第一篇：軋鋼直流電機(jī)維護(hù)論文

姓名：王友成所在單位：二軋廠所在崗位：點(diǎn)檢員擬聘崗位：點(diǎn)檢技師

軋鋼用直流電機(jī)的使用與維護(hù)

目前，許多軋鋼廠由于直流電機(jī)調(diào)速范圍廣、性能優(yōu)越而被廣泛使用，并且從初軋到精軋拖動(dòng)軋機(jī)的均是使用晶閘管供電的直流電機(jī)。眾所周知晶閘管供電的直流電機(jī)較直流發(fā)供電的直流電機(jī)換向更加困難。電機(jī)為了保證電機(jī)的正常運(yùn)行除電機(jī)質(zhì)量保證外，對(duì)直流供電的質(zhì)量也有要求。其整流的脈波數(shù)不應(yīng)小于6，電壓峰值波紋因數(shù)不超過(guò)6％。因此在供電回路加裝平波電抗器，以便改善電機(jī)換向。

軋鋼用的直流電機(jī)具有屬于沖擊負(fù)載，電流波動(dòng)較大。電機(jī)的性能好壞主要體現(xiàn)在換向火花上，電機(jī)在額定電流、電壓及額定轉(zhuǎn)速時(shí)，換向火花不應(yīng)大于1.5級(jí)，在短時(shí)過(guò)載時(shí)（時(shí)間為15S或30S）時(shí)換向火花不大于2級(jí)。其次是氧化膜的建立，電機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間后，換向器表面應(yīng)形成一層光滑堅(jiān)硬的氧化膜，它有利于換向。因此不能輕易破壞它。

雖然電機(jī)在出廠時(shí)已在額定工況下調(diào)到最理想的狀態(tài)，在使用一段時(shí)間后，電機(jī)性能會(huì)逐漸變壞。影響電機(jī)換向的原因很多，使用和維護(hù)尤為重要。下面分兩個(gè)方面討論影響直流電機(jī)換向因素和判斷及解決的方法。

一、機(jī)械方面

1、電機(jī)基礎(chǔ)不牢，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生共振。此類火花分布規(guī)律性差，火花不穩(wěn)定呈黃色有時(shí)在個(gè)別電刷上有異常特征，對(duì)負(fù)載變化時(shí)反應(yīng)遲鈍。電機(jī)轉(zhuǎn)速一般以600r/min為界，600r以上振速不超2.8mm/S;600r以下滑動(dòng)軸承雙向振幅不超0.2mm，滾動(dòng)軸承電機(jī)雙振幅不得超過(guò)0.075mm應(yīng)加固基礎(chǔ)，將電機(jī)振動(dòng)幅值限制在規(guī)定范圍內(nèi)。

2、電機(jī)與所帶機(jī)組不同心,也會(huì)引起電機(jī)振動(dòng).應(yīng)使用百分表對(duì)中,且底座的水平方向傾斜不得大于0.25mm..二、電氣方面

1、繞組問(wèn)題

直流電機(jī)要定期對(duì)繞組進(jìn)行直阻和絕緣檢測(cè)。絕緣阻值不應(yīng)小于以下公式電阻。R=V/[1000+(P/100)],其中V為電機(jī)額定電壓，P為額定功率。特大電流和較長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)載運(yùn)行，部分繞組短路，機(jī)械振動(dòng)造成升高片脫焊或斷裂。測(cè)量片間壓降，片間壓降不應(yīng)超過(guò)正負(fù)2％，如片間壓降相差較大，應(yīng)檢查升高片和繞組，當(dāng)升高片有斷裂或繞組燒毀時(shí)，及時(shí)與制造廠聯(lián)系。

