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三相異步電動機論文范文1

關鍵詞：變頻技術變頻器三相異步電機電動機工作原理

電機控制系統 諧波

中圖分類號： TN773 文獻標識碼： A 文章編號：

變頻器最初用途是速度控制。隨著技術發展和社會對能源運用效率要求的日益提高，逐漸被用于節能領域。該技術尤其在風機、水泵的節能方面得到了廣泛應用。以前，在工業生產的流程中，風機、水泵的調速通常使用的是用滑差調速電動機、耦合器等進行調速，以滿足工藝生產的需要。根據各單位的實際需要，通常使用的是用耦合器對風機、泵進行20%-80%調速，或加裝風門、閥門對風量、流量進行調節。但電機在工頻狀態下運行，多余的動能通過耦合器轉化成熱能讓冷卻水帶走或損失在風門和閥門上。這樣從能源使用上和生產維護上都不經濟，結合現在變頻器的技術在風機泵類設備中的應用，為節能降耗工作提供了很好的解決辦法。采用變頻調節控制技術，取消原來的耦合器及相應的冷卻水泵、冷卻水和風門、閥門等裝置，降低生產中的能源及資源消耗。做好清潔生產、節能降耗。在變頻節能技術應用的同時，要降低變頻器產生諧波對電網產生的危害。

一、變頻技術和變頻器

變頻技術以其顯著的節能效果廣泛的應用于工業設備和家用電器。變頻技術是改變電源頻率的技術，在實際應用中通過變頻器來實現改變電源頻率。變頻器的應用，須結合三相異步電動機的特性，因為變頻器與三相異步電動機有著密切的聯系。

二、三相異步電動機的作用和特性：

1. 三相異步電動機的作用： 通過三相異步電動機運轉（正轉或反轉）來帶動其它設備做各種各樣的機械運動。

2. 三相異步電動機的特性：

1) 運轉方式：靠旋轉磁場來帶動電動機轉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力力轉。

2) 接線方式：有星形（Y形）和三角形（形）兩種，Y形接線時，電動機的電流小，但力矩也小，三角形（形）接線時電動機的電流大，但力矩大；

3) 變 速：n=60f (1-K)/p

n―電動機轉速 60―常數 p―極對數

f ―電源頻率 k―滑差系數

公式說明：只要改變電源頻率“f”或極對數“p”，就可以改變電動機轉速。

三相異步電動機有2極、4極、6極、8極……,工業用的三相異步電動機一般極數不會超過8極，極數越多，轉速越慢，但力矩就越大，極數越少，轉速就越快，但力矩就越小；每種極數所對應的轉速如下：

a) 2極──2950轉/分（理想3000轉/分，即同步轉速）

b) 4極──1450轉/分（理想1500轉/分，即同步轉速）

c) 6極──950轉/分（理想1000轉/分，即同步轉速）

d) 8極──700轉/分（理想750轉/分，即同步轉速）

三、 變頻器的作用：

變頻器具有：調速的作用：三相異步電動機，變頻控制后可以實現調速功能，由輸出頻率控制電機轉速，三相異步電動機由靜態至最高速線性加速。通常變頻器的頻率調節范圍是：0-650HZ。啟動時電機由0轉速線性加速，對機械設備運轉沒有危害。

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直流電，通過電解電容濾波后變成平滑的直流電，控制板對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機，實現電動機變頻運行。

五、實際應用案例：以某單位一臺40MW鍋爐鼓風機、引風機變頻技術應用改造為例

現場設備介紹：

40MW鍋爐于1989年建成投運，鼓風機用于為鍋爐燃燒送風，引風機用于排煙，兩臺風機未改造前風管上均裝有風門調節裝置，用以調節風量，以滿足鍋爐運行工藝要求，鼓、引風電均用自耦降壓啟動方式。現場設備鼓風機的電機參數如下表1所示，引風機的電機參數如下表2所示。

表1

表2

2、變頻改造前后優缺點比較

原系統采用風門調節風量，電機工頻運行，其能耗大、效率低、調節精度低，維護工作量很大。改造后變頻調速是通過改變電動機定子供電頻率來改變旋轉磁場同步轉速進行調速的，是無附加轉差損耗的高效調速方式。優點是調速效率高，啟動能耗低，調速范圍廣，可實現無極調速，動態響應速度快，調速精度高，操作簡便，且易于實現生產工藝的控制自動化。

3、效益分析

改造前平均鼓、引風機運行電流：70.8 A；負載率：60.3 %，改造后平均運行電流：26.2A；負載率：33.3%，通過一個運行期的性能考核分析：改造后節能：60.3%-33.3%=27%，27%×185kW=50kW?h；一年按運行100天計算，可節約電量：50×24×100=12萬度。通過以上案例分析，由此可見，在滿足生產要求的條件下，采用變頻調速節能效果明顯著，延長了設備使用壽命、降低了故障率。

