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三相异步电动机论文范文1
关键词：变频技术变频器三相异步电机电动机工作原理
电机控制系统 谐波
中图分类号： TN773 文献标识码： A 文章编号：
变频器最初用途是速度控制。随着技术发展和社会对能源运用效率要求的日益提高，逐渐被用于节能领域。该技术尤其在风机、水泵的节能方面得到了广泛应用。以前，在工业生产的流程中，风机、水泵的调速通常使用的是用滑差调速电动机、耦合器等进行调速，以满足工艺生产的需要。根据各单位的实际需要，通常使用的是用耦合器对风机、泵进行20%-80%调速，或加装风门、阀门对风量、流量进行调节。但电机在工频状态下运行，多余的动能通过耦合器转化成热能让冷却水带走或损失在风门和阀门上。这样从能源使用上和生产维护上都不经济，结合现在变频器的技术在风机泵类设备中的应用，为节能降耗工作提供了很好的解决办法。采用变频调节控制技术，取消原来的耦合器及相应的冷却水泵、冷却水和风门、阀门等装置，降低生产中的能源及资源消耗。做好清洁生产、节能降耗。在变频节能技术应用的同时，要降低变频器产生谐波对电网产生的危害。
一、变频技术和变频器
变频技术以其显著的节能效果广泛的应用于工业设备和家用电器。变频技术是改变电源频率的技术，在实际应用中通过变频器来实现改变电源频率。变频器的应用，须结合三相异步电动机的特性，因为变频器与三相异步电动机有着密切的联系。
二、三相异步电动机的作用和特性：
1. 三相异步电动机的作用： 通过三相异步电动机运转（正转或反转）来带动其它设备做各种各样的机械运动。
2. 三相异步电动机的特性：
1) 运转方式：靠旋转磁场来带动电动机转子额定电流为约等于其功率的二倍额定电流为约等于其功率的二倍V/F控制变频器力矩力电机力力转。
2) 接线方式：有星形（Y形）和三角形（形）两种，Y形接线时，电动机的电流小，但力矩也小，三角形（形）接线时电动机的电流大，但力矩大；
3) 变 速：n=60f (1-K)/p
n―电动机转速 60―常数 p―极对数
f ―电源频率 k―滑差系数
公式说明：只要改变电源频率“f”或极对数“p”，就可以改变电动机转速。
三相异步电动机有2极、4极、6极、8极……,工业用的三相异步电动机一般极数不会超过8极，极数越多，转速越慢，但力矩就越大，极数越少，转速就越快，但力矩就越小；每种极数所对应的转速如下：
a) 2极──2950转/分（理想3000转/分，即同步转速）
b) 4极──1450转/分（理想1500转/分，即同步转速）
c) 6极──950转/分（理想1000转/分，即同步转速）
d) 8极──700转/分（理想750转/分，即同步转速）
三、 变频器的作用：
变频器具有：调速的作用：三相异步电动机，变频控制后可以实现调速功能，由输出频率控制电机转速，三相异步电动机由静态至最高速线性加速。通常变频器的频率调节范围是：0-650HZ。启动时电机由0转速线性加速，对机械设备运转没有危害。
四、 变频器的工作原理
变频器将三相380V(220V)/50HZ交流电通过整流桥整流变成脉动直流电，通过电解电容滤波后变成平滑的直流电，控制板对IPM、IGBT或模块的控制后将平滑的直流电变成三相频率可变的交流电，通过线路传输给电动机，实现电动机变频运行。
五、实际应用案例：以某单位一台40MW锅炉鼓风机、引风机变频技术应用改造为例
现场设备介绍：
40MW锅炉于1989年建成投运，鼓风机用于为锅炉燃烧送风，引风机用于排烟，两台风机未改造前风管上均装有风门调节装置，用以调节风量，以满足锅炉运行工艺要求，鼓、引风电均用自耦降压启动方式。现场设备鼓风机的电机参数如下表1所示，引风机的电机参数如下表2所示。
表1
表2
2、变频改造前后优缺点比较
原系统采用风门调节风量，电机工频运行，其能耗大、效率低、调节精度低，维护工作量很大。改造后变频调速是通过改变电动机定子供电频率来改变旋转磁场同步转速进行调速的，是无附加转差损耗的高效调速方式。优点是调速效率高，启动能耗低，调速范围广，可实现无极调速，动态响应速度快，调速精度高，操作简便，且易于实现生产工艺的控制自动化。
3、效益分析