2、換向器磨損嚴(yán)重或有滑傷

換向器表面使用一段時(shí)間后應(yīng)形成良好的氧化膜，其呈現(xiàn)均勻而光亮的顏色。由于

電機(jī)的缺陷或運(yùn)行的條件惡化，使正常的換向器氧化膜遭到破壞。換向器表面出現(xiàn)連續(xù)的條痕或孤立條痕，但正常的氧化膜仍存在，一般為電流密度太低，大氣中含有害氣體或研磨性灰塵。應(yīng)查找原因?qū)ΠY解決。輕微的滑傷可以用00號(hào)砂紙打磨并拋光。換向器表面出現(xiàn)嚴(yán)重的燒傷或溝槽、以及有較大的偏心時(shí)應(yīng)車削換向器。為了防止換向器在車削時(shí)變形，應(yīng)先將換向器壓緊羅帽壓緊。車削時(shí)升高片應(yīng)用寬膠帶粘好以防進(jìn)入銅削。車削速度不應(yīng)大于180米/分，進(jìn)刀量為0.05-0.15毫米。一般大型電機(jī)由于運(yùn)輸和車床等原因在現(xiàn)場(chǎng)帶電車削的，車削速度和電樞電壓必須同時(shí)考慮。并且直流調(diào)速裝置的加減速時(shí)間要放開，避免電機(jī)快啟與快停。車削后片間云母低于換向器表面0.5mm的下刻云母。換向片兩邊倒成0.5×45度倒角。再用與換向器弧度一致的細(xì)磨石打磨，最后用牛皮拋光。

2、中性線發(fā)生變化

由于電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行，中性線位置也將發(fā)生變化。直流電機(jī)電刷的位置，不但影響電機(jī)的換向情況，而且對(duì)電機(jī)的電樞反應(yīng)，影響電機(jī)的轉(zhuǎn)速和機(jī)械特性。故應(yīng)定期檢測(cè)中性線位置，并進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的方法一般用感應(yīng)法，其方法是：在電機(jī)勵(lì)磁繞組兩端加上大約為電機(jī)額定電壓（8～12）％的電壓。在相鄰的兩個(gè)刷桿上接一直流毫伏表，接通和斷開勵(lì)磁電源。觀察毫伏表的偏轉(zhuǎn)情況，毫伏表指在零位，說(shuō)明電刷在中性線上。如 1

姓名：王友成所在單位：二軋廠所在崗位：點(diǎn)檢員擬聘崗位：點(diǎn)檢技師

有較大的偏轉(zhuǎn)，就要移動(dòng)電刷座圈，邊移邊測(cè)。直到感應(yīng)電勢(shì)接近或?yàn)榱銜r(shí)，則認(rèn)為此時(shí)電刷就在中性線上。

3、變流器故障

變流裝置缺脈沖，使電機(jī)的直流供電波頭數(shù)目不夠。電機(jī)在空載時(shí)有振動(dòng)感，并伴有“嗡嗡”響聲。嚴(yán)重時(shí)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)或電機(jī)正反切換時(shí)，換向器放炮，使換向器表面灼傷。如發(fā)現(xiàn)電機(jī)聲響和現(xiàn)象所述類似，必須馬上停車檢查變流裝置脈沖放大及觸發(fā)回路，以免造成電機(jī)換向器損傷。另外直流供電電源出現(xiàn)斷流，可使電機(jī)理想轉(zhuǎn)速升高，電機(jī)機(jī)械特性變軟，負(fù)載變化時(shí)速度下降較大。

4、檢修保養(yǎng)不當(dāng)