4、變頻技術在風機泵類設備中應用的主要特點

1、低頻力矩大、輸出平穩

2、高性能矢量控制

3、轉矩動態響應快、穩速精度高

4、減速停車速度快

六：降低變頻器諧波危害，提高電能質量

變頻其產生的高次諧波對電網產生的危害日益嚴重。通常采用變頻器隔離、接地或采用無源濾波器、有源濾波器、架設無功補償器裝置以及綠色變頻器等方法，將變頻器產生的諧波控制在最小范圍之內以抑制電網污染、提高電能質量，這些值得研究推廣。

電網諧波產生的危害主要有：

1)、諧波使電網中的元件產生附加的諧波損耗，降低發電、輸電及用電設備的效率。同時大量的3次諧波流過中性線會使線路過熱甚至發生火災。

2)、諧波影響各種電器設備的正常工作，使電機發生機械振動、噪聲和過熱，使變壓器局部嚴重過熱，使電容器、電纜等設備過熱，造成設備的絕緣老化、壽命縮短以至損壞。

3)、 諧波會引起電網中局部的并聯諧振和串聯諧振，從而使諧波放大，引起嚴重事故。

4)、諧波會對鄰近的通訊系統產生干擾，輕者產生噪聲，降低通訊質量，重者導致信息丟失，使通訊系統無法正常工作。

5)、諧波會導致繼電保護和自動裝置的誤動作，并使電器測量以表計量不準確。

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。

三相異步電動機論文范文2

關鍵詞：電動機 降壓啟動 比較分析

中圖分類號：TM343 文獻標志碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0128-01

電動機作為一種被廣泛使用的設備，在任何工廠或者發電廠中都必須配置電動機，特別是在工廠中，一旦自備的電動機發生了相關故障，則非常可能致使整個工廠都停電，給工程帶來巨大的經濟損失。在電動機進行啟動時可能會整個電力系統造成巨大的啟動電壓壓降，同時也給整個系統的電能質量造成巨大的影響。因此，為了減少電動機對整個電力系統電壓的影響，必須合理選擇電動機的起動方式，確保電動機的安全啟動。本文對電動機的降壓啟動方式進行比較分析。

1 電動機突然而劇烈的啟動造成的危害

通常情況下，在異步電動機中，其全壓啟動電流與額定電流有一個數量關系，即全壓啟動電流為額定電流的4～7倍，如果啟動電流過大，則將對電動機的壽命進行降低，導致變壓器的二次電壓出現大幅度的降低，這就減少了電動機的啟動轉矩，甚至有可能導致電動機出現根本無法啟動的局面。異步電動機還會對同一個網絡中的其他供電設備造成影響，如果交流電動機突然出現了劇烈的啟動現象，則其可能造成大量的損失，如下幾點。

（1）進行Y-v啟動會造成啟動電流或電壓發生瞬變，導致相關電氣故障的發生，同時還可能造成電壓發生劇烈的變化，造成整個電網中其他電氣設備出現故障。

（2）造成運行故障。電動機突然啟動將造成管路系統產生巨大的壓力振動，其會對所帶的貨物產生嚴重的損壞。

（3）對經濟效益造成嚴重的影響。電動機的一旦發生了故障，都會造成停運和維修的故障損失，致使電動機的運營成本造成嚴重的增加。

2 電動機的起動方式分析

2.1 全壓直接起動方式分析

作為電動機最為簡單的啟動方式之一，電動機的全壓直接啟動就是將其定子繞組上直接加額定電壓，然后直接進行啟動。電動機的全壓直接起動主要適用于負載和電網容量允許的條件下。

電動機全壓啟動的優點是其起動的轉矩較大，且起動的時間較短，所使用的起動設備較為簡單，易于操作和維護，啟動設備的故障率較低。在對電動機進行全壓起動時，由于起動電流很大，如對于鼠籠型電動機其起動電流一般為額定電流的6～8倍，如果此時電動機功率較大，則過大的電動機起動電流將造成配電網電壓的降低，直接影響其直接連接的其他電氣設備的正常工作。

2.2 Y-起動方式分析

Y-的起動方式就是將連接的電動機，在其起動時接成Y 型，當電動機完成起動后其速度將接近運行。利用這種方式對電動機進行起動時，定子繞組的電壓實際上為整個電源電壓的50%，而起動電流也較小，僅為直接啟動方式的30%，這樣就保證了其起動的轉矩也較小，整個電動機的起動對電網的沖擊力也較小，允許較多次數的起動。利用Y-起動方式進行起動時還無需增加其他設備即可實現對電動機的起動，因此這種起動方式適用于頻繁起動的小型電機。

Y-的起動方式主要優點是結構較為簡單，且投資較小。當電動機所帶負載較低時，可以采用Y-的起動方式，其額定轉矩可以與相關的負載進行匹配，這樣就能夠提高電動機的負載率。