改造前平均鼓、引风机运行电流：70.8 A；负载率：60.3 %，改造后平均运行电流：26.2A；负载率：33.3%，通过一个运行期的性能考核分析：改造后节能：60.3%-33.3%=27%，27%×185kW=50kW・h；一年按运行100天计算，可节约电量：50×24×100=12万度。通过以上案例分析，由此可见，在满足生产要求的条件下，采用变频调速节能效果明显著，延长了设备使用寿命、降低了故障率。
4、变频技术在风机泵类设备中应用的主要特点
1、低频力矩大、输出平稳
2、高性能矢量控制
3、转矩动态响应快、稳速精度高
4、减速停车速度快
六：降低变频器谐波危害，提高电能质量
变频其产生的高次谐波对电网产生的危害日益严重。通常采用变频器隔离、接地或采用无源滤波器、有源滤波器、架设无功补偿器装置以及绿色变频器等方法，将变频器产生的谐波控制在最小范围之内以抑制电网污染、提高电能质量，这些值得研究推广。
电网谐波产生的危害主要有：
1)、谐波使电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率。同时大量的3次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾。
2)、谐波影响各种电器设备的正常工作，使电机发生机械振动、噪声和过热，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热，造成设备的绝缘老化、寿命缩短以至损坏。
3)、 谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，引起严重事故。
4)、谐波会对邻近的通讯系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通讯质量，重者导致信息丢失，使通讯系统无法正常工作。
5)、谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并使电器测量以表计量不准确。
目前谐波的治理方法：
1）、将变频器的隔离、屏蔽、接地；
2）、加装交流电抗器和直流电抗器；
3）、加装无源滤波器；
4）、加装有源滤波器；
5）、加装无功功率静止型无功补偿装置；
6）、线路分开；
7）、电路的多重化、多元化；
8）、变频器控制方式的完善；
9）、使用理想化的无谐波污染的绿色变频器。
三相异步电动机论文范文2
关键词：电动机 降压启动 比较分析
中图分类号：TM343 文献标志码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0128-01
电动机作为一种被广泛使用的设备，在任何工厂或者发电厂中都必须配置电动机，特别是在工厂中，一旦自备的电动机发生了相关故障，则非常可能致使整个工厂都停电，给工程带来巨大的经济损失。在电动机进行启动时可能会整个电力系统造成巨大的启动电压压降，同时也给整个系统的电能质量造成巨大的影响。因此，为了减少电动机对整个电力系统电压的影响，必须合理选择电动机的起动方式，确保电动机的安全启动。本文对电动机的降压启动方式进行比较分析。
1 电动机突然而剧烈的启动造成的危害
通常情况下，在异步电动机中，其全压启动电流与额定电流有一个数量关系，即全压启动电流为额定电流的4～7倍，如果启动电流过大，则将对电动机的寿命进行降低，导致变压器的二次电压出现大幅度的降低，这就减少了电动机的启动转矩，甚至有可能导致电动机出现根本无法启动的局面。异步电动机还会对同一个网络中的其他供电设备造成影响，如果交流电动机突然出现了剧烈的启动现象，则其可能造成大量的损失，如下几点。
（1）进行Y-v启动会造成启动电流或电压发生瞬变，导致相关电气故障的发生，同时还可能造成电压发生剧烈的变化，造成整个电网中其他电气设备出现故障。
（2）造成运行故障。电动机突然启动将造成管路系统产生巨大的压力振动，其会对所带的货物产生严重的损坏。
（3）对经济效益造成严重的影响。电动机的一旦发生了故障，都会造成停运和维修的故障损失，致使电动机的运营成本造成严重的增加。
2 电动机的起动方式分析
2.1 全压直接起动方式分析
作为电动机最为简单的启动方式之一，电动机的全压直接启动就是将其定子绕组上直接加额定电压，然后直接进行启动。电动机的全压直接起动主要适用于负载和电网容量允许的条件下。