使用中的電機(jī)必須進(jìn)行定期的檢修和保養(yǎng)，電機(jī)使用一段時(shí)間后電刷和刷盒都會(huì)有

一定程度磨損，如果電刷和刷盒磨損嚴(yán)重時(shí)，電機(jī)在正反轉(zhuǎn)時(shí)的刷位將有所移動(dòng)，并且電刷形成振動(dòng)，使電刷上電流分配不均。促使換向變壞，嚴(yán)重時(shí)使電刷碎裂。一般電刷與刷盒厚度間隙為0.06~0.25mm,寬度間隙為0.08~0.39mm。其次電機(jī)換刷時(shí)電刷牌號(hào)混用。不同牌號(hào)的電刷電阻系數(shù)是有區(qū)別的，所以分配到每各電刷的電流不平衡，產(chǎn)生火花。應(yīng)當(dāng)指出至今沒(méi)有一種適用各種場(chǎng)合的萬(wàn)用電刷，由于電機(jī)的特性、負(fù)載狀態(tài)、周圍條件的差異，電刷的選型往往是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試后才能確立下來(lái)。電刷更換后必須按照正確的研磨方法進(jìn)行研磨，使電刷與換向器表面相吻合。其方法是：提起電刷，在電刷下面放上砂布，使砂面向上與電刷接觸，并扣上壓簧，用兩手拉動(dòng)砂布緊貼換向器表面拉動(dòng)數(shù)次，直到電刷與換向器表面吻合為止。研磨后吹除碳粉。定期檢查壓簧壓力（1.4－2.7N/cm2）相差不準(zhǔn)大于10％。換向器表面不清潔也是引起火花的原因之一，當(dāng)換向器表面有油污和碳粉時(shí)用無(wú)毛白布沾適量酒精擦拭并用特制工具清除片間溝槽內(nèi)的碳粉。清理完后用干燥的壓縮空氣將換向器表面和繞組的灰塵、碳粉吹干凈。電機(jī)的檢修周期根據(jù)生產(chǎn)情況而定。力爭(zhēng)做到月小修，年大修。

綜上所述，軋鋼直流電機(jī)工作環(huán)境較差，在工作中又經(jīng)常過(guò)載，所以換向比較困難。正確使用和維護(hù)直流電機(jī)就尤為重要。尤其是初軋電機(jī)，即使是上下輥使用兩臺(tái)電機(jī)主從控制，如一臺(tái)電機(jī)出現(xiàn)故障，也會(huì)造成停產(chǎn)。首先要建立起理想的氧化膜，其次是保證風(fēng)、水、油路的暢通。建立全日制維護(hù)、定修、月修、中修、大修和崗位責(zé)任制是非常必要的。若發(fā)現(xiàn)電機(jī)超溫，工作異常，換向火花超過(guò)允許值，應(yīng)立即停車檢查，以確保電機(jī)的安全運(yùn)行。2

第二篇：直流電機(jī)日常維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

直流電機(jī)日常維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

一、直流電機(jī)維護(hù)通常要求：

1、直流電機(jī)使用的環(huán)境條件：

（1）安裝防護(hù)等級(jí)IP23以下的電機(jī)之室內(nèi)，不得有水蒸汽，酸性或堿性等腐蝕性氣體，或煤氣等可燃性氣體，以及塵灰等污物侵入；

（2）在額定負(fù)載下連續(xù)工作時(shí)，其周圍的空氣溫度最高不應(yīng)超過(guò)40度，最低不低于5度，相對(duì)濕度不得超過(guò)90%；

2、運(yùn)行期的經(jīng)常性一般檢查

（1）保持電機(jī)外表及其周圍環(huán)境的清潔，在電機(jī)上或電機(jī)內(nèi)部不得放置外物；

（2）電機(jī)之底腳是否緊固于地基，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)是否有異聲或震動(dòng)情況；

（3）通風(fēng)窗是否空氣暢通；（4）是否有常時(shí)間的過(guò)載；（5）接地裝置是否可靠；

3、定期保養(yǎng)檢查

（1）經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)的直流電機(jī)，需定期作以下檢查，每月不得少于一次；

（2）在額定負(fù)載下?lián)Q向器上不得有大于1級(jí)的火花出現(xiàn)；（3）檢查換向器表面是否光潔，如發(fā)現(xiàn)有機(jī)械損傷或火花灼痕，應(yīng)按“換向器的保養(yǎng)”標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理；(4)檢查電刷是否磨損過(guò)甚，刷握之壓力是否適當(dāng);(5)用不大于二個(gè)大氣壓之壓縮空氣吹凈電機(jī)內(nèi)部灰塵，電刷粉末等，并拭凈外表之灰塵和積垢;(6)拆除與電機(jī)連接之一切接線，用500伏兆歐表測(cè)量繞組對(duì)機(jī)殼之絕緣電阻，如小于1兆歐則須按“絕緣的干燥”（7）在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)量軸承溫度，并傾聽其轉(zhuǎn)動(dòng)的聲音，如有異聲或溫升超過(guò)則按“軸承的保養(yǎng)”標(biāo)準(zhǔn)處理；