2.3 自耦變壓器起動分析

利用自藕變壓器的降壓起動也可以實現電動機的起動。利用自藕變壓器起動能夠有效實現帶負載起動，這種起動方式在大容量的電動機上經常使用。利用這種起動方式能夠有效實現大轉矩的起動，并可利用抽頭有效實現對轉矩的調節。通常自藕變壓器可以通過接觸器有效實現自動控制，通過自藕變壓器起動可實現低成本的起動，其性價比較高，在電機起動中應用較為廣泛。

3 電動機的幾種降壓啟動分析

通常在10 kW及以下的小型電機中，其都是可以進行直接啟動的，而對于10 kW及以上的電動機中則通常采用降壓啟動的啟動方式。為了對啟動轉矩進行減小，以防止其對相關機械設備所產生的沖擊，如果電動機允許進行全壓啟動，則其也可采用其他啟動方式，即降壓啟動。

在三相異步電動機中，通常所采用的降壓啟動方法有以下幾種：利用定子串進行降壓啟動，進行Y-方式的降壓啟動，進行軟啟動器的降壓啟動。利用這些方法都可以有效實現啟動電流的降低，對線路的電壓降落進行減小，確保電氣設備的有效運行。

3.1 串電阻降壓啟動方式

通常在定子電路中采用串電阻的方式來對定子的繞組上的電壓進行有效的降低，在電動機降壓啟動的過程中，一旦電動機的轉速達到額定值時，就應該采用切電阻的方式來有效的限制啟動電流，確保電動機能夠在全壓的方式下進行有效的運行。在對定子串的降壓啟動的過程中，其電動機啟動電流將隨定子的電壓成正比，而其啟動轉矩則與電壓的平方成正相關。

串電阻降壓啟動的缺點是其將消耗大量的電能，且串電阻降壓啟動的成本較高，這種啟動方式在啟動不頻繁的電動機中經常使用。

3.2 自耦變壓器降壓啟動方式

通常將自耦變壓器視為啟動補償器，在自耦變壓器中其電源和初級是相連的，而自耦變壓器的次級是與電動機直接相連的。在自耦變壓器中其次級是具有3個及以上的抽頭的，因此利用自藕變壓器方式可以實現3個不同大小的電壓。

使用自耦變壓器的方式進行啟動時其可以靈活選擇啟動轉矩，并有效選擇啟動電流。在電動進行啟動時，在定子繞組進行啟動時其所得到的啟動電壓將是二次側的電壓，如果啟動完畢，則可將自耦變壓器進行切除。這樣電動機就能過直接連接到相關的電源，即連接至一次側。在變壓器降壓啟動的過程中，其啟動的轉矩與電流通常都是按平方值進行降低的，即獲得同樣的轉矩，則其所獲得的電流將比降壓啟動的電流小的多，因此通常將自耦變壓器視為啟動的補償器。

采用自耦變壓器的啟動方式通常在大容量的電動機中進行使用。這種方法的主要缺點是其價格較為昂貴，且結構比較復雜，相對體積較大，不能夠進行頻繁的操作。

4 結論

上述電動機的啟動方式中分析比較中，其具有控制電路簡單的共同特點。但由于電動機啟動過程中的啟動轉矩是不可調的，因此在整個啟動的過程中將產生巨大的沖擊電流，這樣就會導致電動機將產生堵轉的現象。在對電動機進行軟啟動時雖然沒有沖擊電流，但恒流啟動過程中會導致電網的繼電保護特性具有選擇性，因此，當電動機在直接啟動不能滿足要求時，首先考慮的是軟啟動降壓啟動器。

參考文獻

[1] 趙建文，翟文利.三相異步電動機起動方式的分析與選擇[J].安陽鋼鐵公司，2006，3：46-48.

三相異步電動機論文范文3

教學目標 以往的教材都注重對電機的理論分析。而本課程教學則會從學校實際出發，以培養應用型人才為宗旨，著重從應用角度出發，分析直流電機、變壓器、異步電機和微特電機等的基本結構、工作原理、電磁關系和運行特性，重點掌握各種電機的外特性，為掌握本專業和學習后續課程打下基礎。

在專業課程體系中的定位 《電機應用技術》是浙江大學城市學院自動化專業的專業方向課程，該課程的學習將為后續《電氣控制與PLC應用》《交直流調速技術》和畢業設計等課程環節建立必要的基礎，是自動化專業承上啟下的重要專業課程。

在專業能力培養中的定位 該課程定位于讓學生樹立以交直流電機為控制對象的完整的自動控制系統的概念，結合已學過的電路原理、數字電子技術基礎、模擬電子技術基礎、單片機、電力電子技術等課程，搭建以電機為控制對象的閉環控制系統，并完成對電機性能的調試和控制。

與核心課程群中其他課程在知識體系與能力培養上的整體設計 《電機應用技術》與自動化專業的其他核心課程之間的關系，如下圖所示。在一個完整的閉環控制系統中，《計算機控制》《單片機》《PLC》是控制手段，《電力電子技術》《數電》《模電》提供電機的驅動電路，《電機應用技術》構成系統的控制對象，《運動控制技術》和《控制系統設計》提供系統的理論概念和分析方法，《自動控制理論》《系統建模與仿真》《智能控制》偏重原理性地介紹和理論的分析，主要定位培養學生的系統概念和理論分析能力。