电动机全压启动的优点是其起动的转矩较大，且起动的时间较短，所使用的起动设备较为简单，易于操作和维护，启动设备的故障率较低。在对电动机进行全压起动时，由于起动电流很大，如对于鼠笼型电动机其起动电流一般为额定电流的6～8倍，如果此时电动机功率较大，则过大的电动机起动电流将造成配电网电压的降低，直接影响其直接连接的其他电气设备的正常工作。
2.2 Y-起动方式分析
Y-的起动方式就是将连接的电动机，在其起动时接成Y 型，当电动机完成起动后其速度将接近运行。利用这种方式对电动机进行起动时，定子绕组的电压实际上为整个电源电压的50%，而起动电流也较小，仅为直接启动方式的30%，这样就保证了其起动的转矩也较小，整个电动机的起动对电网的冲击力也较小，允许较多次数的起动。利用Y-起动方式进行起动时还无需增加其他设备即可实现对电动机的起动，因此这种起动方式适用于频繁起动的小型电机。
Y-的起动方式主要优点是结构较为简单，且投资较小。当电动机所带负载较低时，可以采用Y-的起动方式，其额定转矩可以与相关的负载进行匹配，这样就能够提高电动机的负载率。
2.3 自耦变压器起动分析
利用自藕变压器的降压起动也可以实现电动机的起动。利用自藕变压器起动能够有效实现带负载起动，这种起动方式在大容量的电动机上经常使用。利用这种起动方式能够有效实现大转矩的起动，并可利用抽头有效实现对转矩的调节。通常自藕变压器可以通过接触器有效实现自动控制，通过自藕变压器起动可实现低成本的起动，其性价比较高，在电机起动中应用较为广泛。
3 电动机的几种降压启动分析
通常在10 kW及以下的小型电机中，其都是可以进行直接启动的，而对于10 kW及以上的电动机中则通常采用降压启动的启动方式。为了对启动转矩进行减小，以防止其对相关机械设备所产生的冲击，如果电动机允许进行全压启动，则其也可采用其他启动方式，即降压启动。
在三相异步电动机中，通常所采用的降压启动方法有以下几种：利用定子串进行降压启动，进行Y-方式的降压启动，进行软启动器的降压启动。利用这些方法都可以有效实现启动电流的降低，对线路的电压降落进行减小，确保电气设备的有效运行。
3.1 串电阻降压启动方式
通常在定子电路中采用串电阻的方式来对定子的绕组上的电压进行有效的降低，在电动机降压启动的过程中，一旦电动机的转速达到额定值时，就应该采用切电阻的方式来有效的限制启动电流，确保电动机能够在全压的方式下进行有效的运行。在对定子串的降压启动的过程中，其电动机启动电流将随定子的电压成正比，而其启动转矩则与电压的平方成正相关。
串电阻降压启动的缺点是其将消耗大量的电能，且串电阻降压启动的成本较高，这种启动方式在启动不频繁的电动机中经常使用。
3.2 自耦变压器降压启动方式
通常将自耦变压器视为启动补偿器，在自耦变压器中其电源和初级是相连的，而自耦变压器的次级是与电动机直接相连的。在自耦变压器中其次级是具有3个及以上的抽头的，因此利用自藕变压器方式可以实现3个不同大小的电压。
使用自耦变压器的方式进行启动时其可以灵活选择启动转矩，并有效选择启动电流。在电动进行启动时，在定子绕组进行启动时其所得到的启动电压将是二次侧的电压，如果启动完毕，则可将自耦变压器进行切除。这样电动机就能过直接连接到相关的电源，即连接至一次侧。在变压器降压启动的过程中，其启动的转矩与电流通常都是按平方值进行降低的，即获得同样的转矩，则其所获得的电流将比降压启动的电流小的多，因此通常将自耦变压器视为启动的补偿器。
采用自耦变压器的启动方式通常在大容量的电动机中进行使用。这种方法的主要缺点是其价格较为昂贵，且结构比较复杂，相对体积较大，不能够进行频繁的操作。
4 结论
上述电动机的启动方式中分析比较中，其具有控制电路简单的共同特点。但由于电动机启动过程中的启动转矩是不可调的，因此在整个启动的过程中将产生巨大的冲击电流，这样就会导致电动机将产生堵转的现象。在对电动机进行软启动时虽然没有冲击电流，但恒流启动过程中会导致电网的继电保护特性具有选择性，因此，当电动机在直接启动不能满足要求时，首先考虑的是软启动降压启动器。
参考文献
[1] 赵建文，翟文利.三相异步电动机起动方式的分析与选择[J].安阳钢铁公司，2006，3：46-48.
