機(jī)，在異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路內(nèi)串入調(diào)速電阻，當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，轉(zhuǎn)子回路中串接的電阻越大電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低，越小轉(zhuǎn)速越高。此方法設(shè)備簡(jiǎn)單，控制方便，初期投資少，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上，屬有級(jí)調(diào)速，機(jī)械特性較軟。
3、串級(jí)調(diào)速
目前，較先進(jìn)的串級(jí)調(diào)速應(yīng)用了可控硅逆變器控制的串級(jí)調(diào)速線路，其優(yōu)點(diǎn)是能夠獲得較硬的機(jī)械特性，整流元件壓降小，設(shè)備占地面積小，無旋轉(zhuǎn)部分，噪聲小，維護(hù)較簡(jiǎn)單，是繞線式電動(dòng)機(jī)很有發(fā)展前途的調(diào)速方法之一，其缺點(diǎn)是，轉(zhuǎn)子回路裝有濾波用的電抗器，故功率因數(shù)較低。
四、使用過程中有必要加強(qiáng)三相異步電動(dòng)機(jī)的過電流保護(hù)
為達(dá)到安全可靠的全面保護(hù)，只靠設(shè)計(jì)一種保護(hù)方法是不行的，必須全面分析各種故障引起的電流異常情況，采用智能保護(hù)器或多功能保護(hù)器來保護(hù)三相步電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行，保護(hù)器的設(shè)計(jì)應(yīng)具有下面的功能：
1、設(shè)置電流速斷保護(hù)
用于電動(dòng)機(jī)內(nèi)部定子繞組以及進(jìn)線所發(fā)生的相間短路故障或相間接地短路故障，短路電流很大時(shí)，迅速切斷電源。，調(diào)速。
常見的電流速斷保護(hù)是熔斷器和低壓斷路器。熔斷器的熔體串聯(lián)在被保護(hù)的電路中，當(dāng)電路正常工作時(shí)，熔斷器不起作用，相當(dāng)于一根導(dǎo)線，其上面的壓降很小，可忽略不計(jì)。當(dāng)電路短路時(shí)，很大的短路電流流過熔體，使熔體立即熔斷，切斷電動(dòng)機(jī)電源，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，起到保護(hù)作用。同樣，若電路中接入低壓斷路器，當(dāng)再現(xiàn)短路時(shí)，低壓斷路器會(huì)立即動(dòng)作，切斷電源，使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。
2、設(shè)置定時(shí)限過流保護(hù)
作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中短路保護(hù)的后備保護(hù)，以提高保護(hù)整定的靈活性。
3、設(shè)置反時(shí)的過負(fù)荷保護(hù)
防止電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間過負(fù)荷運(yùn)行而引起的電流過大，防止由于電流熱效應(yīng)的累積作用，使定子部分過熱而引起的損壞。
4、設(shè)置負(fù)序電流保護(hù)
防止電動(dòng)機(jī)的各類非接地性不對(duì)稱故障。
5、設(shè)置起動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng)保護(hù)防止由于各種原因使得電動(dòng)機(jī)不能成功起動(dòng)時(shí)，大起動(dòng)電流對(duì)繞組的損壞以及起動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)軸承的損壞。
結(jié)語(yǔ)：為了保證三相異步電動(dòng)機(jī)的安全、經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定運(yùn)行，就必須要掌握有關(guān)異步電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行的基本原理，對(duì)三相異步電機(jī)應(yīng)用中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行深入的探討與分析，做到盡可能合理地使用電動(dòng)機(jī)，避免事故隱患的產(chǎn)生，確保電動(dòng)機(jī)高效運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：變頻技術(shù)變頻器三相異步電機(jī)電動(dòng)機(jī)工作原理
電機(jī)控制系統(tǒng) 諧波
中圖分類號(hào)： TN773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
變頻器最初用途是速度控制。隨著技術(shù)發(fā)展和社會(huì)對(duì)能源運(yùn)用效率要求的日益提高，逐漸被用于節(jié)能領(lǐng)域。該技術(shù)尤其在風(fēng)機(jī)、水泵的節(jié)能方面得到了廣泛應(yīng)用。以前，在工業(yè)生產(chǎn)的流程中，風(fēng)機(jī)、水泵的調(diào)速通常使用的是用滑差調(diào)速電動(dòng)機(jī)、耦合器等進(jìn)行調(diào)速，以滿足工藝生產(chǎn)的需要。根據(jù)各單位的實(shí)際需要，通常使用的是用耦合器對(duì)風(fēng)機(jī)、泵進(jìn)行20%-80%調(diào)速，或加裝風(fēng)門、閥門對(duì)風(fēng)量、流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。但電機(jī)在工頻狀態(tài)下運(yùn)行，多余的動(dòng)能通過耦合器轉(zhuǎn)化成熱能讓冷卻水帶走或損失在風(fēng)門和閥門上。這樣從能源使用上和生產(chǎn)維護(hù)上都不經(jīng)濟(jì)，結(jié)合現(xiàn)在變頻器的技術(shù)在風(fēng)機(jī)泵類設(shè)備中的應(yīng)用，為節(jié)能降耗工作提供了很好的解決辦法。采用變頻調(diào)節(jié)控制技術(shù)，取消原來的耦合器及相應(yīng)的冷卻水泵、冷卻水和風(fēng)門、閥門等裝置，降低生產(chǎn)中的能源及資源消耗。做好清潔生產(chǎn)、節(jié)能降耗。在變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，要降低變頻器產(chǎn)生諧波對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的危害。
一、變頻技術(shù)和變頻器
變頻技術(shù)以其顯著的節(jié)能效果廣泛的應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備和家用電器。變頻技術(shù)是改變電源頻率的技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中通過變頻器來實(shí)現(xiàn)改變電源頻率。變頻器的應(yīng)用，須結(jié)合三相異步電動(dòng)機(jī)的特性，因?yàn)樽冾l器與三相異步電動(dòng)機(jī)有著密切的聯(lián)系。
二、三相異步電動(dòng)機(jī)的作用和特性：
1. 三相異步電動(dòng)機(jī)的作用： 通過三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)（正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)）來帶動(dòng)其它設(shè)備做各種各樣的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。
2. 三相異步電動(dòng)機(jī)的特性：
1) 運(yùn)轉(zhuǎn)方式：靠旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)來帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子額定電流為約等于其功率的二倍額定電流為約等于其功率的二倍V/F控制變頻器力矩力電機(jī)力力轉(zhuǎn)。
2) 接線方式：有星形（Y形）和三角形（形）兩種，Y形接線時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電流小，但力矩也小，三角形（形）接線時(shí)電動(dòng)機(jī)的電流大，但力矩大；
3) 變 速：n=60f (1-K)/p
n―電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 60―常數(shù) p―極對(duì)數(shù)
f ―電源頻率 k―滑差系數(shù)
公式說明：只要改變電源頻率“f”或極對(duì)數(shù)“p”，就可以改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
三相異步電動(dòng)機(jī)有2極、4極、6極、8極……,工業(yè)用的三相異步電動(dòng)機(jī)一般極數(shù)不會(huì)超過8極，極數(shù)越多，轉(zhuǎn)速越慢，但力矩就越大，極數(shù)越少，轉(zhuǎn)速就越快，但力矩就越??；每種極數(shù)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速如下：