基礎知識要求 要求掌握直流電機的結構和基本工作原理、直流電動機的電力拖動、變壓器基本工作原理和變壓器組別判斷、交流電機的結構和基本工作原理、三相異步電動機的電力拖動、同步電機、微特電機以及電動機的容量選擇等。知識點：電力拖動系統的運動方程式;直流電機的工作原理、內部結構、用途、運行特性以及他勵直流電機的起動、調速和制動;變壓器的結構和工作原理、變壓器空載運行和負載運行特性、變壓器的接線組別判斷;三相異步電動機的工作原理、內部結構、用途、工作特性、參數的測定、運行特性、三相異步電動機的起動、制動和調速問題;了解伺服電機、步進電機、測速發電機、無刷直流電動機的結構和基本工作原理。

能力培養要求 培養學生了解直流電機、變壓器、交流電機的運行特性分析，同時結合已經學習過的電路原理、數字電子技術基礎、模擬電子技術基礎、單片機、電力電子技術等課程，搭建以電機為控制對象的閉環系統，樹立閉環反饋系統的整體概念，完成對電機的性能分析和控制。技能點：能夠搭建以電機為控制對象的閉環控制系統，并對電機性能進行分析，同時借助單片機等控制手段完成對電機的智能控制，能夠獨立完成閉環系統硬件搭建和調試，掌握PID等經典控制算法在實際系統中的應用。

實踐教學要求 利用課外時間以三四人的小組為單位，搭建直流電機的閉環控制系統，要求完成硬件系統搭建、軟件程序編寫與調試以及報告的撰寫。通過本次設計，增加學生對電機理論知識的感性認識，完成理論到實踐的轉換。

作業要求 隨堂課后作業、課外引導性項目實踐設計、網上在線測試。隨堂與課堂講授知識點匹配的作業要求跟隨進度完成;課外引導性項目實踐設計分6周完成，完成硬件系統搭建、軟件程序編寫與調試以及報告的撰寫，實施分組進行。

考核要求 在理論考試中，加強基礎、強調應用、注重引導、形式多樣。充分利用試題的設計與收集，合理設計試題，著重考查學生對基本概念的理解掌握及應用所學知識的能力，淡化理論的推導和復雜的數學計算，著重考察學生綜合應用電機及拖動知識的能力。調動學生積極性，結合教學互動，讓學生參與到理論教學中來。開學初讓學生組成學習小組，人數限定在2人或3人，指定組長，上一節課會將下節重要內容布置下去，每節課都預留部分時間，讓學生對本節重點內容進行講解。評價比例為：期末考試成績占40%，平時成績占60%，其中平時作業加到課率15%、課堂情況10%、平時測試15%、綜合性設計（注重學生的個性化發展）20%。

三相異步電動機論文范文4

關鍵詞：感性電路 提高功率因數 節能 設備設計分析

中圖分類號：TM46 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)01-0080-02

煙臺TIMKEN汽車軸承有限公司是一家美國獨資企業，主要從事美國通用汽車所需的各種滾子軸承的出口型加工；同時也是山東商務職業學院的校企合作伙伴。該公司生產規模很大，擁有近千臺數控車、磨、銑床等加工設備。2002年公司耗資數十萬元（具體金額廠家不方便公布），引進了美國著名電氣品牌，AB公司設計的一套功率因數補償與節能設備（下統稱為補償節能器）。當時很多高校的專家對這套設備的性價比有所質疑；但是經過六年多的實踐運行證明，由于公司的功率因數大大提高；公司每年節約15%-20%的用電費用。這套設備所帶來的能耗節約費用到日后還不可估量。同時電動機做為一種典型的感性負載；提高其功率因數，可以降低額定電流從而減少導線的耗材；同時還可以減少負載與電網的無功功率能量交換，保護電網安全壽命,意義十分重大。

補償節能器設備自投產以來，很多技術工作者對其設計原理產生了濃厚的興趣。研究發現，其設計思路主要是由功率因數補償原理分析和控制系統設計兩部分組成。本文也將從以下兩個方面入手進行分析討論。

1、補償節能器的設計理論分析

1.1 功率因數提高的方法

電路基礎理論提出：若電路中存在感性或容性電氣元件，那么其功率因數最高為1；且產生條件的是發生諧振。諧振有串聯和并聯兩種情況。串聯諧振是電路中感性和容性元件的復阻抗恰好相等，那么在同串聯電流條件下，感性與容性元件電壓大小恰好相等，相位上則產生180°的波形差額，因而電壓相互補償抵消。但串聯諧振抵消的不僅是感性與容性元件各自的電壓；更進一步的在總的復阻抗上產生了抵消，致使電路總電流的提高。這顯然不是節能方案所能接受的。

