电动机节能技术的研究毕业论文.doc

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1、本科生毕业设计（论文）电动机节能技术的研究毕业论文目录第1章前言11.1课题来源11.2异步电动机的节能措施11.3国内外抽油机电动机节能技术发展综述21.4本文所做的主要工作71.4.1基本思路：“铜耗=铁耗”81.4.2节能装置结构91.4.3控制回路设计91.4.4控制系统软件的设计10第2章抽油机的负载特性11第3章三相异步电动机运行特性分析133.1稳定运行时的三相异步电动机133.1.1等效电路及矢量图133.1.2三相异步电动机的功率关系及损耗分析153.1.3异步电动机的转矩表达式163.2运行条件变化对电动机性能的影响183.2.1负载变化对损耗、效率

2、、功率因数和转矩的影响193.2.2电压变化对电动机性能的形响2146本科生毕业设计（论文）第4章系统硬件设计254.1概述254.2抽油机节能装置主电路254.3功率控制电路274.4节能装置控制部分294.5采样与检测304.5.1电压、电流采样304.5.2与的相位角检测324.6IO接口334.7无功功率补偿344.8节能装置保护部分354.8.1外部线路断相保护364.8.2功率控制元件故障保护364.8.3电机缺相保护364.8.4电机短路和过流保护37第5章控制系统软件设计38第6章结论44致谢45参考文献4646本科生毕业设计（论文）第1章前言1.1课题

3、来源能源是人类文明的基石，人类从远古时代开始就按照自己的要求使用能源，创造出灿烂的文明和文化。我国能源发展战略的总方针是“坚持开发与节约并重，把节约放在首位”，1998年1月1日《中华人民共和国节约能源法》的颁布和实施标志着我国的节能工作逐步走上了法制化的轨道。据不完全统计，在实际使用中，约有65%的电动机装置经常在轻载或空载状况下工作，即存在所谓的“大马拉小车”现象。尤其在我国石油企业中普遍使用的用来驱动有杆采油泵的游梁式抽油机电动机，其所采用的驱动电动机绝大部分为鼠笼式异步电动机，工作时承受周期性变化的负荷，平均负荷率一般为30%以下，有的甚至更低。负载的变化周期在

4、5^-20秒内不等。考虑到启动负荷及复杂地质情况等因素的影响，大部分游梁式抽油机选用的驱动电动机的额定功率是工作周期输出功率的2～3倍左右。以延长油田本部为例:2005年有游梁式抽油机18000余台，年耗电约3.4亿kWh，具有很大的节能降耗潜力。类似这种异步电动机负载率低、效率不高、电能浪费的现象在我国工业生产中很普遍，因此，对其进行节能研究是十分必要的。随着电力电子技术、微电子技术、控制技术以及其他方面诸如电机制造工艺的发展，电动机的节能调速运行控制装置越来越多，呈百花齐放趋势。目前在用的各种电动机控制装置大部分是通过时序控制来达到节能目的，也有使用变频调速装置的，

5、但变频调速成本太高，维护较为困难，不适应油田实际。因此研制一种集各种节能控制装置优点，又从根本上解决抽油机电动机节能控制问题的装置是油田电力管理中的一个难点。1.2异步电动机的节能措施在电动机应用方面的节能技术，虽然根据电动机的种类、用途或系统等有各种各样的方法，但在作为现代企业动力源所使用的范围内，有下列几个方面:(1)用高效系列电动机取代一般的高耗能电动机。但这种电动机造价较高，而且经济效果极大地取决于负载的情况，即对于长期工作于接近额定负载(}o%以上)连续运行的应用场合，其节能效果达到最佳。(2)采用功率因数控制器(即异步电动机节电器)和制动器。(3)电动机的调

6、速节能。1).高性46本科生毕业设计（论文）能交流电动机变频调速器。采用微机控制的大功率管逆变技术，利用交—直—交方式，用于交流异步电动机的调速，节能效果可高达55%以上。2).转子串电阻调速。(4)对老式高耗能异步电动机进行节能改造。(5)发展永磁电动机。(6)合理选择异步电动机。1).选用节能型的电动机，如Y型，YX型等。2).选择合适的输出功率。电动机的容量选择一定要使其最低负载率在0.4以上，当电动机的负载率在0.75～1时，其功率因数和效率最高，因而一定要防止“大马拉小车”现象发生，减少无功消耗。3).选择合适类型的电动机。4).选择合适的配电电压。(7)加强

7、运行管理。1).对于轻载运行的电动机可采取降压运行。2).对于大多数存在周期性空载运行(约占全部工作时间的50%--60%)的电动机，安装空载自动断电装置，减少空载损失(空载时无功功率为额定负载时无功功率的60%-70%)，提高功率因数。3).对于不同容量的电动机，根据损耗种类采用不同的降损措施。4).小型鼠笼式异步电动机宜采用直接启动方式。1.3国内外抽油机电动机节能技术发展综述在机械采油井中应用最广泛的是游梁式抽油机，具有结构简单，工作可靠，制造容易等优点，但是耗能高，效率低，冲程和冲次调节不方便，所以实际运行中大都处于不平衡状态，上