電力拖動自動控制系統論文

　　電力拖動自動控制系統 課程涉及到各種電動機控制系統的模型建立、系統分析和系統設計等的基礎理論。下面是小編為大家整理的，供大家參考。

　　篇一

　　《 淺析電力拖動自動控制系統 》

　　【摘 要】電力拖動控制系統是一種較為重要的控制系統，其在工業生產中發揮著很大的作用，隨著社會的發展以及科技的推動，這一系統開始趨向於自動化的應用形式。電能在人們的生活中發揮著重要的作用，電器的種類越來越多，現代社會對電力的需求量也越來越大，所以，自動化的電力拖動控制系統，可以更好的滿足人類社會對電力的需求。本文分析了電力拖動自動控制系統的設計原理，還介紹了電力拖動自動控制系統的安全防護，希望對相關電力人員有所幫助，使相關企業生產可以更加安全、穩定的進行。

　　【關鍵詞】電力拖動;系統;自動控制;原理;安全防護

　　電力拖動系統在工業領域應用極其廣泛，伴隨著我國科技的發展，工業企業的生產效率越來越高，人類社會對電能的需求量也越來越大。很多工業企業引進了先進的機械裝置，提高了企業的生產水平，同時也對電力拖動控制系統提出了更高的要求，所以，電力拖動控制系統的自動化也是企業未來發展的必然趨勢。電力拖動自動控制系統是對傳統系統的改進與優化，這種系統在執行的過程中，更加安全穩定，而且滿足了企業對自動化機械裝置生產執行的要求。為了使電力拖動自動控制系統發揮更大的效用，相關人員要研究出更加完善的安全防護措施，這也可以為企業增產以及效益提升做出更大的貢獻。

　　1.電力拖動自動控制系統的設計原理

　　電力拖動控制系統在工業企業生產中發揮著重要的作用，工作人員在系統執行的過程中，可以更好的掌握電動機的執行狀況，還可以通過資訊反饋，瞭解企業生產執行機制的運轉情況，比較常見的反饋資訊是電流資訊。電力拖動控制系統中包含著很多的構件，其中電氣裝置是生產執行機制中比較重要的系統，其也是企業實現機械自動控制的關鍵因素。在利用計算機裝置，可以在系統執行的過程中，可以直觀的從顯示器中，瞭解裝置的執行狀況，通過計算機等裝置的資訊反饋，可以有效的實現電力拖動的自動化控制。

　　實現電力拖動控制系統的自動化執行，需要藉助先進的計算機技術，相關工作人員通過計算機資訊的反饋，以及企業生產需求的變化，可以有效的制定出不同的控制方案，還可以實現機械執行的自動化生產。在這一過程中，計算機的程式設計起著至關重要的作用，計算機不但具有強大的計算等功能，還具有操作便捷等特點，所以，工作人員一定要多瞭解計算機相關知識，這樣才能編制出獨立的驅動程式，實現多種裝置的自動控制。工作人員還要利用計算機操作技術，實現系統的對接測試，這些步驟有利於簡化電力拖動自動化控制程式設計。電力拖動自動控制系統的各項引數可以認為調動，根據不同的要求，技術人員可以更改程式設計，所以這項工作具有一定的變動性。但是從系統的設計原理來看，電力拖動自動控制系統在調整的過程中，需要遵循一定的設計原則，其主要是利用計算機作為控制中心，而且是通過訊號傳輸完成下達命令以及執行命令這一系列工作。

　　2.電力拖動系統自動控制的內容選擇

　　2.1電力拖動自動控制系統對電動機的選擇

　　電動機功率的選擇應當與生產機械標準要求直接掛鉤，要選擇與其相匹配，能夠擁有一定負載的電動機，這樣，才能保證生產機械的正常執行。電動機採用直流還是交流電需要結合企業經濟、技術等方面綜合考量，通常情況，企業只需要選擇操作簡單，穩定性強、價格低廉的交流非同步電動機。但如果所在企業生產機械功率大、調速範圍廣，則可以採用調速效能優質的直流電動機。在選擇電動機時也要考慮後期維護問題，任何系統在使用一段時間後，都可能因為外界因素的干擾而出現故障，為了降低線路損壞對企業生產效益的影響，設計人員一定保證維護工作的便捷性，便於及時搶修。

　　2.2電力拖動自動控制系統對電器控制線路的選擇

　　電器控制線路的選擇是電力拖動自動控制系統中一項重要的工作，其不但影響著整個控制系統的安裝設計，也影響著電器選擇的質量，在選擇電器控制線路時，需要參考不同部件的特點以及生產的需求，在控制線路時，要利用總體框架，細化生產線路中區域性電器的控制，還要考慮不同裝置之間的關聯，將區域性電器控制融入整體線路控制中，構成完整的控制線路。