三相异步电动机论文范文3
教学目标 以往的教材都注重对电机的理论分析。而本课程教学则会从学校实际出发，以培养应用型人才为宗旨，着重从应用角度出发，分析直流电机、变压器、异步电机和微特电机等的基本结构、工作原理、电磁关系和运行特性，重点掌握各种电机的外特性，为掌握本专业和学习后续课程打下基础。
在专业课程体系中的定位 《电机应用技术》是浙江大学城市学院自动化专业的专业方向课程，该课程的学习将为后续《电气控制与PLC应用》《交直流调速技术》和毕业设计等课程环节建立必要的基础，是自动化专业承上启下的重要专业课程。
在专业能力培养中的定位 该课程定位于让学生树立以交直流电机为控制对象的完整的自动控制系统的概念，结合已学过的电路原理、数字电子技术基础、模拟电子技术基础、单片机、电力电子技术等课程，搭建以电机为控制对象的闭环控制系统，并完成对电机性能的调试和控制。
与核心课程群中其他课程在知识体系与能力培养上的整体设计 《电机应用技术》与自动化专业的其他核心课程之间的关系，如下图所示。在一个完整的闭环控制系统中，《计算机控制》《单片机》《PLC》是控制手段，《电力电子技术》《数电》《模电》提供电机的驱动电路，《电机应用技术》构成系统的控制对象，《运动控制技术》和《控制系统设计》提供系统的理论概念和分析方法，《自动控制理论》《系统建模与仿真》《智能控制》偏重原理性地介绍和理论的分析，主要定位培养学生的系统概念和理论分析能力。
基础知识要求 要求掌握直流电机的结构和基本工作原理、直流电动机的电力拖动、变压器基本工作原理和变压器组别判断、交流电机的结构和基本工作原理、三相异步电动机的电力拖动、同步电机、微特电机以及电动机的容量选择等。知识点：电力拖动系统的运动方程式;直流电机的工作原理、内部结构、用途、运行特性以及他励直流电机的起动、调速和制动;变压器的结构和工作原理、变压器空载运行和负载运行特性、变压器的接线组别判断;三相异步电动机的工作原理、内部结构、用途、工作特性、参数的测定、运行特性、三相异步电动机的起动、制动和调速问题;了解伺服电机、步进电机、测速发电机、无刷直流电动机的结构和基本工作原理。
能力培养要求 培养学生了解直流电机、变压器、交流电机的运行特性分析，同时结合已经学习过的电路原理、数字电子技术基础、模拟电子技术基础、单片机、电力电子技术等课程，搭建以电机为控制对象的闭环系统，树立闭环反馈系统的整体概念，完成对电机的性能分析和控制。技能点：能够搭建以电机为控制对象的闭环控制系统，并对电机性能进行分析，同时借助单片机等控制手段完成对电机的智能控制，能够独立完成闭环系统硬件搭建和调试，掌握PID等经典控制算法在实际系统中的应用。
实践教学要求 利用课外时间以三四人的小组为单位，搭建直流电机的闭环控制系统，要求完成硬件系统搭建、软件程序编写与调试以及报告的撰写。通过本次设计，增加学生对电机理论知识的感性认识，完成理论到实践的转换。
作业要求 随堂课后作业、课外引导性项目实践设计、网上在线测试。随堂与课堂讲授知识点匹配的作业要求跟随进度完成;课外引导性项目实践设计分6周完成，完成硬件系统搭建、软件程序编写与调试以及报告的撰写，实施分组进行。
考核要求 在理论考试中，加强基础、强调应用、注重引导、形式多样。充分利用试题的设计与收集，合理设计试题，着重考查学生对基本概念的理解掌握及应用所学知识的能力，淡化理论的推导和复杂的数学计算，着重考察学生综合应用电机及拖动知识的能力。调动学生积极性，结合教学互动，让学生参与到理论教学中来。开学初让学生组成学习小组，人数限定在2人或3人，指定组长，上一节课会将下节重要内容布置下去，每节课都预留部分时间，让学生对本节重点内容进行讲解。评价比例为：期末考试成绩占40%，平时成绩占60%，其中平时作业加到课率15%、课堂情况10%、平时测试15%、综合性设计（注重学生的个性化发展）20%。
三相异步电动机论文范文4
关键词：感性电路 提高功率因数 节能 设备设计分析
中图分类号：TM46 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)01-0080-02
烟台TIMKEN汽车轴承有限公司是一家美国独资企业，主要从事美国通用汽车所需的各种滚子轴承的出口型加工；同时也是山东商务职业学院的校企合作伙伴。该公司生产规模很大，拥有近千台数控车、磨、铣床等加工设备。2002年公司耗资数十万元（具体金额厂家不方便公布），引进了美国著名电气品牌，AB公司设计的一套功率因数补偿与节能设备（下统称为补偿节能器）。当时很多高校的专家对这套设备的性价比有所质疑；但是经过六年多的实践运行证明，由于公司的功率因数大大提高；公司每年节约15%-20%的用电费用。这套设备所带来的能耗节约费用到日后还不可估量。同时电动机做为一种典型的感性负载；提高其功率因数，可以降低额定电流从而减少导线的耗材；同时还可以减少负载与电网的无功功率能量交换，保护电网安全寿命,意义十分重大。