a) 2極──2950轉(zhuǎn)/分（理想3000轉(zhuǎn)/分，即同步轉(zhuǎn)速）
b) 4極──1450轉(zhuǎn)/分（理想1500轉(zhuǎn)/分，即同步轉(zhuǎn)速）
c) 6極──950轉(zhuǎn)/分（理想1000轉(zhuǎn)/分，即同步轉(zhuǎn)速）
d) 8極──700轉(zhuǎn)/分（理想750轉(zhuǎn)/分，即同步轉(zhuǎn)速）
三、 變頻器的作用：
變頻器具有：調(diào)速的作用：三相異步電動(dòng)機(jī)，變頻控制后可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能，由輸出頻率控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，三相異步電動(dòng)機(jī)由靜態(tài)至最高速線性加速。通常變頻器的頻率調(diào)節(jié)范圍是：0-650HZ。啟動(dòng)時(shí)電機(jī)由0轉(zhuǎn)速線性加速，對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)沒有危害。
四、 變頻器的工作原理
變頻器將三相380V(220V)/50HZ交流電通過整流橋整流變成脈動(dòng)直流電，通過電解電容濾波后變成平滑的直流電，控制板對(duì)IPM、IGBT或模塊的控制后將平滑的直流電變成三相頻率可變的交流電，通過線路傳輸給電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)變頻運(yùn)行。
五、實(shí)際應(yīng)用案例：以某單位一臺(tái)40MW鍋爐鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)變頻技術(shù)應(yīng)用改造為例
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備介紹：
40MW鍋爐于1989年建成投運(yùn)，鼓風(fēng)機(jī)用于為鍋爐燃燒送風(fēng)，引風(fēng)機(jī)用于排煙，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)未改造前風(fēng)管上均裝有風(fēng)門調(diào)節(jié)裝置，用以調(diào)節(jié)風(fēng)量，以滿足鍋爐運(yùn)行工藝要求，鼓、引風(fēng)電均用自耦降壓?jiǎn)?dòng)方式。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備鼓風(fēng)機(jī)的電機(jī)參數(shù)如下表1所示，引風(fēng)機(jī)的電機(jī)參數(shù)如下表2所示。
表1
表2
2、變頻改造前后優(yōu)缺點(diǎn)比較
原系統(tǒng)采用風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量，電機(jī)工頻運(yùn)行，其能耗大、效率低、調(diào)節(jié)精度低，維護(hù)工作量很大。改造后變頻調(diào)速是通過改變電動(dòng)機(jī)定子供電頻率來改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)速的，是無附加轉(zhuǎn)差損耗的高效調(diào)速方式。優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速效率高，啟動(dòng)能耗低，調(diào)速范圍廣，可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，調(diào)速精度高，操作簡(jiǎn)便，且易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的控制自動(dòng)化。
3、效益分析
改造前平均鼓、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流：70.8 A；負(fù)載率：60.3 %，改造后平均運(yùn)行電流：26.2A；負(fù)載率：33.3%，通過一個(gè)運(yùn)行期的性能考核分析：改造后節(jié)能：60.3%-33.3%=27%，27%×185kW=50kW?h；一年按運(yùn)行100天計(jì)算，可節(jié)約電量：50×24×100=12萬度。通過以上案例分析，由此可見，在滿足生產(chǎn)要求的條件下，采用變頻調(diào)速節(jié)能效果明顯著，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命、降低了故障率。
4、變頻技術(shù)在風(fēng)機(jī)泵類設(shè)備中應(yīng)用的主要特點(diǎn)
1、低頻力矩大、輸出平穩(wěn)
2、高性能矢量控制
3、轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)速精度高
4、減速停車速度快
六：降低變頻器諧波危害，提高電能質(zhì)量
變頻其產(chǎn)生的高次諧波對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的危害日益嚴(yán)重。通常采用變頻器隔離、接地或采用無源濾波器、有源濾波器、架設(shè)無功補(bǔ)償器裝置以及綠色變頻器等方法，將變頻器產(chǎn)生的諧波控制在最小范圍之內(nèi)以抑制電網(wǎng)污染、提高電能質(zhì)量，這些值得研究推廣。
電網(wǎng)諧波產(chǎn)生的危害主要有：
1)、諧波使電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生附加的諧波損耗，降低發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率。同時(shí)大量的3次諧波流過中性線會(huì)使線路過熱甚至發(fā)生火災(zāi)。
2)、諧波影響各種電器設(shè)備的正常工作，使電機(jī)發(fā)生機(jī)械振動(dòng)、噪聲和過熱，使變壓器局部嚴(yán)重過熱，使電容器、電纜等設(shè)備過熱，造成設(shè)備的絕緣老化、壽命縮短以至損壞。
3)、 諧波會(huì)引起電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，引起嚴(yán)重事故。
4)、諧波會(huì)對(duì)鄰近的通訊系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，輕者產(chǎn)生噪聲，降低通訊質(zhì)量，重者導(dǎo)致信息丟失，使通訊系統(tǒng)無法正常工作。
5)、諧波會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，并使電器測(cè)量以表計(jì)量不準(zhǔn)確。
目前諧波的治理方法：
1）、將變頻器的隔離、屏蔽、接地；
2）、加裝交流電抗器和直流電抗器；
3）、加裝無源濾波器；
4）、加裝有源濾波器；
5）、加裝無功功率靜止型無功補(bǔ)償裝置；
6）、線路分開；
7）、電路的多重化、多元化；
8）、變頻器控制方式的完善；
9）、使用理想化的無諧波污染的綠色變頻器。
[關(guān)鍵詞]軟啟動(dòng)控制器；電動(dòng)機(jī)；節(jié)能啟動(dòng)運(yùn)行
中圖分類號(hào)：TM343 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）14-0089-01
三相異步電動(dòng)機(jī)由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、檢修維護(hù)方便、以及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到各工程領(lǐng)域，作為電能轉(zhuǎn)換為其它能量的主要?jiǎng)恿d體。眾所周知，電動(dòng)機(jī)處于直接啟動(dòng)運(yùn)行工況時(shí)，其啟動(dòng)電流一般可以達(dá)到額定電流的8倍以上，有的甚至可以達(dá)到15倍，強(qiáng)大的啟動(dòng)沖擊電機(jī)會(huì)對(duì)電機(jī)供配電網(wǎng)、負(fù)載機(jī)械、以及電動(dòng)機(jī)自身等造成巨大沖擊破壞，不僅會(huì)影響到電機(jī)系統(tǒng)以及其拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備的綜合使用壽命，同時(shí)還會(huì)造成電機(jī)供電配電網(wǎng)電壓發(fā)生突降，直接影響到同一配電網(wǎng)中其它用電設(shè)備的高效穩(wěn)定運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載率附近工況范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，其效率較高，通常在80%左右；然而，當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載出現(xiàn)下降現(xiàn)象時(shí)，電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行效率也會(huì)隨之發(fā)生顯著下降。在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)時(shí)，通常都是按照系統(tǒng)最大負(fù)載和最壞運(yùn)行條件情況來選定電機(jī)功率。在實(shí)際運(yùn)行過程中，電機(jī)系統(tǒng)由于負(fù)載波動(dòng)等原因，通常處于輕載（空載）或不均勻時(shí)變負(fù)載運(yùn)行工況，導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行在低效工況區(qū)，勢(shì)必會(huì)造成大量的電能損失和浪費(fèi)，因此，提高電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行工況，保障整個(gè)電機(jī)系統(tǒng)具有較高的運(yùn)行效率就顯得很有必要[1]。
