淺析電機拖動原理與方式及控制中的注意事項

蘭紹卿 陳兆惠 李大鵬

【摘 ?要】電機拖動技術一般分為直流電機拖動和交流電機拖動兩種，在過去大部分高性能拖動系統主要使用的是直流電機拖動技術，但是，近幾年來，隨著我國電力電子技術的發展和進步，交流電機拖動實現了技術上的革新，各方面的性能都更加優于直流拖動技術。因此，使用交流拖動技術的場合變得更多了。本文，主要探討的是電機拖動技術的原理及電機選擇的方式，并探討了電機拖動控制中應當注意的問題。

【關鍵詞】電機拖動原理;控制;注意事項

電機在工業領域能夠實現電能向機械能或機械能向電能的轉換，進而滿足各行各業的生產需求。電機及電機拖動技術的應用極為廣泛，比如說，在廚房用具、電梯等生活設計中得到了較為廣泛的應用，因此，有關電機拖動技術的研究也比較多，做好這方面的研究對于社會的發展具有極為重要的現實意義。

一、電機拖動原理及拖動方式

1、電機拖動原理

所謂電機拖動指的是利用電動機帶動機械設備按照規定的路線和要求進行運轉，進而完成規定的生產任務，高效開展各項工作。在交流電機拖動技術中，電動機主要使用的時三相異步電機由定子、定子繞組、轉子、機座等部分組成。三相異步相機的拖動工作是，首先向三相繞組中通入對稱的三相電流，三相電流變化會產生旋轉磁場，磁感線則負責切割轉子，產生電磁感應現象，轉子繞組中產生電勢差和電流，而在磁場中通過電磁力作用使轉子轉動起來，帶動機械負荷運動。

2、電機拖動方式

（1）直流電機拖動方式。直流電動機具有較為良好的起動、制動性能，一直以來在高性能可調速電力拖動領域中的應用極為廣泛。比如說在廚房等工業領域會應用到電機拖動，在工業領域也會應用到電機拖動技術。直流電動機的轉速同電壓、回路電壓以及磁通有關。因此，在使用電機時主要通過調整這三個裝置來改變轉機速度，也達到調速的目的，但是在實際生產過程中，由于條件的限制，人們主要是通過改變電阻大小的方式實現調速，這種方法比較簡單方便。在使用直流電機拖動方式時，該方式具有較為明顯的調速優勢，能夠較好的滿足大部分的拖動控制要求，而且還能夠實現逆變控制，節能效果比較好。但是因為該結構的內部構造復雜，生產難度大，維護麻煩。因此，隨著新型電機技術的發展和應用，這種傳統的電機技術已經逐漸退出了歷史舞臺。

（2）交流電機拖動方式。這種電機拖動方式是近幾年誕生的新型拖動技術，它與直流電機拖動方式有一個相同點，即也可以實現變速調節，目前市場上主要使用的是異步交流電機，根據其系統類型主要可以分為，轉差功率消耗調速系統、轉差功率回饋型調速系統、轉差功率不變型調速系統。三種系統各有優點，如轉差功率消耗型調速系統主要是通過增減轉差功率來實現轉速調節的，消耗的轉差功率會通過熱能的形式逐漸消散，但是這樣會增加系統的溫度，降低調速功率，影響生產效率。而轉差功率回饋型調速系統，則是以能量的形式回歸到電網或者是轉化為機械能被利用掉，一般轉速越低，能量回收的速度也就越快。而轉差功率不變型調速系統，可以說是幾種系統中最為優越的一種了，該調速系統的功率消耗與轉速轉動方式的聯系不大，內部效率比較高，受外界因素的影響比較小。因此，其應用范圍也比較廣泛。

2、電力控制系統中電動機的選擇

在使用電機時，要選擇合適的電機用于工業生產并非易事。因為，當前我國三相異步電機的使用范圍雖然比較廣泛，裝機容易也比較大。但是，由于不同工作機械的功率不同，部分工作人員對于電機拖動技術不了解，所以在電機選型上經常會存在選型不合理，浪費電力資源的現象出現，這樣可能會提高企業的生產成本，不利于企業各方面工作忙開展。