补偿节能器设备自投产以来，很多技术工作者对其设计原理产生了浓厚的兴趣。研究发现，其设计思路主要是由功率因数补偿原理分析和控制系统设计两部分组成。本文也将从以下两个方面入手进行分析讨论。
1、补偿节能器的设计理论分析
1.1 功率因数提高的方法
电路基础理论提出：若电路中存在感性或容性电气元件，那么其功率因数最高为1；且产生条件的是发生谐振。谐振有串联和并联两种情况。串联谐振是电路中感性和容性元件的复阻抗恰好相等，那么在同串联电流条件下，感性与容性元件电压大小恰好相等，相位上则产生180°的波形差额，因而电压相互补偿抵消。但串联谐振抵消的不仅是感性与容性元件各自的电压；更进一步的在总的复阻抗上产生了抵消，致使电路总电流的提高。这显然不是节能方案所能接受的。
在大量使用三相异步电动机的机械厂，总电路显然是感性的。由此感性电路的功率因数提高的唯一方法就是在每一相电源上额外并联上不同的容性负载使其产生并联谐振。如图1所示。
设企业三相电路中的某一单相电路阻抗为，则其原有功率因数。现在为其并联容性复阻抗 （）的容性负载后则单相电路总的复阻抗变为：。因此
显然当：，即（式1）成立时。单相电路总的复阻抗变为电阻性，没有虚部。此时单相功率因数提高的最大值；电源功（率）全部被负载吸收，不存在无功功率和负载与电网之间的能量互换。
同时由式1可以看出在容性负载条件的范围内，能满足功率因数提高到最大值的，可选择不同的和并联容性电路的设计有很多种。且功率因数为1时只能保证不存在负载与电网之间的能量互换。并不是让电路产生最大阻抗和最小电流的条件。因此还必须进行节能方案的推导。
1.2 额定电压下最小电路产生的条件推导
将功率因数为1的充分条件，带入单相电路总的复阻抗公式得：
上式如果用高等数学中条件极限公式或罗比塔法则比较难求出它的极值。但是用研究生数学数值分析中的盖尔圆盘等理论很容易求的复阻抗的最大值。这里本文只给出结论：即当（并联容性电路只有电容且不串电阻时），（并联电容的容抗恰好满足时）。总阻抗可达到最大值：。
由此可以得出补偿节能器的设计理论：某一单相阻抗为的电路并联的电容后，功率因数提高至最大，且电流将至最低。
2、补偿节能器的设计原理
2.1 波形采集器选择
由上述理论，每相电路应根据各自的复阻抗的不同进行功率因数补偿与节能。但是实际机械厂每相电路并联的负载大小和数量都很不确定的。因此AB公司设计补偿节能器时采用了：首先对电压和电流的精确波形采集，然后计算每相负载相当的一个总复阻抗后再进行补偿值计算。
利用现有市场上的电压、电流互感器以及功率因数表可以很低廉方便，也很精确的测量出电压和电流的大小及功率因数和相位。但是笔者不建议这样直接组合测量。因为如图2所示：测量的目的是计算，计算的结果是控制补偿量。因此在测量背后必须一个中央处理控制模块（如PLC）。而中央模块一般有足够的运算能力和速度，需要统一的信号和较高的精度。
美国AB公司由此自主开发了一个简单的以51单片机模块为基础的VCT电压电流波形测量设备。再经过模拟量向数字量的AD转化，将三相电路的电压和电流的大小及相位差转换输给中央控制模块，控制模块计算出每相需要补偿的电容大小。
2.2 补偿设备的设计
本文1.2中给出了不同复阻抗感性电路条件下的最佳补偿电容大小计算公式。实际补偿时，所需电容计算值一般不是有理数且很难实现；再者电容本身并不是一个很稳定的原件。但据前述理论不难推导：如果实际补偿值与理论需求值相差越小，功率因数越接近1、总阻抗与电阻性元件相差也不大。因此在有计算能力的控制条件下；为了方便结构设计，可以选择较近似值设计。
如图3所示，TIMKEN公司的补偿设备采用了砝码组合原理。共设置了4个1000F的电容并联控制。类似于电阻并联：只闭合一个S开关，则为L1相电源补偿1000F电容。任意闭合两个，则补偿500F。由中央控制器选择最佳的补偿电容开启数目。每个机械厂当然需要根据自己的满载和常载阻抗设计出相应的补偿大小和数目进行控制。
2.3 中央控制器的设计
由图2设备结构图可以看出，VCT测量设备是一个闭环控制的首端，各个补偿电容则是这个闭环控制的终端。因此还必须给整个控制系统选择一个核心的控制单元。据前述理论：该控制单元需要三个单相VCT信号检测输入模块，输出一般为每相电路设置4个，三相共12个补偿控制开关。显然设备对补偿节能设备的中央控制单元运算能力要求并不高，因此一般小型的PLC就可以很好的胜任。AB公司在中央控制单元上自然选择了自产的罗克韦尔小型PLC。
3、结语
三相异步电动机补偿节能控制，特别是重型高电能耗机械厂的总功率因数补偿控制节能设备的设计理念已提出多年；但是应用案例在国内资料较少。在我国经济高速发展的条件下，减少能耗的理论联系实际的项目方案是十分急需的。
参考文献
[1]翟鸿太.《提高功率因数是节能降耗的有效措施》[J].砖瓦世界,2010(3):7-8.