（8）如電機(jī)須經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間之停止運(yùn)轉(zhuǎn)，則須用紙將換向器包好，并用防布將整個(gè)電機(jī)蓋好，保證電機(jī)存放地點(diǎn)之溫度不低于5度，不高于40度，相對(duì)濕度不高于90%，并不得有水蒸汽及腐蝕氣體侵入。

二、直流電機(jī)各主要部件維護(hù)要求：

1、換向器的保養(yǎng)

(1)換向器表面應(yīng)保持光滑，并形成一層均勻的暗褐有光澤的氧化膜。若換向器表面沾有碳粉、油污，應(yīng)用手風(fēng)機(jī)吹掃干凈或用柔軟的布沾酒精清擦換向器表面，保證清潔；

(2)發(fā)現(xiàn)換向器表面狀態(tài)惡化，火花較大，有粗糙不圓、燒傷等缺陷時(shí)應(yīng)考慮停車，用“0”號(hào)細(xì)砂紙打磨其表面，使之重新建立起氧化膜。如若換向器表面出現(xiàn)過(guò)度的粗糙不平、不圓或有部分磨損過(guò)大，則應(yīng)重新車削換向器。車削時(shí)應(yīng)用紙將電樞繞組端部及接頭片包住，以免金屬屑末濺入，切削速度為每秒2米，切削深度及進(jìn)給量均不大于0.1mm。切削完畢，換向片片間應(yīng)倒角，必要時(shí)還應(yīng)下刻片間云母，以免云母片高出換向片；(3)檢查云母槽是否清潔，換向片棱角應(yīng)光滑無(wú)毛刺；(4)在保證換向器表面質(zhì)量的條件下，還需要在日常運(yùn)行中，仔細(xì)地觀察和監(jiān)視換向火花。通常情況下，點(diǎn)狀、粒狀火花（呈白色或微帶藍(lán)色和黃色）是稀疏而均勻地分布在大部分電刷上，屬于正常換向火花。而響聲狀、火球或飛濺狀火花（呈暗黃色、紅色或綠色）屬于有害火花。當(dāng)環(huán)火狀火花發(fā)生時(shí)，電機(jī)不宜繼續(xù)運(yùn)行。

2、電刷的使用

(1)用空壓氣吹凈電刷、刷盒和換向器上的碳粉；

(2)檢查電刷接觸弧面是否有燒灼點(diǎn)，接觸面是否均勻、光滑，如有缺陷應(yīng)立即更換；

(3)檢查電刷在刷盒內(nèi)是否浮動(dòng)靈活；

(4)檢查電刷的壓力大小是否均勻適當(dāng)，通常情況下電刷壓力為電刷壓力正常為15—25kpa，根據(jù)電刷的截面積算出每個(gè)電刷壓力，再與實(shí)際測(cè)出的壓力進(jìn)行比較。無(wú)論電刷的長(zhǎng)短，其壓力都應(yīng)達(dá)到要求；

(5)檢查電刷的磨損高度，當(dāng)電刷磨損到原高度的1/3時(shí)應(yīng)予更換。需要注意：電刷一次性更換數(shù)量不宜過(guò)多，成批更換電刷易破壞原換向器表面的氧化膜。只需將磨短的或有問(wèn)題的電刷換下即可。在同一臺(tái)電機(jī)上，絕不允許使用不同牌號(hào)的電刷，即使同一牌號(hào)的電刷，因制造時(shí)間不同，性能也有明顯差異，所以也不允許使用。新電刷裝好后，需用“0”號(hào)砂布，背面緊貼子換向器，隨電刷旋轉(zhuǎn)方向研磨電刷，以獲得與換向器表面有良好的接觸面。研磨完畢，去除碳粉，并使電機(jī)在1/4---1/3額定負(fù)載下運(yùn)行半小時(shí)至一小時(shí)，然后增加負(fù)載；