1 電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)及節(jié)能方法簡(jiǎn)介
傳統(tǒng)的串聯(lián)電阻（電抗器）、并聯(lián)自藕變壓器、以及星型一三角形（Y-）等減壓?jiǎn)?dòng)方式，不僅造價(jià)較高，而且電機(jī)在啟動(dòng)過程中均會(huì)經(jīng)歷一個(gè)由輔助供電系統(tǒng)到工頻供電系統(tǒng)的跳躍過程，使得電機(jī)系統(tǒng)中的某些特征電參量發(fā)生特變，不能穩(wěn)定連續(xù)平滑調(diào)節(jié)啟動(dòng)運(yùn)行，容易導(dǎo)致電機(jī)系統(tǒng)發(fā)生機(jī)械或電氣故障，加上電機(jī)控制系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，這類控制方式經(jīng)濟(jì)性能普遍較低，因此，其逐步被軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)所取代。
由于供電距離、電機(jī)功率等造成電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)方式，不能滿足電機(jī)系統(tǒng)配電網(wǎng)電壓降要求時(shí)，為了確保電機(jī)高效穩(wěn)定的啟動(dòng)運(yùn)行，應(yīng)采取相應(yīng)技術(shù)手段，通過降低電機(jī)定子電壓的啟動(dòng)模式，達(dá)到限制啟動(dòng)電流保障電機(jī)高效可靠啟動(dòng)運(yùn)行目的[2]。
基于電機(jī)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的主要特性和節(jié)能基本理論方法的基礎(chǔ)上，本文將對(duì)電機(jī)節(jié)能軟啟動(dòng)器的邏輯結(jié)構(gòu)和運(yùn)行效果進(jìn)行詳細(xì)探討。
2 節(jié)能軟啟動(dòng)控制器在電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.1 系統(tǒng)功能單元組成
節(jié)能軟啟動(dòng)器控制系統(tǒng)是綜合三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行保護(hù)為一體的節(jié)能保護(hù)啟動(dòng)控制裝置，主要包括電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)自動(dòng)控制、系統(tǒng)輸出輸入能量平衡、以及電機(jī)故障保護(hù)等三大功能模塊，其具體邏輯工作原理框圖如圖1所示：
從圖1可知，當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)處于起動(dòng)過程時(shí)，控制系統(tǒng)各功能單元就會(huì)將電機(jī)機(jī)端的電壓、電流、以及轉(zhuǎn)速等信號(hào)經(jīng)相應(yīng)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)后送至控制系統(tǒng)中，與系統(tǒng)原始設(shè)定值進(jìn)行動(dòng)態(tài)比較分析后，計(jì)算獲得對(duì)應(yīng)的電參量偏差和偏差化率值，然后形成對(duì)應(yīng)的控制決策，通過控制系統(tǒng)觸發(fā)脈沖的寬度來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)晶閘管的觸發(fā)角大小，完成對(duì)電機(jī)啟動(dòng)的實(shí)時(shí)控制。通過控制晶閘管觸發(fā)角的大小，達(dá)到改變晶閘管輸出電壓實(shí)現(xiàn)電機(jī)降壓軟啟動(dòng)控制目的。從電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)特性來看，電機(jī)起動(dòng)過程中，晶閘管的觸發(fā)角會(huì)隨電機(jī)啟動(dòng)過程的進(jìn)行而不斷開打，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)從零轉(zhuǎn)速開始逐步加速無級(jí)平滑啟動(dòng)控制運(yùn)行。當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)檢測(cè)到已成的工作電壓和電流值，控制系統(tǒng)就會(huì)通過保護(hù)電路完成電機(jī)保護(hù)跳閘操作，防止電機(jī)故障進(jìn)一步擴(kuò)大給電機(jī)系統(tǒng)帶來更加嚴(yán)重的危害，并能通過對(duì)應(yīng)的可視化顯示界面，提醒運(yùn)行人員對(duì)相關(guān)異常單元進(jìn)行檢查，大大提高電機(jī)控制系統(tǒng)的人性化服務(wù)水平[3]。
2.2 軟啟動(dòng)器PID控制
由于異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)是一個(gè)多參量、動(dòng)態(tài)時(shí)變、非線性、強(qiáng)耦合的多階復(fù)雜大系統(tǒng)，很難利用一種簡(jiǎn)潔的控制模型進(jìn)行描述表達(dá)。PID控制系統(tǒng)可以通過內(nèi)部電路自動(dòng)分析獲得對(duì)應(yīng)準(zhǔn)確的控制信號(hào)，是現(xiàn)代控制系統(tǒng)中常采用的控制方式，其典型控制原理如圖2所示[4-5]：
2.3 應(yīng)用效果分析
為了分析節(jié)能軟啟動(dòng)控制器在三相交流異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中節(jié)能降耗作用，在結(jié)合前面的理論分析的基礎(chǔ)上，通過相應(yīng)的功能單元組合，形成對(duì)應(yīng)的軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)基本參數(shù)為：三相異步電動(dòng)機(jī)額定功率為22KW，額定電流為44A，額定電壓380V，采用市電直接供電方式。按照?qǐng)D1所示的結(jié)構(gòu)將異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行有效連接，通過電機(jī)控制系統(tǒng)中有無裝該節(jié)能軟啟動(dòng)控制器進(jìn)行比較試驗(yàn)，獲得對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示：
從表1可以看出，在加上節(jié)能軟啟動(dòng)控制器后，電機(jī)啟動(dòng)工況特性得到有效改變，不僅降低電機(jī)的啟動(dòng)電流（使其比額定電壓條件下的38.5A還低，僅為34.7A），有效避免了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)強(qiáng)大啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)和電機(jī)的影響，同時(shí)還提高了電機(jī)系統(tǒng)的功率（從0.608提高到0.852），保障電機(jī)具有較高的工作效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
3 結(jié)束語(yǔ)
將以晶閘管為核心的節(jié)能軟啟動(dòng)控制器應(yīng)用到三相異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，可以有效解決了傳統(tǒng)異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行性能水平較低的問題，達(dá)到了降低電機(jī)啟動(dòng)電流、提高運(yùn)行效率的節(jié)能降耗穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)啟動(dòng)運(yùn)行目的。
參考文獻(xiàn)
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[2] 高淑萍.智能型交流異步電機(jī)軟起動(dòng)器的研究[碩士學(xué)位論文][D]，西安：西安理工大學(xué)，2004.
[3] 胡崇岳.交流調(diào)速技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.