在大量使用三相異步電動機的機械廠，總電路顯然是感性的。由此感性電路的功率因數提高的唯一方法就是在每一相電源上額外并聯上不同的容性負載使其產生并聯諧振。如圖1所示。

設企業三相電路中的某一單相電路阻抗為，則其原有功率因數。現在為其并聯容性復阻抗 （）的容性負載后則單相電路總的復阻抗變為：。因此

顯然當：，即（式1）成立時。單相電路總的復阻抗變為電阻性，沒有虛部。此時單相功率因數提高的最大值；電源功（率）全部被負載吸收，不存在無功功率和負載與電網之間的能量互換。

同時由式1可以看出在容性負載條件的范圍內，能滿足功率因數提高到最大值的，可選擇不同的和并聯容性電路的設計有很多種。且功率因數為1時只能保證不存在負載與電網之間的能量互換。并不是讓電路產生最大阻抗和最小電流的條件。因此還必須進行節能方案的推導。

1.2 額定電壓下最小電路產生的條件推導

將功率因數為1的充分條件，帶入單相電路總的復阻抗公式得：

上式如果用高等數學中條件極限公式或羅比塔法則比較難求出它的極值。但是用研究生數學數值分析中的蓋爾圓盤等理論很容易求的復阻抗的最大值。這里本文只給出結論：即當（并聯容性電路只有電容且不串電阻時），（并聯電容的容抗恰好滿足時）。總阻抗可達到最大值：。

由此可以得出補償節能器的設計理論：某一單相阻抗為的電路并聯的電容后，功率因數提高至最大，且電流將至最低。

2、補償節能器的設計原理

2.1 波形采集器選擇

由上述理論，每相電路應根據各自的復阻抗的不同進行功率因數補償與節能。但是實際機械廠每相電路并聯的負載大小和數量都很不確定的。因此AB公司設計補償節能器時采用了：首先對電壓和電流的精確波形采集，然后計算每相負載相當的一個總復阻抗后再進行補償值計算。

利用現有市場上的電壓、電流互感器以及功率因數表可以很低廉方便，也很精確的測量出電壓和電流的大小及功率因數和相位。但是筆者不建議這樣直接組合測量。因為如圖2所示：測量的目的是計算，計算的結果是控制補償量。因此在測量背后必須一個中央處理控制模塊（如PLC）。而中央模塊一般有足夠的運算能力和速度，需要統一的信號和較高的精度。

美國AB公司由此自主開發了一個簡單的以51單片機模塊為基礎的VCT電壓電流波形測量設備。再經過模擬量向數字量的AD轉化，將三相電路的電壓和電流的大小及相位差轉換輸給中央控制模塊，控制模塊計算出每相需要補償的電容大小。

2.2 補償設備的設計

本文1.2中給出了不同復阻抗感性電路條件下的最佳補償電容大小計算公式。實際補償時，所需電容計算值一般不是有理數且很難實現；再者電容本身并不是一個很穩定的原件。但據前述理論不難推導：如果實際補償值與理論需求值相差越小，功率因數越接近1、總阻抗與電阻性元件相差也不大。因此在有計算能力的控制條件下；為了方便結構設計，可以選擇較近似值設計。

如圖3所示，TIMKEN公司的補償設備采用了砝碼組合原理。共設置了4個1000F的電容并聯控制。類似于電阻并聯：只閉合一個S開關，則為L1相電源補償1000F電容。任意閉合兩個，則補償500F。由中央控制器選擇最佳的補償電容開啟數目。每個機械廠當然需要根據自己的滿載和常載阻抗設計出相應的補償大小和數目進行控制。

2.3 中央控制器的設計

由圖2設備結構圖可以看出，VCT測量設備是一個閉環控制的首端，各個補償電容則是這個閉環控制的終端。因此還必須給整個控制系統選擇一個核心的控制單元。據前述理論：該控制單元需要三個單相VCT信號檢測輸入模塊，輸出一般為每相電路設置4個，三相共12個補償控制開關。顯然設備對補償節能設備的中央控制單元運算能力要求并不高，因此一般小型的PLC就可以很好的勝任。AB公司在中央控制單元上自然選擇了自產的羅克韋爾小型PLC。

3、結語

三相異步電動機補償節能控制，特別是重型高電能耗機械廠的總功率因數補償控制節能設備的設計理念已提出多年；但是應用案例在國內資料較少。在我國經濟高速發展的條件下，減少能耗的理論聯系實際的項目方案是十分急需的。

參考文獻

[1]翟鴻太.《提高功率因數是節能降耗的有效措施》[J].磚瓦世界,2010(3):7-8.