(6)檢查刷辮的固定是否可靠，電刷振動(dòng)和壓力不均都容易引起各電刷電流分配不均；

(7)檢查刷盒壓腳和彈簧是否軟化或斷裂。

3、電機(jī)繞組

(1)送電前應(yīng)對(duì)繞組進(jìn)行絕緣電阻的測(cè)量（用l000V兆歐表），絕緣電阻值一般不應(yīng)低于R=V/(1000+P/100)(MΩ)的數(shù)值，V為電機(jī)繞組的額定電壓（V），P為電機(jī)的額定功率（kW）。但最小值≥0.5MΩ。如測(cè)量絕緣電阻較低，則應(yīng)進(jìn)行干燥處理；(2)檢查繞組與機(jī)座的連接線是否有絕緣損傷或相互短路等情況；

(3)注意觀察主極繞組和換向極繞組的溫升是否正常。

4、冷卻系統(tǒng)的維護(hù)

通常直流電動(dòng)機(jī)都采用管道強(qiáng)迫通風(fēng)或空氣水循環(huán)冷卻器兩種冷卻方式，對(duì)于空氣水循環(huán)冷卻器冷卻方式，冷卻裝置的風(fēng)機(jī)由于轉(zhuǎn)速較高，常出現(xiàn)燒損，直接影響通風(fēng)冷卻效果，絕對(duì)不能輕視。

(1)日常檢查冷卻裝置內(nèi)過(guò)濾裝置是否飽和，及補(bǔ)風(fēng)過(guò)濾材料上是否有灰塵阻塞現(xiàn)象；(2)對(duì)于冷卻裝置風(fēng)機(jī)，要定期做風(fēng)機(jī)葉輪動(dòng)平衡試驗(yàn)；(3)經(jīng)常檢查冷卻裝置進(jìn)／出水閥門是否全部打開，進(jìn)水溫度≤33℃，已冷卻氣體的溫度與進(jìn)水溫度間的溫差應(yīng)＞7℃（以保證進(jìn)風(fēng)溫度≤40℃）。

5、軸承

在軸承蓋之油室內(nèi)確保約等于2/3空間的潤(rùn)滑脂，在工作2000—2500小時(shí)后，應(yīng)調(diào)換新的潤(rùn)滑脂，潤(rùn)滑脂的牌號(hào)為3號(hào)鋰基脂，每年至少調(diào)換一次潤(rùn)滑脂。

6、其他方面的維護(hù)

(1)檢查刷架導(dǎo)電環(huán)及其連接是否完整，連接螺絲是否松動(dòng)，其對(duì)地爬電距離是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；(2)檢查機(jī)座底部的千斤頂有否松脫；

(3)檢修時(shí)檢查測(cè)速反饋設(shè)備的安裝是否松動(dòng)，工作是否正常。

三、直流電機(jī)的絕緣干燥

電機(jī)之絕緣電阻不應(yīng)該小于1兆歐，如低于這一數(shù)值時(shí)，需進(jìn)行干燥，如沒(méi)有專用的烘箱設(shè)備，建議采用以下三種方法：（1）熱空氣干燥

電機(jī)進(jìn)行干燥時(shí)，應(yīng)該打開電機(jī)的各通風(fēng)窗，用干燥之熱空氣連續(xù)向線圈部分鼓吹，線圈溫度最初2—3小時(shí)內(nèi)，不應(yīng)該超過(guò)50度，而在開始干燥后的6-8小時(shí)內(nèi)，不應(yīng)超過(guò)70度。電機(jī)在開始干燥時(shí)，絕緣電阻先是下降，然后開始升高，最后趨于穩(wěn)定，在絕緣電阻穩(wěn)定4-5小時(shí)后，如絕緣電阻變化已不顯著，則可認(rèn)為干燥已經(jīng)完成。

