蒲天旺

（甘肅能源化工職業(yè)學院，甘肅 蘭州 730207）

0 引言

到目前為止，在國內(nèi)電機拖動工程中的節(jié)能技術(shù)主要有高效節(jié)能電動機以及稀土永磁電動機等相關(guān)技術(shù)。其中電機是由兩大部分組成，首先要明確發(fā)電機是動力設(shè)備的核心部件，因此電力拖動是廣泛應(yīng)用于國內(nèi)重工業(yè)部門，為我國經(jīng)濟的發(fā)展起到了重要作用，也是當前社會不可或缺的傳動方式[1]。由此可以看出電力拖動節(jié)能技術(shù)，對于促進經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展有著十分重要的現(xiàn)實促進作用。

1 當前節(jié)能電機發(fā)展狀況

就目前來看，雖然我國經(jīng)濟在經(jīng)過疫情的檢驗過后更加穩(wěn)步向前發(fā)展，工業(yè)總產(chǎn)值已經(jīng)達到了美、日之和，但是我國的機電行業(yè)技術(shù)發(fā)展水平明顯落后于當今世界先進制造國家，對此在2015年所頒布的《中國制造2025計劃》就明確表示要加大研發(fā)綠色產(chǎn)品，淘汰落后機電產(chǎn)品以及相關(guān)技術(shù)，而在目前我國機電生產(chǎn)和使用過程主要是遵循兩大標準，但是在實際管理中由于客觀因素的存在導致難以實現(xiàn)，或者是未達到節(jié)能標準。工信部提出了相應(yīng)的改革方案，致力于大力推廣節(jié)能技術(shù)和裝備，淘汰規(guī)模龐大的低效機電設(shè)備。但在當前由于歷史原因，我國機電產(chǎn)品主要還是以三相異步為主，但是在修訂IEC60034-30的過程中著眼于當前我國的客觀環(huán)境，因此將其劃分為兩大標準。很明顯這也為未來該行業(yè)的發(fā)展方向指明了前進道路，也填補了當前GB18163-2012標準中的某些技術(shù)空白，但是著眼于節(jié)能技術(shù)還需要進一步研究IE4電機技術(shù)，不僅能夠滿足國內(nèi)外市場所需，并且也能實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。對此在制定高效機電產(chǎn)品時，就需要明確技術(shù)條件，在功率和平均效率上也需要達到相關(guān)標準。比如用高速三相同步電機，在進行技術(shù)探究的過程中，還可以向其他領(lǐng)域方向進行拓展，比如在微燃發(fā)電和高速儲能等領(lǐng)域也是大有可為。高轉(zhuǎn)矩低速永磁類型電動機的發(fā)展中，我們可以分為兩個方向來進行看待，比如高轉(zhuǎn)速主要指的是傳動系統(tǒng)的額定轉(zhuǎn)矩要大于500Nm，至于低速，主要是指轉(zhuǎn)速每分鐘不超過500r，如果能夠?qū)⒋祟愋偷碾妱訖C應(yīng)用于球磨機，不僅可以提高運行質(zhì)量，更重要的是平均實現(xiàn)節(jié)能的效率要高于平均值10%以上。另外在高性能的永磁類伺服電機發(fā)展過程中，可以應(yīng)用于數(shù)控機床，同時也可以應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備當中，比如家具制造以及紡織品等等[2]。另外隨著我國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，也進一步開發(fā)出了相應(yīng)的產(chǎn)品，比如說H80-H355它的各項數(shù)據(jù)分別為轉(zhuǎn)數(shù)，可以達到每分鐘3000r，可調(diào)速范圍在100-5000r/min，它的出現(xiàn)也為我國工業(yè)的發(fā)展注入了一股強心劑。但是為了能夠有效保證電機節(jié)能的效果達到相關(guān)標準，對此就需要不斷的進行技術(shù)探索，找出節(jié)能過程當中的關(guān)鍵技術(shù)，以此不斷推動該行業(yè)的快速發(fā)展。

2 節(jié)能機電的發(fā)展狀況

近幾年隨著我國開始向工業(yè)化強國邁進，機電行業(yè)也迎來了快速成長時期，但由于處于高速發(fā)展階段，因此相應(yīng)的標準也在不斷得以提升。需要采用新型的設(shè)計方案和工藝以及新材料，通過降低電磁能和熱能以及機械的損耗，以此提高輸出效率。在節(jié)能效果是極其明顯的，通常情況下能夠高出行業(yè)平均效率接近5%左右。