三相異步電動機論文范文5

職業教育是社會的必然需要，教學的過程需要更加科學、更加專業、更重要的是能吸引學生的學習熱情，使理論與實踐結合，讓學生能夠“學以致用”，把職業教育專業技能與網絡教學相結合，有針對性的教學手段可以讓學生在家里完成全部的學習過程。

該論文將網絡教學和職業技能學習有機的結合，針對機電專業電工電子技術學科進行系統的、科學的網上教育，更重要的是以學生“學”為主的出發點，使網絡教育不再是教師一廂情愿的擺設，趣味性、實用性成為整個網絡教程設計的重點。

關鍵詞：電工電子技術；網絡教學；技能訓練；以學為主

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）33-0138-02

電工、電子技術基礎是中職機電大類必修的兩門專業基礎課程。通過本課程的學習，使學生掌握電工電子技術各種基本電路的組成、基本工作原理、性能特點、熟悉各種電子儀器和電工工具的正確使用方法，初步具備使用元器件、讀識電路圖和測試常用電路功能及排除線路故障的能力。為以后的其他專業課做好充分的知識儲備。

本課程的教學內容中既有電工和電子技術的基本概念、定律和電路等理論知識的教學，又是一門具有很強實踐性的教學課程，因此實訓技能的訓練也是學習好本課程的重要組成部分。這就要求學生要將所學的理論知識與動手實踐很好的結合才能真正學好這門課程。由于電工電子課程理論與實踐并重的這個特點，使得在課堂上的時間很難滿足使每個學生充分學習和練習，課后要想復習又不具備學習條件，所以我認為能夠搭建一個基于電工電子基礎的學習平臺，讓學生在課后也能對所學的理論知識更深入的M行學習和認識，并且同時能對實訓技能進行模擬練習，為本課程的學習起到輔助學習和熟練運用的作用，這也正是網絡教學之所長。

電工、電子技術網絡課程由電工技術基礎和電子技術基礎兩個大部分組成。一、電工技術基礎的網絡課程，學習目標是使學生全面掌握電路的基本知識，例如混聯電路和復雜電路的分析方法、幾種求解復雜電路的基本計算方法、三項交流電的形成和連接，然后在此基礎上，熟練掌握三項異步電動機的構造和電氣控制的四個基本控制電路，最后學會電工的測量和常用工具的使用等實訓技能。二、電子技術基礎的網絡課程，又由模擬電子技術和數字電子技術兩個部分組成，學習目標是全面掌握電子電路中基本電子元器件的原理及其應用，在此基礎上能夠掌握集成運算放大器、基本放大電路和直流穩壓電源等電路的原理及其應用，同時能夠要學會辨別、測量電子元件，完成兩個中級考工要求的簡單電路板制作技能訓練。學習這門課程都應該是高職二年級的學生，已經學過高等數學、普通物理等基礎課程，具備了一定的基礎知識和專業知識，但是高職的學生沒有很強烈的求知欲，原來的基礎知識和數學能力都不足，他們并沒有獨立學習這門課程的能力。所以要實現以上課程的學習目標，就不能簡單的設計教學過程，使用以前一貫的教學模式和思路則行不通。

要將網絡課程作為課堂教學的有力補充，助力學生主動的進行學習還要注意做到以下幾點：第一、網絡課程對教師的要求不是降低了，而是更多的要求教師創設更富有個性化的網絡化學習環境，教學方法更加多樣化。根據教學目標合理創設學習情景，運用信息技術使得課程更加真實、生動、直觀而又富于啟發性，把提高學習效率作為當前高職教育教學的第一要素。第二、根據“因課而異”原則選擇合適的課程整合教學結構。第三、避免單向的“填鴨式”教育，所學內容必須得到及時的反饋、互動和答疑，學生學習的結果要反過來影響下一步教學的進程和方式。

因此本課題一改以往教學網絡課程以教師“教”為主的教學模式，從以學生“學”為主的角度入手，如何調動學生學習的積極性，提高學生在學習中的樂趣作為第一要素。這就要求：一、在課程界面上必須新穎、“非主流”，迎合學生的審美喜好。初步設想界面采用個人空間裝飾風格，動態的界面布局；菜單采用游戲菜單樣式，每一章節測試有難易度的選擇，以闖關的形式解鎖下一級測試題，以此來引發學生的學習興趣。二、課程設計的多樣化，突出學生為主的學習模式，學習的過程中要有學生的操作選擇或者完成答題穿插其中，引發學生的思考。所以即使是播放的教學視頻，也需要用微課的各種形式提高學生的學習興趣。三、課程內容采用模塊化的組織方法，基本以知識點或教學單元為依據。主要分為課程學習、測試練習、仿真模擬、學習交流四個模塊，其中在線交流學習也將作為本課題的一個著重創新點，在交流平臺中，可以采用一人提出問題，其他同學解答問題，管理員對答案較為完整的同學進行加分的形式；同時還應有在線客服形式的教師對疑難問題進行解答。四、整個網絡課程其實是一個大型的教學平臺，它作為一個大的框架式結構，允許對于試題、PPT以及視頻文件進行上傳并編輯。五、網絡課程應該有后臺的信息采集，利用大數據的統計結果，針對多數人學習的難點進行教學策略的改善，對于教學設計的不合理部分進行調整，實現教與學的互相促進。