三相异步电动机论文范文5
职业教育是社会的必然需要，教学的过程需要更加科学、更加专业、更重要的是能吸引学生的学习热情，使理论与实践结合，让学生能够“学以致用”，把职业教育专业技能与网络教学相结合，有针对性的教学手段可以让学生在家里完成全部的学习过程。
该论文将网络教学和职业技能学习有机的结合，针对机电专业电工电子技术学科进行系统的、科学的网上教育，更重要的是以学生“学”为主的出发点，使网络教育不再是教师一厢情愿的摆设，趣味性、实用性成为整个网络教程设计的重点。
关键词：电工电子技术；网络教学；技能训练；以学为主
中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）33-0138-02
电工、电子技术基础是中职机电大类必修的两门专业基础课程。通过本课程的学习，使学生掌握电工电子技术各种基本电路的组成、基本工作原理、性能特点、熟悉各种电子仪器和电工工具的正确使用方法，初步具备使用元器件、读识电路图和测试常用电路功能及排除线路故障的能力。为以后的其他专业课做好充分的知识储备。
本课程的教学内容中既有电工和电子技术的基本概念、定律和电路等理论知识的教学，又是一门具有很强实践性的教学课程，因此实训技能的训练也是学习好本课程的重要组成部分。这就要求学生要将所学的理论知识与动手实践很好的结合才能真正学好这门课程。由于电工电子课程理论与实践并重的这个特点，使得在课堂上的时间很难满足使每个学生充分学习和练习，课后要想复习又不具备学习条件，所以我认为能够搭建一个基于电工电子基础的学习平台，让学生在课后也能对所学的理论知识更深入的M行学习和认识，并且同时能对实训技能进行模拟练习，为本课程的学习起到辅助学习和熟练运用的作用，这也正是网络教学之所长。
电工、电子技术网络课程由电工技术基础和电子技术基础两个大部分组成。一、电工技术基础的网络课程，学习目标是使学生全面掌握电路的基本知识，例如混联电路和复杂电路的分析方法、几种求解复杂电路的基本计算方法、三项交流电的形成和连接，然后在此基础上，熟练掌握三项异步电动机的构造和电气控制的四个基本控制电路，最后学会电工的测量和常用工具的使用等实训技能。二、电子技术基础的网络课程，又由模拟电子技术和数字电子技术两个部分组成，学习目标是全面掌握电子电路中基本电子元器件的原理及其应用，在此基础上能够掌握集成运算放大器、基本放大电路和直流稳压电源等电路的原理及其应用，同时能够要学会辨别、测量电子元件，完成两个中级考工要求的简单电路板制作技能训练。学习这门课程都应该是高职二年级的学生，已经学过高等数学、普通物理等基础课程，具备了一定的基础知识和专业知识，但是高职的学生没有很强烈的求知欲，原来的基础知识和数学能力都不足，他们并没有独立学习这门课程的能力。所以要实现以上课程的学习目标，就不能简单的设计教学过程，使用以前一贯的教学模式和思路则行不通。
要将网络课程作为课堂教学的有力补充，助力学生主动的进行学习还要注意做到以下几点：第一、网络课程对教师的要求不是降低了，而是更多的要求教师创设更富有个性化的网络化学习环境，教学方法更加多样化。根据教学目标合理创设学习情景，运用信息技术使得课程更加真实、生动、直观而又富于启发性，把提高学习效率作为当前高职教育教学的第一要素。第二、根据“因课而异”原则选择合适的课程整合教学结构。第三、避免单向的“填鸭式”教育，所学内容必须得到及时的反馈、互动和答疑，学生学习的结果要反过来影响下一步教学的进程和方式。