溫度可用溫度計(jì)以膩?zhàn)庸讨删€圈來(lái)測(cè)量，而絕緣電阻之測(cè)量則用500伏兆歐表計(jì)（2）電流干燥

打開電機(jī)的各通風(fēng)窗，將電樞、串勵(lì)，換向極及補(bǔ)償繞組接成串接，卡住電機(jī)之電樞，通入低壓直流電流，電流宜控制在50%--60%額定電流值左右，加熱溫度也不應(yīng)超過(guò)70度，其余過(guò)程與上類同

（3）用紅外線燈泡烘烤

四、大型直流電動(dòng)機(jī)的管理

1、包機(jī)人員職責(zé)：

負(fù)責(zé)直流電動(dòng)機(jī)的檢查、維護(hù)工作，主要工作職責(zé)包括：(1)對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)組織人員處理和向上級(jí)匯報(bào)；(2)建立大型直流電動(dòng)機(jī)的檢查記錄表，并做好相關(guān)記錄；(3)每天觀察大型直流電動(dòng)機(jī)的工作狀況，做好專業(yè)點(diǎn)檢紀(jì)錄，做到心中有數(shù)；

(4)制定每月對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的檢修計(jì)劃及大中修時(shí)檢修計(jì)劃。

2、建立專業(yè)技術(shù)檔案

建立每臺(tái)電機(jī)的專業(yè)技術(shù)檔案，了解和掌握每臺(tái)電機(jī)過(guò)去與現(xiàn)在的運(yùn)行狀況，對(duì)電機(jī)進(jìn)行有“個(gè)性”的動(dòng)態(tài)管理。專業(yè)技術(shù)檔案包括：新電機(jī)在投運(yùn)前的安裝記錄；電機(jī)型號(hào)及參數(shù)；電刷型號(hào)及數(shù)量；刷握型號(hào)及數(shù)量；通風(fēng)／冷卻／潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)備型號(hào)／各參數(shù)；投運(yùn)以來(lái)完好情況；定期檢查/測(cè)量的各種數(shù)據(jù)和結(jié)果；電機(jī)歷次發(fā)生的故障及其原因分析、處理過(guò)程與處理后的效果；在大中修時(shí)檢查電機(jī)調(diào)整記錄及處理了哪些問(wèn)題等等。根據(jù)技術(shù)檔案可了解每一臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行歷史和各階段的技術(shù)性能狀況。

3、大型直流電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)檢測(cè)

每半年中修時(shí)，由專業(yè)人員檢測(cè)電機(jī)換向片間直流電阻、電機(jī)的主磁極與轉(zhuǎn)子之間的間隙和極距，及其他平時(shí)檢修無(wú)法操作的維護(hù)項(xiàng)目。

平時(shí)正常生產(chǎn)期間，包機(jī)人員觀察記錄電機(jī)的負(fù)荷變化、電機(jī)內(nèi)換向器工作、電機(jī)空載和負(fù)載換向火花的情況，以及電機(jī)繞組溫度以及軸瓦溫度、冷卻系統(tǒng)的溫度、潤(rùn)滑系統(tǒng)的壓力等參數(shù)。通過(guò)以上工作，作到24h監(jiān)測(cè)大型直流電動(dòng)機(jī)工作情況，實(shí)行動(dòng)態(tài)管理，隨時(shí)掌握電機(jī)的變化趨勢(shì)。

第三篇：軋鋼論文

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09成型一班

軋鋼工藝中的節(jié)能技術(shù)