3 電力拖動相關(guān)問題分析

3.1 控制線路問題

在當前的機電產(chǎn)品當中，關(guān)于電力拖動控制線路所產(chǎn)生的故障問題也是極為常見，但是在詳細查明原因以后，我們可以將其分為三種類型。其中第一種是屬于突發(fā)型，其原因就在于使用時間過長，其內(nèi)部的電子元件或者是導線由于長期使用導致升溫或者是熱量過多，進而出現(xiàn)冒煙等問題。產(chǎn)生的原因就在于長期使用并沒有進行及時檢修以致于導致線路出現(xiàn)短路，因此這也就告訴我們，在平時也需要及時加強檢修不可“帶病”工作。第二種為漸變型，它的故障主要還是在于接線口之間線路接觸不良或者是部分配件出現(xiàn)老化的現(xiàn)象。最后就是間接型故障，但是該類型的故障在平時也是難以進行預測的，并且在檢修時難度相對而言比較大。

3.2 同步電機問題

首先由于該電機的結(jié)構(gòu)相對而言比較簡單，但是當啟動處于正常狀態(tài)時，旋轉(zhuǎn)磁場就處于相對靜止的狀態(tài)，此時就能夠產(chǎn)生較為穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩。因此我們就可以發(fā)現(xiàn)在同步速度下能夠穩(wěn)定運行，但是主要使用的是50赫茲的交流電源，在啟動的同時有可能會對其機械性造成一定的影響，此外由于轉(zhuǎn)子慣性較大，那么就會很容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)動困難的情況。對此在保持循環(huán)狀態(tài)時作為轉(zhuǎn)子就只能夠出現(xiàn)原地擺動的情況，其結(jié)果就會導致在啟動的時候會出現(xiàn)諸多問題。另外還有一點需要注意該電源頻率轉(zhuǎn)速在保持同步運行的狀態(tài)時，與負載是沒有任何關(guān)聯(lián)，對此我們要改變其轉(zhuǎn)速只有使用變頻調(diào)速[3]。

4 解決電力拖動的具體方案

首先當控制線路出現(xiàn)問題時，對此就需要及時開展檢修工作詳細辨明故障出現(xiàn)的位置，但由于所出現(xiàn)的問題是多種多樣，由于不能直觀的查明原因就需要采用多種方法進行測試，才能夠更為精準的確定故障的位置，初步判斷其所處的方位大小，在確定范圍以后逐步縮小進行排查，最后完成相應(yīng)的檢修流程。對此在實踐的過程當中就需要首次試驗線路，雖然看起來是有些多此一舉，但能夠有效確保故障不會出現(xiàn)蔓延的態(tài)勢，不會對周圍的器械元件產(chǎn)生相應(yīng)的損傷，因此在此前提下進行測試是有著明智之舉。為了有效確認故障所處的大致范圍，因此就需要及時進行通電檢查，要詳細查看各項設(shè)備的運行情況在此之后還需要拖動線路，測試周圍設(shè)備是否出現(xiàn)異常，進而判斷出線路出現(xiàn)問題的范圍。在初步了解以后就需要按照拖動線路的控制原理準確觀察此過程中所出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，然后再根據(jù)相應(yīng)的流程縮小范圍。因此該方法非常適合于檢修較為復雜的線路故障，在工作效率和結(jié)果上都是相當不錯。另外在拖動線路時，還需要使用相應(yīng)的測量工具，以此確保測量結(jié)果準確無誤，在測量過程當中還還需要按照相應(yīng)的流程進行操作，對于如何定位故障點考慮到復雜程度，對此就需要開展多點測量再按照流程進行的同時也避免出現(xiàn)測量，對連接點進行相應(yīng)的編號，整個過程能夠有序從容的開展[4]。比如在使用電壓法進行測量時，就需要選擇使用萬用表在工序開動之前要先進行調(diào)節(jié)之后需要檢查表針是否處于正確的位置，當出現(xiàn)偏離以后要輕輕的進行糾正，但是要避免校正過度，從而對該項設(shè)備造成影響或者是損傷。以后按照相應(yīng)的要求將開關(guān)設(shè)置在對應(yīng)的量程上，以此保證測量結(jié)果準確，接下來就需要按照相應(yīng)的標號逐步開啟測量以此排查潛在的故障。并且在此過程中由于是處于帶電狀態(tài)，因此就必須要保證工作人員的人身安全。此方法的優(yōu)點在于測試故障速度快，方法簡單，準確度相對比較高，但由于是帶電工作，因此存在一定的安全性。