交流電路包含正弦交流電路、三相異步電動機常用低壓電器電機控制基本電路、常用機床電路電工測量、安全用電電路和部分電工測量。在具體教學內容的安排上，本文以電工技術基礎課程為例，將教學內容分解為相對獨立的知識結構，即電工測量、電路部分和電氣與控制，然后，明確不同教學內容之間的結構關系，即首先掌握電路的基本概念、基本定律和電路的基本分析方法，以及電機與控制部分，最后學習電工測量技術，電工技術基礎課程的教學內容如圖1所示：

在學習活動中，我們利用網絡的優勢，按照教學設計的原理，設計了豐富多彩的學習活動。電工、電子技術基礎課程由課程學習、測試練習、仿真模擬、學習交流四個模塊組成，如圖2所示。

這四大模塊構成一個系統，相互依存、相輔相成、密不可分。任何系統只有通過相互聯系形成整體結構，才能發揮整體功能。針對于此，我們對本網絡課程的四大模塊進行了精心的設計。

課程學習模塊是網絡課程設計主要內容。它是慕課、微課等方法多樣，內容豐富的上課形式進行課程內容的傳授。課程內容共分十二章，包括簡單直流電路、復雜直流電路、正弦交流電路、三項正弦交流電路、電工測量、常用低壓電器、三相異步電動機、電機控制基本電路、常用機床控制線路和安全用電。把每一章的內容量化為幾個相關的學習任務，每一個學習任務進一步具體量化為多個問題，問題的提出按照學生的認知規律進行排序，讓學生在具體的問題解決過程中認識問題的本質，從而達到認知的目的。例如電機控制基本電路中的電動機單向啟動電路的學習可以分為三個遞進的控制電路逐步完成學習任務，如圖3所示：

仿真模擬模塊包含了所有電工技術基礎相關的模擬實驗，分別是電工基本常識與操作、常用電工儀表的使用、低壓電器、照明路安裝、電機與變壓器、電動機控制、電工識圖。在學生掌握理論知識同時，利用仿真軟件演示并可以操作電路的連接和利用儀器進行測量，這樣把課堂理論和實驗實訓都搬到網絡課程中來，使學生可以即可“學以致用”，取得階段的學習成就感。仿真軟件如圖4所示：

電工實驗是應用電工學的基本理論進行基本實驗技能訓練的主要環節，除了介紹必要的實驗理論和實驗方法外，主要通過學生自己的實踐，學習基本的電量和非電量的電工測試技術，學習各種常用的電工儀器、儀表、電機、低壓電器的使用法，培養學生進行科學實驗的基本技能，樹立工程實際觀點和嚴謹的科學作風，使他們能獨立地進行實驗，為下學期的維修電工中級考工打下堅實的基礎。

這里所介紹的電工電子教程是針對職業類學校機電專業的學生“量身定做”的，創新的意義在于首要任務提高學生的學習興趣，使網絡教學不再是教師一廂情愿的“擺設”；同時將理論知識和實驗實訓相結合，在同一時間、同一框架內完成學習，讓學生能全方位有目的地進行學習，并為考工做充分的準備。若要實現還有許多技術難題需要解決，如能建立一個教學平臺，任何專業課都可以放入此框架內進行學習，比如機電專業的“機械加工工藝”，這樣就可以起到一勞永逸的作用了。

參考文獻：

[1] 劉志平.電工技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2007.

[2] 康華光 .電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2011.

三相異步電動機論文范文6

[論文摘要]低壓電網如何有效保持良好的工作狀態，降低電能損失，與電網穩定工作、設備安全運行、工安全生產及人民生活用電都有直接影響。分析無功補償的作用和主要措施。

無功補償是借助于無功補償設備提供必要的無功功率，以提高系統的功率因數，降低電能的損耗，改善電網電壓質量。

從電網無功功率消耗的基本狀況可以看出，各級網絡和輸配電設備都要消耗一定數量的無功功率，尤其是以低壓配電網所占比重最大。為了最大限度的減少無功功率的傳輸損耗，提高輸配電設備的效率，無功補償設備的配

置，應按照“分級補償，就地平衡”的原則，合理布局。

一、低壓配電網無功補償的方法

隨機補償：隨機補償就是將低壓電容器組與電動機并接，通過控制、保護裝置與電機，同時投切。

隨器補償：隨器補償是指將低壓電容器通過低壓接在配電變壓器二次側，以補償配電變壓器空載無功的補償方式。

跟蹤補償：跟蹤補償是指以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，將低壓電容器組補償在大用戶0.4kv母線上的補償方式。適用于100kVA以上的專用配變用戶，可以替代隨機、隨器兩種補償方式，補償效果好。

二、無功功率補償容量的選擇方法

無功補償容量以提高功率因數為主要目的時，補償容量的選擇分兩大類討論，即單負荷就地補償容量的選擇（主要指電動機）和多負荷補償容量的選擇（指集中和局部分組補償）。

（一）單負荷就地補償容量的選擇的幾種方法

1．美國：Qc=（1/3）Pe

2．日本：Qc=（1/4~1/2）Pe

3．瑞典：Qc≤√3UeIo×10-3 (kvar)Io-空載電流=2Ie(1-COSφe )