因此本课题一改以往教学网络课程以教师“教”为主的教学模式，从以学生“学”为主的角度入手，如何调动学生学习的积极性，提高学生在学习中的乐趣作为第一要素。这就要求：一、在课程界面上必须新颖、“非主流”，迎合学生的审美喜好。初步设想界面采用个人空间装饰风格，动态的界面布局；菜单采用游戏菜单样式，每一章节测试有难易度的选择，以闯关的形式解锁下一级测试题，以此来引发学生的学习兴趣。二、课程设计的多样化，突出学生为主的学习模式，学习的过程中要有学生的操作选择或者完成答题穿插其中，引发学生的思考。所以即使是播放的教学视频，也需要用微课的各种形式提高学生的学习兴趣。三、课程内容采用模块化的组织方法，基本以知识点或教学单元为依据。主要分为课程学习、测试练习、仿真模拟、学习交流四个模块，其中在线交流学习也将作为本课题的一个着重创新点，在交流平台中，可以采用一人提出问题，其他同学解答问题，管理员对答案较为完整的同学进行加分的形式；同时还应有在线客服形式的教师对疑难问题进行解答。四、整个网络课程其实是一个大型的教学平台，它作为一个大的框架式结构，允许对于试题、PPT以及视频文件进行上传并编辑。五、网络课程应该有后台的信息采集，利用大数据的统计结果，针对多数人学习的难点进行教学策略的改善，对于教学设计的不合理部分进行调整，实现教与学的互相促进。
交流电路包含正弦交流电路、三相异步电动机常用低压电器电机控制基本电路、常用机床电路电工测量、安全用电电路和部分电工测量。在具体教学内容的安排上，本文以电工技术基础课程为例，将教学内容分解为相对独立的知识结构，即电工测量、电路部分和电气与控制，然后，明确不同教学内容之间的结构关系，即首先掌握电路的基本概念、基本定律和电路的基本分析方法，以及电机与控制部分，最后学习电工测量技术，电工技术基础课程的教学内容如图1所示：
在学习活动中，我们利用网络的优势，按照教学设计的原理，设计了丰富多彩的学习活动。电工、电子技术基础课程由课程学习、测试练习、仿真模拟、学习交流四个模块组成，如图2所示。
这四大模块构成一个系统，相互依存、相辅相成、密不可分。任何系统只有通过相互联系形成整体结构，才能发挥整体功能。针对于此，我们对本网络课程的四大模块进行了精心的设计。
课程学习模块是网络课程设计主要内容。它是慕课、微课等方法多样，内容丰富的上课形式进行课程内容的传授。课程内容共分十二章，包括简单直流电路、复杂直流电路、正弦交流电路、三项正弦交流电路、电工测量、常用低压电器、三相异步电动机、电机控制基本电路、常用机床控制线路和安全用电。把每一章的内容量化为几个相关的学习任务，每一个学习任务进一步具体量化为多个问题，问题的提出按照学生的认知规律进行排序，让学生在具体的问题解决过程中认识问题的本质，从而达到认知的目的。例如电机控制基本电路中的电动机单向启动电路的学习可以分为三个递进的控制电路逐步完成学习任务，如图3所示：
仿真模拟模块包含了所有电工技术基础相关的模拟实验，分别是电工基本常识与操作、常用电工仪表的使用、低压电器、照明路安装、电机与变压器、电动机控制、电工识图。在学生掌握理论知识同时，利用仿真软件演示并可以操作电路的连接和利用仪器进行测量，这样把课堂理论和实验实训都搬到网络课程中来，使学生可以即可“学以致用”，取得阶段的学习成就感。仿真软件如图4所示：
电工实验是应用电工学的基本理论进行基本实验技能训练的主要环节，除了介绍必要的实验理论和实验方法外，主要通过学生自己的实践，学习基本的电量和非电量的电工测试技术，学习各种常用的电工仪器、仪表、电机、低压电器的使用法，培养学生进行科学实验的基本技能，树立工程实际观点和严谨的科学作风，使他们能独立地进行实验，为下学期的维修电工中级考工打下坚实的基础。
这里所介绍的电工电子教程是针对职业类学校机电专业的学生“量身定做”的，创新的意义在于首要任务提高学生的学习兴趣，使网络教学不再是教师一厢情愿的“摆设”；同时将理论知识和实验实训相结合，在同一时间、同一框架内完成学习，让学生能全方位有目的地进行学习，并为考工做充分的准备。若要实现还有许多技术难题需要解决，如能建立一个教学平台，任何专业课都可以放入此框架内进行学习，比如机电专业的“机械加工工艺”，这样就可以起到一劳永逸的作用了。
参考文献：
[1] 刘志平.电工技术基础[M].北京：高等教育出版社，2007.
[2] 康华光 .电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2011.