5 解決同步電機啟動和調(diào)速的問題

5.1 直接啟動方案

電力網(wǎng)由輸電變電以及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)組成也是屬于電力系統(tǒng)的一部分，但由于電網(wǎng)的啟動是需要負載無功功率，那么在此過程中必然會出現(xiàn)線路損耗，顯然這也并不符合綠色節(jié)能技術(shù)的要求。對此為了保證啟動過程的穩(wěn)定性以及符合節(jié)能的要求，那么同步電動機的啟動就成為關(guān)鍵因素，因為在啟動時轉(zhuǎn)子沒有加入勵磁，在此時就可以通過電動機將其引入到同步轉(zhuǎn)速，但是在接入電網(wǎng)以后為了能夠?qū)崿F(xiàn)降低對能源消耗，就需要將輔助電動機停運。但由于在啟動的過程中操作流程相對比較繁雜，并且也需要兼顧多種突發(fā)狀況，此過程中需要使用到多種設(shè)備因此復雜性比較高，應(yīng)用范圍相對比較狹隘。

而異步啟動主要是在電動機上安裝異步繞組方式，以此實現(xiàn)啟動方法相對簡單便捷，并且也沒有過多繁雜的程序，在轉(zhuǎn)速趨于同步時就需要將勵磁電流引入其中，其目的就在于保證電動機和電磁轉(zhuǎn)距實現(xiàn)同步運行，因此就可以發(fā)現(xiàn)與同步啟動相比其優(yōu)點極為明顯，需要設(shè)備上便于操作，并且在此期間可以有效降低安全事故的發(fā)生。在使用此方法啟動以后，也不再需要將繞組短路，有效防止單向流量增大有利于減少附加轉(zhuǎn)拒。

5.2 變頻調(diào)速

當同步電動機轉(zhuǎn)速和頻率處于一致時，可以保持處于穩(wěn)定狀態(tài)但是和負載沒有任何關(guān)系。就目前來看可供選擇的節(jié)能方案可以分為自控和他控兩種，前者由于在啟動過程中因為轉(zhuǎn)子帶來的震蕩等因素從而造成的一定的安全問題，因此在系統(tǒng)當中安裝軸端檢測器可以利用其所發(fā)出的信號，實現(xiàn)轉(zhuǎn)子和定子能夠?qū)崿F(xiàn)同步，有助于減少和消除在設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中所出現(xiàn)的能量沖擊問題。在使用上可以使用“交、交”或者“交、直、交”模式。此外在使用逆變器以及轉(zhuǎn)子檢測器也能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的節(jié)能增效。而他控系統(tǒng)在節(jié)能方案上相對比較單一，只能夠選擇“交、直、交”作為調(diào)速系統(tǒng)的唯一裝置，但是從結(jié)構(gòu)上來看，和自控相比較簡單，并且操作起來也是極為簡便但唯一的缺陷就在于效率低。但由于調(diào)速方式有可能存在轉(zhuǎn)子失步等諸多問題，因此在安全性上相比于自控系統(tǒng)要弱了很多，對此也就導致實際應(yīng)用普遍比較低。

6 結(jié)論

綜上所述，使用電力拖動方式控制電機傳定，不僅便于控制同時也能夠提高節(jié)能效率，同時還能減少對環(huán)境的污染[5]。此外由于完全符合節(jié)能減排的目標，對環(huán)境的污染相對比較少該方案已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當中。在此過程中還需要合理的解決常見的拖動問題，以此降低能源消耗，對于行業(yè)的持續(xù)發(fā)展有著積極的現(xiàn)實意義。對此作為行業(yè)的技術(shù)人員，就應(yīng)當及時了解當前節(jié)能電機的廣闊市場應(yīng)用空間，還需要找出發(fā)展中所出現(xiàn)的問題采取合理的措施予以解決，加快我國電力行業(yè)的發(fā)展，進一步促進我國的健康、可持續(xù)發(fā)展。