因此，在使用電機拖動技術時，必須要正確選型，在選型時需要綜合電機類型、運行方式、功率、轉速等問題綜合考慮，要盡可能的使電機穩定、高效、低損耗，進而提升企業綜合效益。在選擇電機時，電機容量是一個較為關鍵的因素。一般電機容量如果過高，可能會造成能源浪費，降低工作效率，而如果電機的容量小，則可能會使電機超負荷運轉，容易導致電機過熱，降低電機壽命。所以說，選擇合理容量的電機極為重要，這樣既能夠降低經濟損失，又能夠提高工作效率。

此外，在電機選擇過程中，還應當從電機的直流交流、機械性能、調速與氣動性能和價格高低等多種角度綜合考慮，選擇合理電機。比如說，在電力水泵站領域應用電機時，需要從起重設備、變速要求等方面考慮，電機的選型。

二、電機拖動控制中應當注意的事項

1、機械性能與工作機械特性相結合

電動機的機械性能與工作機械性能必然會存在一定的差別，市場上生產的大部分電動機性能都是統一固定的，而工作機械由于使用功能、場合等存在一定的差別，性能也存在有較大差異。比如說電動機在運轉過程中額定電流和額定頻率下，按照規定方法接線，定子和轉子外界電流阻力為零時，轉速同電磁轉矩之間的關系，即為電動機機械性能。在使用電動機進行拖動時，如果機械性能能與工作機械特性存在差異，可能會使電機運轉系統穩定性差，在具有工作中，必須要保證發動機與工作接卸性能的協調統一。這樣，才能最大限度的發揮電機拖動作用，提高生產效率。同時，在電機拖動運轉過程中，還需消除干擾，盡快提高運轉速率。

2、直流電動機的電流換向問題

換向是直流電機使用過程中需要考慮的一個關鍵性問題，換向指的是直流電機的電樞組元件從一條支路過渡到另一條支路，這樣的話，該元件中的電流就會發生變化，電機的電流換向速度極快，換向不良可能會導致電刷與換向片之間接觸不良，對元件造成破壞，影響電機的正常使用。所以，一般在使用直流電機時，必須要定期維修，派專人對電機進行看守，在轉向出現問題時，及時的解決好相關問題，保證電機的正常使用。當前在使用電機時，人們主要采取的方式有安裝換向極、調整電刷位置、增加換向回電阻等方式，解決相關問題。

3、電機與變頻器連接的注意事項

電機與變頻器連接也是電機拖動過程中，應當重點注意的一個問題，如果連接不正確可能會導致電機故障，造成電機功率不匹配，引發跳閘問題。因此，在電機與變頻器連接的同時，還需安裝熔斷器，在電機出現故障時，能夠及時的斷開電機與變頻器，保證電機的正常運行，避免損壞電機和變頻器。同時，在電機和變頻器運行過程中，還需讓二者接地，保證電源與電壓匹配，不能隨意改線，按照變頻器，這樣的話，很有可能會引發安全事故，不僅會造成經濟損失，還會對工作人員的人身安全造成威脅。

總之，電機拖動分為直流電機拖動和交流電機拖動兩種，這兩種技術優缺點不易，在具體的應用中也存在有細微差別，隨著電子電力技術的不斷發展，這兩種技術的性能得到進一步提高，但是在使用電機時，工作人員還是應當根據的情況，注意應用容易出現的一些問題，及時采取措施解決問題，為我國制造業的發展提供充足動力。

參考文獻：

[1] 張西京.淺談電機拖動控制中的注意事項[J].科技致富向導.2012（15）

[2] 劉繼宗.電力拖動系統運行的安全性穩定性分析[J].科技創新與應用.2013（04）

（作者單位：1.吉林省白山市恒月機電設備有限公司;2.吉林省通鋼板石礦業有限責任公司）