　　在設計的過程中，還要保證線路執行的穩定性以及安全性，這樣才能有效的提高企業的生產效率，降低生產過程中安全事故發生的概率。電器控制線路的選擇，需要保證元件選擇的正確性，所以，設計人員一定要選擇效能良好的裝置，這樣能延長裝置使用年限，還能降低外界因素對電器的影響與干擾，使電器的執行線路更加穩定。相對而言，選擇安全可靠的繼電器，可以降低電器出現故障的概率，也可以降低裝置維修的成本。另外，在選擇具體的電器控制線路時，設計人員還要注意以下幾點內容：

　　2.2.1觸頭設計

　　在選擇電器控制線路時，首先要保證線路中的電器觸頭可以有效的對接在一起。比如，有的線路中，將常閉與常開的電器觸頭連線在一起，這兩種電器處於不同的電源中，很容易因為觸頭的長期接觸而出現短路等問題，而且如果該線路的絕緣防護措施做的不好，則很容易引發線路的安全故障。

　　2.2.2電器線圈聯接

　　在設計電器的線圈聯接時，要注意線路中的電器線圈是否聯接正確，如果出現線圈設計失誤問題，一定要及時處理，否則也會影響線路的正常執行。在檢測電器線圈的聯接時，要觀察串聯的線圈是否存在於交流控制線路中，要保證兩個線圈的外加電壓不能超過額定電壓，另外，非並聯的線圈也不能直接聯接。

　　3.電力拖動自動控制系統的安全防護

　　3.1短路保護

　　短路故障一般是因為電流短路而造成區域性電氣裝置絕緣體過熱損害，電流過大，容易造成強大的電磁脈衝進而產生電動應力，進而損害電力拖動自動控制系統或各種電器裝置。

　　3.2過流保護

　　如果使用電動機不當，很容易使得電動機超負荷運作，這樣會引起電動機區域性過電流，一般的過電流能量是正常啟動電動機電流的數倍，因此容易損害電動機及系統元器件。

　　3.3熱保護

　　任何元器件在經過長時間工作時都會出現過熱現象，如果電動機繞組或長時間超載執行，那麼勢必會造成自身溫度高於允許值，進而導致電動機出現故障，為避免過熱損害，可以採用多個電動機相替換的方法進行熱保護。

　　4.結語

　　綜上所述，本文對電力拖動自動控制系統的設計原理、設計時電動機以及電器線路的選擇進行了介紹，這些內容可以有效的保證電力拖動控制系統的穩定執行。另外，筆者還對電力拖動自動控制系統的安全防護提出了幾點建議，希望對相關設計人員有所幫助，從而提高該系統的安全性以及穩定性，使其在工業生產應用的過程中，發揮更大的效用。

　　【參考文獻】

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　　[3]黃華.淺析電力系統中的電器控制線路設計[J].科技資訊，2010***35***.

　　篇二

　　《 試論電力拖動自動控制系統 》

　　摘要：隨著社會的高速發展，更多電器的出現導致電力的需求不斷攀升，因而人們對電力拖動控制系統自動化程度提出了更高更新的要求。鑑於此，擬通過對電力拖動控制系統的設計原理、設計方案的確定、設計應遵循的規章以及安全防護等內容進行分析，為使用者與企業提供借鑑與參考。

　　關鍵詞：電力拖動 自動控制 執行

　　中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973***2012***010-028-02

　　1 引言

　　隨著科技日新月異的發展，機械自動化程度與生產水平達到了前所未有的高度，在當前的工業生產領域中，電力拖動自動控制系統得到了廣泛的應用。電力拖動自動控制系統的優勢在於：一方面可以保障自身系統安全穩定執行;另一方面可以滿足企業機械生產要求。電力拖動系統可以很好的對電動機、各類繼電器等原件進行保護，進而減少系統執行過程中故障發生概率。因此，研究電力拖動自動控制系統，提升其自動化程度，增強其安全性，完善其功能，對於企業而言是至關重要的。

　　2 電力拖動系統自動控制原理及其設計

　　2.1 電力拖動系統自動控制原理

　　操作人員在電力拖動控制系統執行過程中可以得到電動機各資訊的反饋，例如電流反饋等。在電力拖動控制系統中，電氣裝置是實現機械自動控制的核心器件。計算機系統在此過程中的主要作用是顯示資訊顯示、執行連鎖、安全保護等資訊，同時其也是電力拖動系統自動控制實現的唯一途徑。

　　在計算機系統中，操作人員可以利用計算機根據實際生產需求實行不同的自動控制方案。電力拖動自動控制主要是利用計算機完成邏輯計算、功能模組化、程式設計等工作，然後為操作人員提供獨立於機械裝置的儀器驅動程式，方便使用者可以較快的將程式與自己的系統進行對接測試，方便程式設計。雖然電力拖動自動控制系統的各項引數及要求的設定“因人而異”。但從系統的本質來講，系統構成的基本原理還是殊途同歸的，即以計算機為系統的集中控制中心，訊號輸入給計算機下達指令，訊號輸出執行指令。電力拖動自動控制系統計算機接收訊號與輸出訊號的系統反應如圖1所示。