關(guān)鍵詞：可編程控制 PLC 電動(dòng)機(jī)
中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）07（b）-0026-02
1 電動(dòng)機(jī)工作原理
三相異步電動(dòng)機(jī)是由固定不動(dòng)的定子和利用電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子組成的，他們之前由空隙分開，當(dāng)電動(dòng)機(jī)接通電源，定子和轉(zhuǎn)子利用電磁感應(yīng)，進(jìn)行相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)由電升動(dòng)的過程。
具體來說，定子的組成有3個(gè)部分，有鐵心，鐵心上面會(huì)纏繞著線圈，即繞組，還有支撐整個(gè)結(jié)構(gòu)的機(jī)座。三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)中還有成對(duì)的磁極，目的是用來讓定子和轉(zhuǎn)子進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，在有不同方向的電流通過的時(shí)候，定子和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)角度不同，從而控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。具體實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)原理是當(dāng)定子中有三相交流電流過，就會(huì)產(chǎn)生定子和轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，具體轉(zhuǎn)動(dòng)的方向是通過定子和轉(zhuǎn)子切割磁感應(yīng)方向決定的。如果產(chǎn)生的三項(xiàng)交流電的方向和產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的方向一致，三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向就為順時(shí)針方向，如果三相交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和通入電流逆時(shí)針的方向相同，那么三項(xiàng)交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。在不通電的時(shí)候，定子和轉(zhuǎn)子都是靜止的，當(dāng)通入三相交流電，定子和轉(zhuǎn)子就會(huì)按照所通入交流電的方向產(chǎn)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，即同向性。電磁感應(yīng)的原理是在通電的導(dǎo)體周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，反過來磁場(chǎng)的變化也會(huì)使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，這個(gè)電磁感應(yīng)的原理就是電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)。定子上纏繞的線圈即繞組中通過三相交流電，如果是對(duì)稱的，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子接通后，由靜止變成切割磁感應(yīng)線運(yùn)動(dòng)，如果不是對(duì)稱的，產(chǎn)生的電流也使轉(zhuǎn)子切割磁感應(yīng)線運(yùn)動(dòng)，但是是以逆時(shí)針的方向運(yùn)動(dòng)。這個(gè)使轉(zhuǎn)子和定子產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力稱為電磁力，當(dāng)力與方向相互結(jié)合后，產(chǎn)生了電磁轉(zhuǎn)矩，這個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩就作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的真正動(dòng)力。
只要控制好電機(jī)的真正點(diǎn)動(dòng)力電磁轉(zhuǎn)矩，就能控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)是整個(gè)工業(yè)控制中最基礎(chǔ)最常用的控制，小到一個(gè)散熱風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)，如控制正轉(zhuǎn)向室內(nèi)送風(fēng)，控制反轉(zhuǎn)向室外排風(fēng)，大到蒸氣機(jī)中汽輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)工作，都是通過電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)，可見，控制好電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)就是控制了整個(gè)工業(yè)的核心。
2 PLC對(duì)三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制
如前面所述，這個(gè)近代工業(yè)的開端是以蒸汽機(jī)為代表的用機(jī)器代替人力，蒸汽機(jī)中汽輪片的轉(zhuǎn)動(dòng)可以通過電動(dòng)機(jī)控制，同樣，在產(chǎn)品的生產(chǎn)中，機(jī)床的控制也需要用到電動(dòng)機(jī)。比如機(jī)床的工作需要使用主軸需要轉(zhuǎn)動(dòng)，也涉及到正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，控制主軸的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)正式電動(dòng)機(jī)。機(jī)床的工作平臺(tái)需要前進(jìn)和后退，使工件能夠在合適的位置進(jìn)行加工，機(jī)床的工作平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)也是通過電動(dòng)機(jī)來控制。起重機(jī)吊鉤的上升與下降，機(jī)床工作臺(tái)的前進(jìn)與后退等等。由電動(dòng)機(jī)原理可知，只要把電動(dòng)機(jī)的三相電源進(jìn)線中的任意兩相對(duì)調(diào)，就可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。因此正反轉(zhuǎn)控制電路實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)方向相反的單相運(yùn)行電路，為了避免誤動(dòng)作引起電源相間短路，必須在這兩個(gè)相反方向的單向運(yùn)行電路中加設(shè)必要的互鎖。按照電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行操作順序的不同，就有了“正-停-反”和“正-反-?！眱煞N控制電路。
以前的電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)控制電路需要用繼電器系統(tǒng)，改進(jìn)的系統(tǒng)用PLC代替繼電器，同樣實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)的功能。主要分為3個(gè)步驟：第一步，更改輸入輸出接線口，并畫出接線圖；第二步，部編寫梯形圖嗎，即控制正反轉(zhuǎn)的程序；第三步，接線，實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的控制。
KM1是控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)的線圈，KM2是控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的線圈。在輸入端，輸入有電源，不需要接電源，但是在輸出端沒有電源，需要接220 V的交流電。
梯形圖中，X1、X2和X3分別代表3個(gè)按鈕，Y1、Y2分別代表繼電器的KM1和KM2。
3 結(jié)語(yǔ)
電動(dòng)機(jī)在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用?；赑LC控制的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便、參數(shù)設(shè)計(jì)置靈活等優(yōu)點(diǎn)。該文闡述了用PLC控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的原理，及硬件和軟件設(shè)計(jì)方法。其內(nèi)容主要包括I/O地址分配、梯形圖。該文設(shè)計(jì)過程中使用了16位移位寄存器，大大簡(jiǎn)化了程序的設(shè)計(jì)，使程序更間湊，方便了設(shè)計(jì)，在實(shí)際應(yīng)用中表明此設(shè)計(jì)是合理有效的。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī) 降壓?jiǎn)?dòng) 比較分析
中圖分類號(hào)：TM343 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）01（b）-0128-01
電動(dòng)機(jī)作為一種被廣泛使用的設(shè)備，在任何工廠或者發(fā)電廠中都必須配置電動(dòng)機(jī)，特別是在工廠中，一旦自備的電動(dòng)機(jī)發(fā)生了相關(guān)故障，則非?？赡苤率拐麄€(gè)工廠都停電，給工程帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在電動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)可能會(huì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成巨大的啟動(dòng)電壓壓降，同時(shí)也給整個(gè)系統(tǒng)的電能質(zhì)量造成巨大的影響。因此，為了減少電動(dòng)機(jī)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)電壓的影響，必須合理選擇電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式，確保電動(dòng)機(jī)的安全啟動(dòng)。本文對(duì)電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)方式進(jìn)行比較分析。
1 電動(dòng)機(jī)突然而劇烈的啟動(dòng)造成的危害
通常情況下，在異步電動(dòng)機(jī)中，其全壓?jiǎn)?dòng)電流與額定電流有一個(gè)數(shù)量關(guān)系，即全壓?jiǎn)?dòng)電流為額定電流的4～7倍，如果啟動(dòng)電流過大，則將對(duì)電動(dòng)機(jī)的壽命進(jìn)行降低，導(dǎo)致變壓器的二次電壓出現(xiàn)大幅度的降低，這就減少了電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，甚至有可能導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)根本無法啟動(dòng)的局面。異步電動(dòng)機(jī)還會(huì)對(duì)同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的其他供電設(shè)備造成影響，如果交流電動(dòng)機(jī)突然出現(xiàn)了劇烈的啟動(dòng)現(xiàn)象，則其可能造成大量的損失，如下幾點(diǎn)。
