浅析电机拖动原理与方式及控制中的注意事项

兰绍卿 陈兆惠 李大鹏

【摘  要】电机拖动技术一般分为直流电机拖动和交流电机拖动两种，在过去大部分高性能拖动系统主要使用的是直流电机拖动技术，但是，近几年来，随着我国电力电子技术的发展和进步，交流电机拖动实现了技术上的革新，各方面的性能都更加优于直流拖动技术。因此，使用交流拖动技术的场合变得更多了。本文，主要探讨的是电机拖动技术的原理及电机选择的方式，并探讨了电机拖动控制中应当注意的问题。

【关键词】电机拖动原理;控制;注意事项

电机在工业领域能够实现电能向机械能或機械能向电能的转换，进而满足各行各业的生产需求。电机及电机拖动技术的应用极为广泛，比如说，在厨房用具、电梯等生活设计中得到了较为广泛的应用，因此，有关电机拖动技术的研究也比较多，做好这方面的研究对于社会的发展具有极为重要的现实意义。

一、电机拖动原理及拖动方式

1、电机拖动原理

所谓电机拖动指的是利用电动机带动机械设备按照规定的路线和要求进行运转，进而完成规定的生产任务，高效开展各项工作。在交流电机拖动技术中，电动机主要使用的时三相异步电机由定子、定子绕组、转子、机座等部分组成。三相异步相机的拖动工作是，首先向三相绕组中通入对称的三相电流，三相电流变化会产生旋转磁场，磁感线则负责切割转子，产生电磁感应现象，转子绕组中产生电势差和电流，而在磁场中通过电磁力作用使转子转动起来，带动机械负荷运动。

2、电机拖动方式

（1）直流电机拖动方式。直流电动机具有较为良好的起动、制动性能，一直以来在高性能可调速电力拖动领域中的应用极为广泛。比如说在厨房等工业领域会应用到电机拖动，在工业领域也会应用到电机拖动技术。直流电动机的转速同电压、回路电压以及磁通有关。因此，在使用电机时主要通过调整这三个装置来改变转机速度，也达到调速的目的，但是在实际生产过程中，由于条件的限制，人们主要是通过改变电阻大小的方式实现调速，这种方法比较简单方便。在使用直流电机拖动方式时，该方式具有较为明显的调速优势，能够较好的满足大部分的拖动控制要求，而且还能够实现逆变控制，节能效果比较好。但是因为该结构的内部构造复杂，生产难度大，维护麻烦。因此，随着新型电机技术的发展和应用，这种传统的电机技术已经逐渐退出了历史舞台。

（2）交流电机拖动方式。这种电机拖动方式是近几年诞生的新型拖动技术，它与直流电机拖动方式有一个相同点，即也可以实现变速调节，目前市场上主要使用的是异步交流电机，根据其系统类型主要可以分为，转差功率消耗调速系统、转差功率回馈型调速系统、转差功率不变型调速系统。三种系统各有优点，如转差功率消耗型调速系统主要是通过增减转差功率来实现转速调节的，消耗的转差功率会通过热能的形式逐渐消散，但是这样会增加系统的温度，降低调速功率，影响生产效率。而转差功率回馈型调速系统，则是以能量的形式回归到电网或者是转化为机械能被利用掉，一般转速越低，能量回收的速度也就越快。而转差功率不变型调速系统，可以说是几种系统中最为优越的一种了，该调速系统的功率消耗与转速转动方式的联系不大，内部效率比较高，受外界因素的影响比较小。因此，其应用范围也比较广泛。

2、电力控制系统中电动机的选择

在使用电机时，要选择合适的电机用于工业生产并非易事。因为，当前我国三相异步电机的使用范围虽然比较广泛，装机容易也比较大。但是，由于不同工作机械的功率不同，部分工作人员对于电机拖动技术不了解，所以在电机选型上经常会存在选型不合理，浪费电力资源的现象出现，这样可能会提高企业的生产成本，不利于企业各方面工作忙开展。

因此，在使用电机拖动技术时，必须要正确选型，在选型时需要综合电机类型、运行方式、功率、转速等问题综合考虑，要尽可能的使电机稳定、高效、低损耗，进而提升企业综合效益。在选择电机时，电机容量是一个较为关键的因素。一般电机容量如果过高，可能会造成能源浪费，降低工作效率，而如果电机的容量小，则可能会使电机超负荷运转，容易导致电机过热，降低电机寿命。所以说，选择合理容量的电机极为重要，这样既能够降低经济损失，又能够提高工作效率。

此外，在电机选择过程中，还应当从电机的直流交流、机械性能、调速与气动性能和价格高低等多种角度综合考虑，选择合理电机。比如说，在电力水泵站领域应用电机时，需要从起重设备、变速要求等方面考虑，电机的选型。

二、电机拖动控制中应当注意的事项

1、机械性能与工作机械特性相结合

电动机的机械性能与工作机械性能必然会存在一定的差别，市场上生产的大部分电动机性能都是统一固定的，而工作机械由于使用功能、场合等存在一定的差别，性能也存在有较大差异。比如说电动机在运转过程中额定电流和额定频率下，按照规定方法接线，定子和转子外界电流阻力为零时，转速同电磁转矩之间的关系，即为电动机机械性能。在使用电动机进行拖动时，如果机械性能能与工作机械特性存在差异，可能会使电机运转系统稳定性差，在具有工作中，必须要保证发动机与工作接卸性能的协调统一。这样，才能最大限度的发挥电机拖动作用，提高生产效率。同时，在电机拖动运转过程中，还需消除干扰，尽快提高运转速率。

2、直流电动机的电流换向问题

换向是直流电机使用过程中需要考虑的一个关键性问题，换向指的是直流电机的电枢组元件从一条支路过渡到另一条支路，这样的话，该元件中的电流就会发生变化，电机的电流换向速度极快，换向不良可能会导致电刷与换向片之间接触不良，对元件造成破坏，影响电机的正常使用。所以，一般在使用直流电机时，必须要定期维修，派专人对电机进行看守，在转向出现问题时，及时的解决好相关问题，保证电机的正常使用。当前在使用电机时，人们主要采取的方式有安装换向极、调整电刷位置、增加换向回电阻等方式，解决相关问题。

3、电机与变频器连接的注意事项

电机与变频器连接也是电机拖动过程中，应当重点注意的一个问题，如果连接不正确可能会导致电机故障，造成电机功率不匹配，引发跳闸问题。因此，在电机与变频器连接的同时，还需安装熔断器，在电机出现故障时，能够及时的断开电机与变频器，保证电机的正常运行，避免损坏电机和变频器。同时，在电机和变频器运行过程中，还需让二者接地，保证电源与电压匹配，不能随意改线，按照变频器，这样的话，很有可能会引发安全事故，不仅会造成经济损失，还会对工作人员的人身安全造成威胁。

总之，电机拖动分为直流电机拖动和交流电机拖动两种，这两种技术优缺点不易，在具体的应用中也存在有细微差别，随着电子电力技术的不断发展，这两种技术的性能得到进一步提高，但是在使用电机时，工作人员还是应当根据的情况，注意应用容易出现的一些问题，及时采取措施解决问题，为我国制造业的发展提供充足动力。

参考文献：

[1] 张西京.浅谈电机拖动控制中的注意事项[J].科技致富向导.2012（15）

[2] 刘继宗.电力拖动系统运行的安全性稳定性分析[J].科技创新与应用.2013（04）

（作者单位：1.吉林省白山市恒月机电设备有限公司;2.吉林省通钢板石矿业有限责任公司）