三相异步电动机论文范文6
[论文摘要]低压电网如何有效保持良好的工作状态，降低电能损失，与电网稳定工作、设备安全运行、工安全生产及人民生活用电都有直接影响。分析无功补偿的作用和主要措施。
无功补偿是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低电能的损耗，改善电网电压质量。
从电网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤其是以低压配电网所占比重最大。为了最大限度的减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配
置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。
一、低压配电网无功补偿的方法
随机补偿：随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。
随器补偿：随器补偿是指将低压电容器通过低压接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。
跟踪补偿：跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。
二、无功功率补偿容量的选择方法
无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时，补偿容量的选择分两大类讨论，即单负荷就地补偿容量的选择（主要指电动机）和多负荷补偿容量的选择（指集中和局部分组补偿）。
（一）单负荷就地补偿容量的选择的几种方法
1．美国：Qc=（1/3）Pe
2．日本：Qc=（1/4~1/2）Pe
3．瑞典：Qc≤√3UeIo×10-3 (kvar)Io-空载电流=2Ie(1-COSφe )
若电动机带额定负载运行，即负载率β=1，则：Qo
根据电机学知识可知，对于Io/Ie较低的电动机（少极、大功率电动机），在较高的负载率β时吸收的无功功率Qβ与激励容量Qo的比值较高，即两者相差较大，在考虑导线较长，无功当量较高的大功率电动机以较高的负载率运行方式下，此式来选取是合理的。
4．按电动机额定数据计算：
Q= k(1- cos2φe )3UeIe×10-3 (kvar)
K为与电动机极数有关的一个系数
极数：2468 10
K值： 0.70.750.80.850.9
考虑负载率及极对数等因素，按式（4）选取的补偿容量，在任何负载情况下都不会出现过补偿，而且功率因数可以补偿到0.90以上。此法在节能技术上广泛应用，特别适用于Io/Ie比值较高的电动机和负载率较低的电动机。但是对于Io/Ie较低的电动机额定负载运行状态下，其补偿效果较差。
（二）多负荷补偿容量的选择
多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。
1．对已生产企业欲提高功率因数，其补偿容量Qc按下式选择：
Qc=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm
式中：Km为最大负荷月时有功功率消耗量，由有功电能表读得；Kj为补偿容量计算系数，可取0.8～0.9;Tm为企业的月工作小时数；tgφ1、tgφ2是指负载阻抗角的正切，tgφ1=Q1/P，tgφ2= Q2/P；tgφ（UI）可由有功和无功电能表读数求得。
2．对处于设计阶段的企业，无功补偿容量Qc按下式选择：
Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)
式中Kn为年平均有功负荷系数，一般取0.7～0.75;Pn为企业有功功率之和；tgφ1、tgφ2意义同前。tgφ1可根据企业负荷性质查手册近似取值，也可用加权平均功率因数求得cosφ1。
多负荷的集中补偿电容器安装简单，运行可靠、利用率较高。
三、无功补偿的效益
在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70～0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%，如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。
（一）节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。使用无功补偿不但减少初次费用，而且减少了运行后的基本电费。
（二）降低系统的能耗。补偿前后线路传送的有功功率不变，P= IUCOSφ，由于COSφ提高，补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1，为分析问题方便，可认为U2≈U1从而导出I1COSφ1=I2COSφ2。即I1/I2= COSφ2/ COSφ1，这样线损 P减少的百分数为：
ΔP%= (1-I2/I1)×100%=（1- COSφ1/ COSφ2）× 100%
当功率因数从0.70～0.85提高到0.95时，由上式可求得有功损耗将降低20%～45%。
（三）改善电压质量。以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X，有功和无功为P、Q，则电压损失ΔU为：
U=（PR+QX）/Ue×10-3(KV) 两部分损失：PR/ Ue输送有功负荷P产生的；QX/Ue输送无功负荷Q产生的；
配电线路：X=（2~4）R，U大部分为输送无功负荷Q产生的
变压器：X=（5~10）R QX/Ue=(5~10) PR/ Ue 变压器U几乎全为输送无功负荷Q产生的。
可以看出，若减少无功功率Q，则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动。
（四）三相异步电动机通过就地补偿后，由于电流的下降，功率因数的提高，从而增加了变压器的容量，计算公式如下：
S=P/ COSφ1×[（ COSφ2/ COSφ1）-1]
如一台额定功率为155KW水泵的电机，补前功率因数为0.857，补偿后功率因数为0.967，根据上面公式计算其增容量为：（155÷0.857） ×[（0.967 ÷0.857）-1]=24KVA
四、结束语
在配电网中进行无功补偿、提高功率因数和做好无功优化，是一项建设性的节能措施。本文简要分析了三种无功补偿的方法和两种无功功率补偿容量的选择方法以及无功补偿后的良性影响。在实际设计中，要具体问题具体分析，使无功补偿应用获得最大的效益。
参考文献