（1）進(jìn)行Y-v啟動(dòng)會(huì)造成啟動(dòng)電流或電壓發(fā)生瞬變，導(dǎo)致相關(guān)電氣故障的發(fā)生，同時(shí)還可能造成電壓發(fā)生劇烈的變化，造成整個(gè)電網(wǎng)中其他電氣設(shè)備出現(xiàn)故障。
（2）造成運(yùn)行故障。電動(dòng)機(jī)突然啟動(dòng)將造成管路系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的壓力振動(dòng)，其會(huì)對(duì)所帶的貨物產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞。
（3）對(duì)經(jīng)濟(jì)效益造成嚴(yán)重的影響。電動(dòng)機(jī)的一旦發(fā)生了故障，都會(huì)造成停運(yùn)和維修的故障損失，致使電動(dòng)機(jī)的運(yùn)營(yíng)成本造成嚴(yán)重的增加。
2 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式分析
2.1 全壓直接起動(dòng)方式分析
作為電動(dòng)機(jī)最為簡(jiǎn)單的啟動(dòng)方式之一，電動(dòng)機(jī)的全壓直接啟動(dòng)就是將其定子繞組上直接加額定電壓，然后直接進(jìn)行啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的全壓直接起動(dòng)主要適用于負(fù)載和電網(wǎng)容量允許的條件下。
電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)的優(yōu)點(diǎn)是其起動(dòng)的轉(zhuǎn)矩較大，且起動(dòng)的時(shí)間較短，所使用的起動(dòng)設(shè)備較為簡(jiǎn)單，易于操作和維護(hù)，啟動(dòng)設(shè)備的故障率較低。在對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行全壓起動(dòng)時(shí)，由于起動(dòng)電流很大，如對(duì)于鼠籠型電動(dòng)機(jī)其起動(dòng)電流一般為額定電流的6～8倍，如果此時(shí)電動(dòng)機(jī)功率較大，則過大的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流將造成配電網(wǎng)電壓的降低，直接影響其直接連接的其他電氣設(shè)備的正常工作。
2.2 Y-起動(dòng)方式分析
Y-的起動(dòng)方式就是將連接的電動(dòng)機(jī)，在其起動(dòng)時(shí)接成Y 型，當(dāng)電動(dòng)機(jī)完成起動(dòng)后其速度將接近運(yùn)行。利用這種方式對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行起動(dòng)時(shí)，定子繞組的電壓實(shí)際上為整個(gè)電源電壓的50%，而起動(dòng)電流也較小，僅為直接啟動(dòng)方式的30%，這樣就保證了其起動(dòng)的轉(zhuǎn)矩也較小，整個(gè)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊力也較小，允許較多次數(shù)的起動(dòng)。利用Y-起動(dòng)方式進(jìn)行起動(dòng)時(shí)還無需增加其他設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，因此這種起動(dòng)方式適用于頻繁起動(dòng)的小型電機(jī)。
Y-的起動(dòng)方式主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，且投資較小。當(dāng)電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載較低時(shí)，可以采用Y-的起動(dòng)方式，其額定轉(zhuǎn)矩可以與相關(guān)的負(fù)載進(jìn)行匹配，這樣就能夠提高電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率。
2.3 自耦變壓器起動(dòng)分析
利用自藕變壓器的降壓起動(dòng)也可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。利用自藕變壓器起動(dòng)能夠有效實(shí)現(xiàn)帶負(fù)載起動(dòng)，這種起動(dòng)方式在大容量的電動(dòng)機(jī)上經(jīng)常使用。利用這種起動(dòng)方式能夠有效實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩的起動(dòng)，并可利用抽頭有效實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)。通常自藕變壓器可以通過接觸器有效實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，通過自藕變壓器起動(dòng)可實(shí)現(xiàn)低成本的起動(dòng)，其性價(jià)比較高，在電機(jī)起動(dòng)中應(yīng)用較為廣泛。
3 電動(dòng)機(jī)的幾種降壓?jiǎn)?dòng)分析
通常在10 kW及以下的小型電機(jī)中，其都是可以進(jìn)行直接啟動(dòng)的，而對(duì)于10 kW及以上的電動(dòng)機(jī)中則通常采用降壓?jiǎn)?dòng)的啟動(dòng)方式。為了對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行減小，以防止其對(duì)相關(guān)機(jī)械設(shè)備所產(chǎn)生的沖擊，如果電動(dòng)機(jī)允許進(jìn)行全壓?jiǎn)?dòng)，則其也可采用其他啟動(dòng)方式，即降壓?jiǎn)?dòng)。
在三相異步電動(dòng)機(jī)中，通常所采用的降壓?jiǎn)?dòng)方法有以下幾種：利用定子串進(jìn)行降壓?jiǎn)?dòng)，進(jìn)行Y-方式的降壓?jiǎn)?dòng)，進(jìn)行軟啟動(dòng)器的降壓?jiǎn)?dòng)。利用這些方法都可以有效實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)電流的降低，對(duì)線路的電壓降落進(jìn)行減小，確保電氣設(shè)備的有效運(yùn)行。
3.1 串電阻降壓?jiǎn)?dòng)方式
通常在定子電路中采用串電阻的方式來對(duì)定子的繞組上的電壓進(jìn)行有效的降低，在電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)的過程中，一旦電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值時(shí)，就應(yīng)該采用切電阻的方式來有效的限制啟動(dòng)電流，確保電動(dòng)機(jī)能夠在全壓的方式下進(jìn)行有效的運(yùn)行。在對(duì)定子串的降壓?jiǎn)?dòng)的過程中，其電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流將隨定子的電壓成正比，而其啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩則與電壓的平方成正相關(guān)。
串電阻降壓?jiǎn)?dòng)的缺點(diǎn)是其將消耗大量的電能，且串電阻降壓?jiǎn)?dòng)的成本較高，這種啟動(dòng)方式在啟動(dòng)不頻繁的電動(dòng)機(jī)中經(jīng)常使用。
3.2 自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)方式
通常將自耦變壓器視為啟動(dòng)補(bǔ)償器，在自耦變壓器中其電源和初級(jí)是相連的，而自耦變壓器的次級(jí)是與電動(dòng)機(jī)直接相連的。在自耦變壓器中其次級(jí)是具有3個(gè)及以上的抽頭的，因此利用自藕變壓器方式可以實(shí)現(xiàn)3個(gè)不同大小的電壓。
使用自耦變壓器的方式進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)其可以靈活選擇啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并有效選擇啟動(dòng)電流。在電動(dòng)進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)，在定子繞組進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)其所得到的啟動(dòng)電壓將是二次側(cè)的電壓，如果啟動(dòng)完畢，則可將自耦變壓器進(jìn)行切除。這樣電動(dòng)機(jī)就能過直接連接到相關(guān)的電源，即連接至一次側(cè)。在變壓器降壓?jiǎn)?dòng)的過程中，其啟動(dòng)的轉(zhuǎn)矩與電流通常都是按平方值進(jìn)行降低的，即獲得同樣的轉(zhuǎn)矩，則其所獲得的電流將比降壓?jiǎn)?dòng)的電流小的多，因此通常將自耦變壓器視為啟動(dòng)的補(bǔ)償器。
采用自耦變壓器的啟動(dòng)方式通常在大容量的電動(dòng)機(jī)中進(jìn)行使用。這種方法的主要缺點(diǎn)是其價(jià)格較為昂貴，且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，相對(duì)體積較大，不能夠進(jìn)行頻繁的操作。
4 結(jié)論
上述電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式中分析比較中，其具有控制電路簡(jiǎn)單的共同特點(diǎn)。但由于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程中的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩是不可調(diào)的，因此在整個(gè)啟動(dòng)的過程中將產(chǎn)生巨大的沖擊電流，這樣就會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)將產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。在對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟啟動(dòng)時(shí)雖然沒有沖擊電流，但恒流啟動(dòng)過程中會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的繼電保護(hù)特性具有選擇性，因此，當(dāng)電動(dòng)機(jī)在直接啟動(dòng)不能滿足要求時(shí)，首先考慮的是軟啟動(dòng)降壓?jiǎn)?dòng)器。
參考文獻(xiàn)
[1] 趙建文，翟文利.三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式的分析與選擇[J].安陽(yáng)鋼鐵公司，2006，3：46-48.