　　2.2 電力拖動自動控制系統方案的確定

　　在電力拖動自動控制設計方面，是否確定好方案與控制方式將會決定整個設計能否成功。如果巨集觀方案是正確切實可行的，那麼生產裝置各項指標達到要求的可能性才能得到保障。在設計時，即便出現某個控制環節設計的錯誤，也可以通過不斷改進與測試達到要求，但如果巨集觀方案一開始就制定有問題，那麼設計工作必須等到方案明確後重新開始。

　　學術領域認為，所謂電力拖動自動控制方案，其主要是依據不同的生產工藝要求，例如根據運動要求、加工效率、零部件加工精度等條件來決定電動機執行、型別、數量、傳動方式等控制要求。最後將這些調研好的工藝要求與控制要求相結合，作為電氣控制原理圖設計電器原件選擇的重要參考憑證。譬如說，在設計效率要求較高的加工機床時，拖動方式可以隨機變化，如可以使用直流拖動，也可以使用集中拖動等。確定好拖動方案後，拖動電動機的數量以及各項引數也隨之明瞭，控制方式的選擇就是控制要求的選擇。

　　2.3 電力拖動系統自動控制電動機的選擇

　　在確定好電力拖動系統設計方案後，需要根據實際需求對電動機的數量、規格及各項引數如額定轉速、功率等進行選擇與確定。筆者通過總結，歸納出電動機在選擇方面應當遵循以下幾點：

　　***1***電動機功率的選擇應當與生產機械標準要求直接掛鉤，要選擇與其相匹配，能夠擁有一定負載的電動機，這樣，才能保證生產機械的正常執行。此外，在明確電動機功率時，還需對以下三大要素進行綜合考慮：1***允許過載能力;2***啟動能力;3***電動機發熱。確決定電動機功率選擇的核心條件是電動機容量，通常，電動機容量容易受外界環境影響，所以電動機額定功率的確定要進行多次校驗確認。

　　***2***電動機採用直流還是交流電需要結合企業經濟、技術等方面綜合考量，筆者認為，通常情況，企業只需要選擇操作簡單，穩定性強、維護遍歷、價格低廉的交流非同步電動機即可。但如果所在企業生產機械功率大、調速範圍廣，則可以採用調速效能優質的直流電動機。

　　***3***電動機額定轉速需要結合以下方面來選擇，主要是看所在企業機械匹配的技術經濟程度，如企業所需電動機需擁有較高的使用壽命，並較少使用，那麼就需要結合企業經濟、技術等多方面因素來選擇;如果企業使用電動機頻繁，那麼該電動機額定轉速就需要以電動機的動能儲存量來選擇。

　　***4***必須在供電電網電壓基礎上選擇電動機額定電壓各引數，必須保證兩者一致。電動機機構形式要根據企業的作業環境進行選擇。

　　總而言之，電動機數量、規格以及各項引數的選擇應當根據企業的經濟、技術、作業環境、使用需求等多方面綜合考慮來選擇，要保證所選擇的電動機既能滿足企業生產機械的實際需求，又能夠保證其執行的可靠性與實惠。

　　2.4 電力拖動設計中電器控制線路的設計

　　拖動方案與電動機的選擇之後，其次是電器控制線路的設計。電器控制線路是整個電器選擇與安裝圖設計的主要依據，通常，電器控制線路的設計方法是，根據所有部件不同的需求，根據控制線路的總體框架來細化區域性線路，最後根據生產機械的實際需求與相互關聯，將區域性線路統籌規劃到線路總體框架中，形成一個完整的控制線路。

　　設計前期調研：控制線路設計之初，設計者需要對企業生產工藝與機械實際需求進行調研。對於一般企業而言，控制線路僅需要滿足下屬三種功能即可：即制動、起動與反向。生產機械工藝較大的企業通常還需要平滑調速、安全預警功能等。另外，操作者能否對控制線路做出及時反應，能否進行操作等問題也都需要設計人員在設計前調研明白。

　　設計過程的掌控：控制線路能否穩定安全執行取決於控制線路工作是否安全與穩定，因此在選擇設計元件時，應當採用效能良好、使用期限長、抗干擾能力強、安全可靠、穩定的繼電器，同時在規劃具體線路時，筆者認為，設計人員還需要注意以下幾點內容： 　　***1***觸頭的設計，要保證所有電器觸頭必須全部正確對接。例如同一電器，如果將常閉與常開的輔助頭放在一起，那麼當將它們接在不同相的電源上時，很可能由於限位開關上的常開/閉觸頭產生電位差使得電路短路，如果線路沒有良好的絕緣性，那麼勢必會造成電路短路事故。