若電動機帶額定負載運行，即負載率β=1，則：Qo

根據電機學知識可知，對于Io/Ie較低的電動機（少極、大功率電動機），在較高的負載率β時吸收的無功功率Qβ與激勵容量Qo的比值較高，即兩者相差較大，在考慮導線較長，無功當量較高的大功率電動機以較高的負載率運行方式下，此式來選取是合理的。

4．按電動機額定數據計算：

Q= k(1- cos2φe )3UeIe×10-3 (kvar)

K為與電動機極數有關的一個系數

極數：2468 10

K值： 0.70.750.80.850.9

考慮負載率及極對數等因素，按式（4）選取的補償容量，在任何負載情況下都不會出現過補償，而且功率因數可以補償到0.90以上。此法在節能技術上廣泛應用，特別適用于Io/Ie比值較高的電動機和負載率較低的電動機。但是對于Io/Ie較低的電動機額定負載運行狀態下，其補償效果較差。

（二）多負荷補償容量的選擇

多負荷補償容量的選擇是根據補償前后的功率因數來確定。

1．對已生產企業欲提高功率因數，其補償容量Qc按下式選擇：

Qc=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm

式中：Km為最大負荷月時有功功率消耗量，由有功電能表讀得；Kj為補償容量計算系數，可取0.8～0.9;Tm為企業的月工作小時數；tgφ1、tgφ2是指負載阻抗角的正切，tgφ1=Q1/P，tgφ2= Q2/P；tgφ（UI）可由有功和無功電能表讀數求得。

2．對處于設計階段的企業，無功補償容量Qc按下式選擇：

Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)

式中Kn為年平均有功負荷系數，一般取0.7～0.75;Pn為企業有功功率之和；tgφ1、tgφ2意義同前。tgφ1可根據企業負荷性質查手冊近似取值，也可用加權平均功率因數求得cosφ1。

多負荷的集中補償電容器安裝簡單，運行可靠、利用率較高。

三、無功補償的效益

在現代用電企業中，在數量眾多、容量大小不等的感性設備連接于系統中，以致電網傳輸功率除有功功率外，還需無功功率。如自然平均功率因數在0.70～0.85之間。企業消耗電網的無功功率約占消耗有功功率的60%～90%，如果把功率因數提高到0.95左右，則無功消耗只占有功消耗的30%左右。減少了電網無功功率的輸入，會給用電企業帶來效益。

（一）節省企業電費開支。提高功率因數對企業的直接效益是明顯的，因為國家電價制度中，從合理利用有限電能出發，對不同企業的功率因數規定了要求達到的不同數值，低于規定的數值，需要多收電費，高于規定數值，可相應地減少電費。使用無功補償不但減少初次費用，而且減少了運行后的基本電費。

（二）降低系統的能耗。補償前后線路傳送的有功功率不變，P= IUCOSφ，由于COSφ提高，補償后的電壓U2稍大于補償前電壓U1，為分析問題方便，可認為U2≈U1從而導出I1COSφ1=I2COSφ2。即I1/I2= COSφ2/ COSφ1，這樣線損 P減少的百分數為：

ΔP%= (1-I2/I1)×100%=（1- COSφ1/ COSφ2）× 100%

當功率因數從0.70～0.85提高到0.95時，由上式可求得有功損耗將降低20%～45%。

（三）改善電壓質量。以線路末端只有一個集中負荷為例，假設線路電阻和電抗為R、X，有功和無功為P、Q，則電壓損失ΔU為：

U=（PR+QX）/Ue×10-3(KV) 兩部分損失：PR/ Ue輸送有功負荷P產生的；QX/Ue輸送無功負荷Q產生的；

配電線路：X=（2~4）R，U大部分為輸送無功負荷Q產生的

變壓器：X=（5~10）R QX/Ue=(5~10) PR/ Ue 變壓器U幾乎全為輸送無功負荷Q產生的。

可以看出，若減少無功功率Q，則有利于線路末端電壓的穩定，有利于大電動機的起動。

（四）三相異步電動機通過就地補償后，由于電流的下降，功率因數的提高，從而增加了變壓器的容量，計算公式如下：

S=P/ COSφ1×[（ COSφ2/ COSφ1）-1]

如一臺額定功率為155KW水泵的電機，補前功率因數為0.857，補償后功率因數為0.967，根據上面公式計算其增容量為：（155÷0.857） ×[（0.967 ÷0.857）-1]=24KVA

四、結束語

在配電網中進行無功補償、提高功率因數和做好無功優化，是一項建設性的節能措施。本文簡要分析了三種無功補償的方法和兩種無功功率補償容量的選擇方法以及無功補償后的良性影響。在實際設計中，要具體問題具體分析，使無功補償應用獲得最大的效益。

參考文獻