關(guān)鍵詞：FPGA SA4828波形發(fā)生器 三相交流異步電動(dòng)機(jī) 變頻調(diào)速 SPWM
中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）07（c）-0127-02
所謂變頻就是利用電力電子器件（如功率晶體管GTR、絕緣柵雙極型晶體管IGBT）將50 Hz的市電變換為用戶所要求的交流電或其他電源。它分為直接變頻（又稱交-交變頻）和間接變頻（又稱交-直-交變頻），后者又分為諧振變頻和方波變頻。方波變頻又分為等幅等寬和SPWM變頻。常用的方法有正弦波（調(diào)制波）與三角波（載波）比較的SPWM法、磁場(chǎng)跟蹤式SPWM法和等面積SPWM法等[3]。
本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的題目屬于間接變頻調(diào)速技術(shù)。它主要包括整流部分、逆變部分、控制部分及保護(hù)部分等。逆變環(huán)節(jié)為三相SPWM逆變方式。
1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介
1.1 交流異步電動(dòng)機(jī)
三相異步電動(dòng)機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分構(gòu)成，定子是靜止不動(dòng)的部分，轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)部分，在定子與轉(zhuǎn)子之間有一定的氣隙，以保證轉(zhuǎn)子的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1.2 SPWM技術(shù)
SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）技術(shù)，即在PWM的基礎(chǔ)之上，改變調(diào)制脈沖的方式。脈沖寬度和時(shí)間占空比按正弦規(guī)率變化，這樣輸出波形經(jīng)過適當(dāng)?shù)臑V波就可以做到輸出正弦波。
產(chǎn)生SPWM信號(hào)的方法是用一組等腰三角波（稱為載波）與一個(gè)正弦波（稱為調(diào)制波）進(jìn)行比較，如圖2所示，兩波形的交點(diǎn)作為逆變開關(guān)管的開通與關(guān)斷時(shí)刻。當(dāng)調(diào)制波的幅值大于載波的幅值時(shí)，開關(guān)器件導(dǎo)通，當(dāng)調(diào)制波的幅值小于載波的幅值時(shí)，開關(guān)器件關(guān)斷。
2 系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)
基于FPGA的交流異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)，以FPGA為核心控制芯片，利用SA4828芯片產(chǎn)生SPWM波，再通過驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)逆變開關(guān)。再加上電路，保護(hù)電路等，構(gòu)成整個(gè)完整系統(tǒng)。
本設(shè)計(jì)為交流異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速，主要涉及主電路和控制電路兩大部分（如圖3）。
系統(tǒng)各組成部分簡(jiǎn)介。
供電電源：電源部分因變頻器輸出功率的大小不同而異，小功率的多用單相220 V，中大功率的采用三相380 V電源。
整流電路：整流部分將交流電變?yōu)槊}動(dòng)的直流電，必須加以濾波。此處采用三相不可控整流，用不可控的二極管組成三相橋式整流電路。它可以使電網(wǎng)的功率因數(shù)接近1。
濾波電路：此處采用電壓型變頻器，所以采用電容濾波，中間的電容除了起濾波作用外，還在整流電路與逆變電路間起到去耦作用，消除干擾。
逆變電路：逆變部分將直流電逆變成我們需要的交流電。在設(shè)計(jì)中采用三相橋式逆變，開關(guān)器件選用全控型開關(guān)管IGBT。
以上四個(gè)部分組成主電路，其余部分為控制電路。
電流電壓檢測(cè)：一般在中間直流端采集信號(hào)，作為過壓，欠壓，過流保護(hù)信號(hào)。
控制電路：采用FPGA和SPWM波生成芯片SA4828，F(xiàn)PGA芯片選ALTER公司Cyclone Ⅱ系列芯片。控制電路的主要功能是接受各種設(shè)定信息和指令，根據(jù)這些指令和設(shè)定信息形成驅(qū)動(dòng)逆變器工作的信號(hào)。這些信號(hào)經(jīng)過光電隔離后去驅(qū)動(dòng)開關(guān)管的關(guān)斷。從而得到與信號(hào)電路對(duì)稱的SPWM波。
此處選用電動(dòng)機(jī)原始參數(shù)如下：
額定功率PN：7.5 kW；
額定電壓UN：380 V；
額定電流IN：15.6 A；
效率：86%；
功率因數(shù)：0.85；
過載系數(shù)：=2.2；
極對(duì)數(shù)：p=2。
3 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
電壓頻率曲線可以分為兩段，在額定電壓一下，電壓頻率成正比。當(dāng)電壓上升到額定頻率后，不在上升。
對(duì)于恒負(fù)載時(shí)，由前面章節(jié)分析可知，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)與其電源頻率成正比。轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系曲線如圖4所示。
4 結(jié)論
本文采用FPGA控制三相PWM波專用芯片SA4828。具有電源頻率可調(diào)，刪除窄脈沖，響應(yīng)速度快，可現(xiàn)場(chǎng)編程等特點(diǎn)。最終驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性和有效性。系統(tǒng)中還有過流保護(hù)和過壓保護(hù)等。還可以通過FPGA監(jiān)視系統(tǒng)的其他故障，SA4828芯片還提供在緊急情況下急停的功能。在這種內(nèi)部控制保護(hù)與電路保護(hù)相結(jié)合的方式，保證了電機(jī)的安全運(yùn)行。
但系統(tǒng)也存在許多不足之處，如控制方案的實(shí)現(xiàn)不夠精確，F(xiàn)PGA芯片選擇上不夠經(jīng)濟(jì)，檢測(cè)保護(hù)電路不夠完善，這些問題有待進(jìn)一步研究解決。
參考文獻(xiàn)
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[3]張建軍.淺談我國(guó)變頻器發(fā)展技術(shù)[J].科學(xué)情報(bào)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)，2005（1）：134-135.
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論文關(guān)鍵詞：電機(jī)及拖動(dòng)；項(xiàng)目教學(xué)法；應(yīng)用實(shí)踐；教學(xué)體會(huì)
“電機(jī)及拖動(dòng)”是湖北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣類專業(yè)重要的職業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程不僅是后續(xù)職業(yè)技術(shù)課程的基礎(chǔ)，而且與學(xué)生從事職業(yè)崗位的聯(lián)系非常密切?；诟呗毥逃募寄軕?yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，筆者在教授“電機(jī)及拖動(dòng)”課程時(shí)嘗試采用項(xiàng)目教學(xué)法。教學(xué)實(shí)踐證明，項(xiàng)目教學(xué)法在“電機(jī)及拖動(dòng)”課程中應(yīng)用后，學(xué)生更容易了解掌握相關(guān)職業(yè)工作情況，培養(yǎng)了職業(yè)意識(shí)，更好地做好就業(yè)準(zhǔn)備，更快地進(jìn)入職業(yè)角色。
從效果來看，近幾屆的畢業(yè)生中有數(shù)量較多的學(xué)生直接進(jìn)入電機(jī)、變壓器生產(chǎn)企業(yè)工作，如湖北電機(jī)廠、江西特種電機(jī)廠等，或在大型企業(yè)中從事電機(jī)、變壓器的進(jìn)場(chǎng)試驗(yàn)工作，并且這些學(xué)生表現(xiàn)優(yōu)秀，受到企業(yè)的重用。
一、項(xiàng)目教學(xué)法在“電機(jī)及拖動(dòng)”課程中的應(yīng)用方法
項(xiàng)目教學(xué)法，是指將傳統(tǒng)的學(xué)科體系中的知識(shí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，圍繞著項(xiàng)目組織和展開教學(xué)，使學(xué)生直接參與項(xiàng)目全過程的一種教學(xué)方法。在“電機(jī)及拖動(dòng)”課程中采用項(xiàng)目教學(xué)法，利用項(xiàng)目任務(wù)將電機(jī)理論知識(shí)和電機(jī)應(yīng)用實(shí)際結(jié)合起來，且與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程直接聯(lián)系；學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中發(fā)現(xiàn)問題，并通過實(shí)踐解決問題，這樣既可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，又可使學(xué)生更快地掌握理論知識(shí)與操作技能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與將來從事相關(guān)職業(yè)崗位工作的零距離對(duì)接。