　　***2***設計電器線圈聯接時，要保證所有電器線圈正確聯接。串聯的兩個電器線圈一般不能出現在交流控制電路中，即便串聯的兩個線圈的額定電壓和等同於外加電壓，也不允許非並聯線圈連線。要實現接觸器與接觸器，接觸器與線圈的同步，應當將所有線圈並聯在電路中，使所有線圈承受相同的額定電壓。

　　***3***設計後的控制機構，其後期維護與操作必須簡單明瞭，在操作人員採用某種控制方式控制時，可以根據實際需求迅速、快捷的切換到其他控制方式，例如，在進行自動控制時，可以根據需求直接切換到手動控制，所有電控裝置都需保證其後期執行的穩定性與維護的便利性，同時還需為其配置隔離電器，以便在儀器出現故障時進行搶修。

　　2.5 電力拖動自動控制系統設計應遵循的原則

　　筆者通過總結，歸納出當前電力拖動自動控制系統在設計時應當遵循的原則：

　　***1***經濟簡單化原則。企業在選擇電力拖動自動控制系統時，都想要低廉的價格換來可靠的電力拖動控制系統。因此在設計過程中，設計人員應當盡最大努力將系統不必要的電器與觸頭數量進行減少，線路設計應當最優化。

　　***2***穩定、安全、可靠性原則。在經濟簡單化原則基礎上選擇穩定性、可靠性、安全性較強的元件。

　　3 電力拖動自動控制系統的安全防護

　　任何系統的出現都需要制定想匹配的安全防護措施，電力拖動自動控制系統亦是如此，一般情況下，電力拖動自動控制系統的安全防護分為兩種：一種是計算機系統保護;另一種是電器保護。電器保護是最基本，也是必要的保護，其通常有過流保護、短路保護、欠壓保護以及熱保護。而計算機系統保護則是不可或缺的保護，它屬於高階保護，主要是對確保系統執行、維穩等進行保護。筆者在下文將從以下幾點對電力拖動自動控制系統的安全防護進行分析：

　　***1***短路保護：短路故障一般是因為電流短路而造成區域性電氣裝置絕緣體過熱損害，電流過大，容易造成強大的電磁脈衝進而產生電動應力，進而損害電力拖動自動控制系統或各種電器裝置。

　　***2***過流保護：如果使用電動機不當，很容易使得電動機超負荷運作，這樣會引起電動機區域性過電流，一般的過電流能量是正常啟動電動機電流的數倍，因此容易損害電動機及系統元器件。

　　***3***欠壓保護：系統執行過程中，如果電源電壓不能滿足電動機正常運作的需求，容易造成系統因欠壓而減緩電動機速率甚至同志運作，當負載矩不變時，可以適當的增加電源來提壓。另外，欠壓還會造成電氣釋放問題，進而影響系統所有器件的正常工作，情況嚴重時還會出現系統故障。所以，筆者認為，當電壓達到電動機電壓臨界值時，可以採取切斷電源措施來進行保護。

　　***4***熱保護：任何元器件在經過長時間工作時都會出現過熱現象，如果電動機繞組或長時間超載執行，那麼勢必會造成自身溫度高於允許值，進而導致電動機出現故障，為避免過熱損害，可以採用多個電動機相替換的方法進行熱保護。

　　***5***安全鏈：安全鏈的保護主要涉及五個方面。1***欠壓保護的控制;2***過流保護的控制;3***水壓保護;4***油壓保護;5***軸瓦溫度保護。安全鏈是將上述五種保護串聯在一起的保護，無論其中哪個環節出現問題，計算機都會直接將自動控制系統關閉。

　　***6***執行連鎖和啟動連鎖的保護：當計算機接收到訊號後，電力拖動自動控制的實現主要是通過計算機所配置的程式完成，該過程主要是預防系統執行時訊號條件的消失或電動機缺乏條件啟動的保護。

　　4 結論

　　本文通過對電力拖動自動控制系統各方面的研究，提出了加強、完善系統設計與安全防護的意見，以期為設計者與使用者提供幫助。

　　參考文獻：

　　[1] 王春鳳，李旭春，楊耕.電力電子與運動控制實驗平臺安全性建設[J].實驗技術與管理，2011***07***.

　　[2] 陳伯時.電力拖動自動控制系統——運動控制系統[M].北京：機械工業出版社，2003.

　　[3] 黃華.淺析電力系統中的電器控制線路設計[J].科技資訊，2010***35***.

　　[4] 羅毅，李鶯.淺析電力拖動系統穩定執行的充要條件[J].太原師範學院學報***自然科學版***，2006***02***.

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