“電機(jī)及拖動(dòng)”課程是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，與工程實(shí)際密切聯(lián)系。各類電機(jī)的空載、短路、運(yùn)行及電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速等實(shí)驗(yàn)也是實(shí)際的檢修、維護(hù)和試運(yùn)行及出廠實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。由此在“電機(jī)及拖動(dòng)”課程教學(xué)中，直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行分析，直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)，變壓器空載短路試驗(yàn)、運(yùn)行分析，交流繞組，異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)，同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、運(yùn)行分析等主要內(nèi)容都可采用項(xiàng)目教學(xué)法。
二、項(xiàng)目教學(xué)法在“電機(jī)及拖動(dòng)”課程中的應(yīng)用實(shí)例
1.明確項(xiàng)目任務(wù)：三相異步電動(dòng)機(jī)的維修
交流繞組是交流電機(jī)最重要的部分，又是最容易發(fā)生故障的部分，而電動(dòng)機(jī)修理的大部分工作是對(duì)繞組的修理。例如三相異步電動(dòng)機(jī)一相斷線，如果保護(hù)設(shè)備不完善，只需十幾分鐘的單相運(yùn)行，繞組就會(huì)燒壞。另外，電機(jī)長(zhǎng)期過熱，使絕緣老化，或者繞組局部修理無法挽救，都需要全部拆換繞組。通過三相異步電動(dòng)機(jī)的維修實(shí)習(xí)，讓每個(gè)學(xué)生更深入、全面地掌握交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和電樞繞組在鐵芯中的分布規(guī)律及連接方式；學(xué)習(xí)定子繞組的重嵌工藝，學(xué)會(huì)對(duì)維修后的電機(jī)進(jìn)行測(cè)試、實(shí)驗(yàn)、試運(yùn)行；使學(xué)生能將所學(xué)的電磁理論與實(shí)際電機(jī)相結(jié)合，為將來從事相關(guān)專業(yè)技術(shù)工作打下一定的基礎(chǔ)。
項(xiàng)目要求：掌握定子繞組常用術(shù)語(yǔ)及展開圖。24槽四極單層鏈?zhǔn)嚼@組下線。掌握電機(jī)的結(jié)構(gòu)和電樞繞組在鐵芯中的分布規(guī)律及連接方式。掌握電機(jī)的拆裝、檢修、試驗(yàn)的基本知識(shí)，培養(yǎng)初步操作技能。培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)道德和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。項(xiàng)目重點(diǎn)：定子繞組的空間分布與連接規(guī)律。項(xiàng)目難點(diǎn)：快速準(zhǔn)確的嵌放線圈。項(xiàng)目教學(xué)準(zhǔn)備：舊三相異步電動(dòng)機(jī)15臺(tái)；繞線機(jī)及線模三套；萬用表；絕緣電阻表；漆包線、絕緣紙、竹片若干；包扎帶4捆；電烙鐵10把；劃線板30個(gè)、壓線腳15把、橡皮錘15把、鐵錘15把、起子15把等。
2.制訂項(xiàng)目計(jì)劃
由于高職學(xué)生文化基礎(chǔ)不好，學(xué)習(xí)自覺性差或不會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)較被動(dòng)，普遍缺乏邏輯思維能力，導(dǎo)致學(xué)生自主進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)有一定難度。因此教師要加以詳細(xì)指導(dǎo)，明確告知學(xué)生應(yīng)該準(zhǔn)備的相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容，并將制訂的項(xiàng)目計(jì)劃發(fā)給學(xué)生。
（1）定子繞組常用術(shù)語(yǔ)及繞組分布與連接方式（1節(jié)）。
（2）24槽單層鏈?zhǔn)嚼@組展開圖（1節(jié)）。
（3）異步電動(dòng)機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)（1節(jié)）。
（4）電機(jī)拆卸（1節(jié)）。
（5）電機(jī)繞組拆除（2節(jié)）。
（6）絕緣結(jié)構(gòu)及工具、材料（1節(jié)）。
（7）24槽4極單層鏈?zhǔn)嚼@組繞線（2節(jié)）。
（8）24槽4極單層鏈?zhǔn)嚼@組下線（8節(jié)）。
（9）24槽4極單層鏈?zhǔn)嚼@組出線焊接（2節(jié)）。
（10）24槽4極單層鏈?zhǔn)嚼@組端部整形包扎（2節(jié)）。
（11）電機(jī)試驗(yàn)（2節(jié)）。
（12）電機(jī)故障及處理（2節(jié)）。
（13）電機(jī)裝配（2節(jié)）。
（14）總結(jié)與評(píng)價(jià)（1節(jié)）。
（15）教師項(xiàng)目測(cè)評(píng)：觀察電機(jī)通電運(yùn)轉(zhuǎn)情況（2節(jié)）。
總計(jì)項(xiàng)目計(jì)劃用時(shí)30節(jié)。
3.項(xiàng)目實(shí)施
（1）合理進(jìn)行學(xué)生分組：項(xiàng)目小組大概2～4人為宜。先由學(xué)生自由組合成項(xiàng)目小組，教師再適當(dāng)調(diào)整，力求各個(gè)小組的實(shí)力較為均衡，小組內(nèi)部能做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，各成員能發(fā)揮各自的特長(zhǎng)和優(yōu)勢(shì)。確認(rèn)每組組長(zhǎng)即項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)小組內(nèi)部的各種問題及向教師匯報(bào)小組的進(jìn)展情況和所遇到的問題。
（2）按照已確定的工作步驟開展工作：在項(xiàng)目教學(xué)開展的初期，由于學(xué)生缺乏解決問題的能力和自信，項(xiàng)目進(jìn)展相對(duì)比較緩慢。這時(shí)教師要根據(jù)知識(shí)的難易程度，將項(xiàng)目涉及到的理論知識(shí)和操作技能進(jìn)行必要的講授或演示。比如教師要演示定子繞組繞線、下線步驟等，講解注意事項(xiàng)及工藝要求。教師還要隨時(shí)協(xié)助解決學(xué)生提出的問題，并予以引導(dǎo)、表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)。
（3）各組進(jìn)行總結(jié)寫出項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告及項(xiàng)目體會(huì)。
4.項(xiàng)目評(píng)價(jià)
（1）提交成果、評(píng)價(jià)總結(jié)。根據(jù)每個(gè)學(xué)生在該項(xiàng)活動(dòng)中的參與程度、所起的作用、合作能力及成果等進(jìn)行評(píng)價(jià)。項(xiàng)目結(jié)束后，學(xué)生應(yīng)提交一份報(bào)告書。先由學(xué)生對(duì)自己維修的電機(jī)質(zhì)量進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，總結(jié)自己的收獲，分析自己的不足之處，確立以后應(yīng)努力的方向；并給出自我評(píng)定等級(jí)。然后由教師進(jìn)行檢查評(píng)分。通過對(duì)比師生評(píng)價(jià)結(jié)果，找出造成評(píng)價(jià)結(jié)果差異的原因。
（2）教師對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)總結(jié)。主要包括本項(xiàng)目的重要知識(shí)點(diǎn)，解釋重要概念，學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中出現(xiàn)的共性問題及解決方法，總結(jié)內(nèi)容要求學(xué)生整理成文字資料以備今后復(fù)習(xí)鞏固。
（3）成績(jī)?cè)u(píng)定。1）組內(nèi)評(píng)定：由各小組成員根據(jù)各組員對(duì)本項(xiàng)目貢獻(xiàn)的情況進(jìn)行互評(píng)，占成績(jī)的40﹪，包括：工作量、努力程度、知識(shí)運(yùn)用、合作互助四方面，各占25分。2）組間互評(píng)：學(xué)生們互相交流學(xué)習(xí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，并推薦優(yōu)秀電機(jī)，占成績(jī)的20﹪。包括：實(shí)用、創(chuàng)新、工作態(tài)度、質(zhì)量、知識(shí)運(yùn)用五方面，各占20分。3）教師評(píng)定：由教師對(duì)各小組完成項(xiàng)目情況進(jìn)行評(píng)定，占成績(jī)的40﹪。如果只檢查成果的話，小組內(nèi)每個(gè)學(xué)生的成績(jī)相同，這顯然是不公平的，因此應(yīng)對(duì)項(xiàng)目的全過程進(jìn)行評(píng)價(jià)。觀察小組工作中哪些學(xué)生是主角，做的工作多而且重要，哪些學(xué)生處于次要地位，是在別人的指導(dǎo)下工作的；和不同的學(xué)生談話并提出一些問題來了解學(xué)生的知識(shí)技能掌握情況。包括實(shí)用、創(chuàng)新、工作態(tài)度、質(zhì)量、知識(shí)運(yùn)用五方面，各占20分。
（4）綜合三個(gè)評(píng)定情況，確定每一名學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)。
三、采用項(xiàng)目教學(xué)法的教學(xué)體會(huì)
（1）采用項(xiàng)目教學(xué)法組織教學(xué)，學(xué)生的熱情高，往往能給教師意外的驚喜，發(fā)現(xiàn)了不少實(shí)踐能力很強(qiáng)的學(xué)生，再以他們?yōu)楦餍〗M的組長(zhǎng)，調(diào)動(dòng)了他們的學(xué)習(xí)積極性。在整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過程中，學(xué)生不懂的問題能積極主動(dòng)的向教師尋求幫助，學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性和主動(dòng)性都有明顯提高。
（2）項(xiàng)目教學(xué)法又稱為“跨學(xué)科的課程”，它可以讓不同的課程內(nèi)容在教學(xué)中反映出來，事實(shí)上是相關(guān)課程整合的一種方式。因此采用項(xiàng)目教學(xué)法組織教學(xué)，對(duì)教材的要求也很高，項(xiàng)目教學(xué)中往往一本教材不能滿足教學(xué)的需求，需要多本教材甚至多門學(xué)科結(jié)合使用。因此需要教師自編項(xiàng)目教材。
（3）采用項(xiàng)目教學(xué)法組織教學(xué)，在學(xué)生合作學(xué)習(xí)過程中極易出現(xiàn)成績(jī)較好學(xué)生包辦代替成績(jī)相對(duì)落后的學(xué)生的工作，給一些喜歡偷懶的學(xué)生鉆空子的現(xiàn)象，個(gè)別自學(xué)能力和自控能力都比較差的學(xué)生容易產(chǎn)生依賴思想。如果這部分學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性沒有充分調(diào)動(dòng)起來，項(xiàng)目教學(xué)法也就沒有創(chuàng)新和發(fā)展，很難取得好的教學(xué)效果。因此教師應(yīng)該抽出大量的時(shí)間幫助程度比較差的學(xué)生，進(jìn)行“因材施教”。
教學(xué)目標(biāo) 以往的教材都注重對(duì)電機(jī)的理論分析。而本課程教學(xué)則會(huì)從學(xué)校實(shí)際出發(fā)，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為宗旨，著重從應(yīng)用角度出發(fā)，分析直流電機(jī)、變壓器、異步電機(jī)和微特電機(jī)等的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、電磁關(guān)系和運(yùn)行特性，重點(diǎn)掌握各種電機(jī)的外特性，為掌握本專業(yè)和學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下基礎(chǔ)。
在專業(yè)課程體系中的定位 《電機(jī)應(yīng)用技術(shù)》是浙江大學(xué)城市學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)方向課程，該課程的學(xué)習(xí)將為后續(xù)《電氣控制與PLC應(yīng)用》《交直流調(diào)速技術(shù)》和畢業(yè)設(shè)計(jì)等課程環(huán)節(jié)建立必要的基礎(chǔ)，是自動(dòng)化專業(yè)承上啟下的重要專業(yè)課程。
在專業(yè)能力培養(yǎng)中的定位 該課程定位于讓學(xué)生樹立以交直流電機(jī)為控制對(duì)象的完整的自動(dòng)控制系統(tǒng)的概念，結(jié)合已學(xué)過的電路原理、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、單片機(jī)、電力電子技術(shù)等課程，搭建以電機(jī)為控制對(duì)象的閉環(huán)控制系統(tǒng)，并完成對(duì)電機(jī)性能的調(diào)試和控制。
與核心課程群中其他課程在知識(shí)體系與能力培養(yǎng)上的整體設(shè)計(jì) 《電機(jī)應(yīng)用技術(shù)》與自動(dòng)化專業(yè)的其他核心課程之間的關(guān)系，如下圖所示。在一個(gè)完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)中，《計(jì)算機(jī)控制》《單片機(jī)》《PLC》是控制手段，《電力電子技術(shù)》《數(shù)電》《模電》提供電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，《電機(jī)應(yīng)用技術(shù)》構(gòu)成系統(tǒng)的控制對(duì)象，《運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)》和《控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》提供系統(tǒng)的理論概念和分析方法，《自動(dòng)控制理論》《系統(tǒng)建模與仿真》《智能控制》偏重原理性地介紹和理論的分析，主要定位培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)概念和理論分析能力。
基礎(chǔ)知識(shí)要求 要求掌握直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和基本工作原理、直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)、變壓器基本工作原理和變壓器組別判斷、交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和基本工作原理、三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)、同步電機(jī)、微特電機(jī)以及電動(dòng)機(jī)的容量選擇等。知識(shí)點(diǎn)：電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式;直流電機(jī)的工作原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、用途、運(yùn)行特性以及他勵(lì)直流電機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng);變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理、變壓器空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行特性、變壓器的接線組別判斷;三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、用途、工作特性、參數(shù)的測(cè)定、運(yùn)行特性、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速問題;了解伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、測(cè)速發(fā)電機(jī)、無刷直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和基本工作原理。
能力培養(yǎng)要求 培養(yǎng)學(xué)生了解直流電機(jī)、變壓器、交流電機(jī)的運(yùn)行特性分析，同時(shí)結(jié)合已經(jīng)學(xué)習(xí)過的電路原理、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、單片機(jī)、電力電子技術(shù)等課程，搭建以電機(jī)為控制對(duì)象的閉環(huán)系統(tǒng)，樹立閉環(huán)反饋系統(tǒng)的整體概念，完成對(duì)電機(jī)的性能分析和控制。技能點(diǎn)：能夠搭建以電機(jī)為控制對(duì)象的閉環(huán)控制系統(tǒng)，并對(duì)電機(jī)性能進(jìn)行分析，同時(shí)借助單片機(jī)等控制手段完成對(duì)電機(jī)的智能控制，能夠獨(dú)立完成閉環(huán)系統(tǒng)硬件搭建和調(diào)試，掌握PID等經(jīng)典控制算法在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用。
實(shí)踐教學(xué)要求 利用課外時(shí)間以三四人的小組為單位，搭建直流電機(jī)的閉環(huán)控制系統(tǒng)，要求完成硬件系統(tǒng)搭建、軟件程序編寫與調(diào)試以及報(bào)告的撰寫。通過本次設(shè)計(jì)，增加學(xué)生對(duì)電機(jī)理論知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)，完成理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)換。
作業(yè)要求 隨堂課后作業(yè)、課外引導(dǎo)性項(xiàng)目實(shí)踐設(shè)計(jì)、網(wǎng)上在線測(cè)試。隨堂與課堂講授知識(shí)點(diǎn)匹配的作業(yè)要求跟隨進(jìn)度完成;課外引導(dǎo)性項(xiàng)目實(shí)踐設(shè)計(jì)分6周完成，完成硬件系統(tǒng)搭建、軟件程序編寫與調(diào)試以及報(bào)告的撰寫，實(shí)施分組進(jìn)行。
考核要求 在理論考試中，加強(qiáng)基礎(chǔ)、強(qiáng)調(diào)應(yīng)用、注重引導(dǎo)、形式多樣。充分利用試題的設(shè)計(jì)與收集，合理設(shè)計(jì)試題，著重考查學(xué)生對(duì)基本概念的理解掌握及應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力，淡化理論的推導(dǎo)和復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，著重考察學(xué)生綜合應(yīng)用電機(jī)及拖動(dòng)知識(shí)的能力。調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，結(jié)合教學(xué)互動(dòng)，讓學(xué)生參與到理論教學(xué)中來。開學(xué)初讓學(xué)生組成學(xué)習(xí)小組，人數(shù)限定在2人或3人，指定組長(zhǎng)，上一節(jié)課會(huì)將下節(jié)重要內(nèi)容布置下去，每節(jié)課都預(yù)留部分時(shí)間，讓學(xué)生對(duì)本節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行講解。評(píng)價(jià)比例為：期末考試成績(jī)占40%，平時(shí)成績(jī)占60%，其中平時(shí)作業(yè)加到課率15%、課堂情況10%、平時(shí)測(cè)試15%、綜合性設(shè)計(jì)（注重學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展）20%。