摘要：為實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在近年國(guó)家“鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、淘汰落后產(chǎn)能”等 鋼鐵產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)下和“循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)、清潔生產(chǎn)和綠色鋼鐵”等節(jié)能減排主題的 倡導(dǎo)下，中國(guó)鋼鐵工業(yè)向低能耗、短流程和高附加值產(chǎn)品方向發(fā)展，同時(shí)中國(guó)鋼鐵工業(yè)的 節(jié)能減排工作取得很大進(jìn)展。由于軋鋼系統(tǒng)在整個(gè)鋼鐵綜合能耗中比重較低和產(chǎn)品附加值 高等因素影響，近年來(lái)軋鋼生產(chǎn)能力增長(zhǎng)迅速，軋鋼系統(tǒng)節(jié)能工作取得新進(jìn)展，節(jié)能技術(shù) 在新建或改造軋鋼系統(tǒng)中不斷得到應(yīng)用，軋鋼工序能耗不斷降低

關(guān)鍵字：軋鋼 節(jié)能技術(shù)

軋鋼工序節(jié)能技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

在熱軋生產(chǎn)中，軋鋼工序鋼坯加熱耗能高，以典型的棒材軋機(jī)生產(chǎn)能耗為例，鋼坯加熱消耗的能量占80%，用于鋼材軋制的能耗僅占16.9%。隨著節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，能源消耗中用于鋼坯加熱能耗所占的比例逐漸降低，還維持在高的比例。因此，普通鋼材軋鋼工序節(jié)能的潛力主要來(lái)源于加熱爐。特殊鋼材的軋鋼工序節(jié)能的另一個(gè)主要來(lái)源是在線熱處理。

軋鋼系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

1． 加熱爐節(jié)能技術(shù)

1）蓄熱式燃燒技術(shù) 蓄熱式燃燒技術(shù)具有高效余熱回收、高溫預(yù)熱空氣及低 NOX 排放等優(yōu)點(diǎn)。近年在我國(guó) 軋鋼加熱爐上推廣應(yīng)用發(fā)展迅猛，是國(guó)內(nèi)目前普遍推廣的節(jié)能環(huán)保新技術(shù)。采用蓄熱式燃 燒技術(shù)，與無(wú)余熱回收的加熱爐相比，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能 40％以上；與換熱器預(yù)熱技術(shù)比較，可實(shí)現(xiàn) 10％~20％的節(jié)能潛力。中國(guó)采取蓄熱燃燒技術(shù)的加熱爐也不少于 400 余座。但是 從近年蓄熱式加熱爐的能耗統(tǒng)計(jì)上看，其節(jié)能優(yōu)勢(shì)并不突出，甚至有同行提出該技術(shù)節(jié)能 不節(jié)錢的看法，該技術(shù)近年在歐洲推廣應(yīng)用案例已大幅下降。不過(guò)，采用雙蓄熱（同時(shí)預(yù) 熱煤氣和助燃空氣溫度 1000℃以上）技術(shù)的加熱爐在利用富余高爐煤氣方面的確很有效，效率高于 70％，節(jié)能效果顯著，值得推廣應(yīng)用。

2）節(jié)能涂料 節(jié)能涂料利用遠(yuǎn)紅外輻射原理，將涂料噴涂在各種高溫窖爐的耐火材料表面，提高光 譜發(fā)射率，增強(qiáng)爐膛換熱，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能 5％~10％的節(jié)能效果。它具有保護(hù)爐襯表面、延 長(zhǎng)爐子使用壽命、提高爐子熱效率，縮短烘爐時(shí)間、提高被加熱件的加熱速度和爐子作業(yè) 率等特點(diǎn)。該涂料技術(shù)早在 1980 年就開始推廣使用。近年的節(jié)能涂料有如日本 CRC 公司 的 H.R.C 輻射涂料，英國(guó) CRC 公司 ET-4 型紅外輻射涂料，國(guó)內(nèi)山東慧敏公司“杰能王”微納米高溫遠(yuǎn)紅外節(jié)能涂料，湖南婁底新材料實(shí)驗(yàn)工廠生產(chǎn)的高溫遠(yuǎn)紅外涂料等。目前國(guó) 內(nèi)不少軋鋼加熱爐都使用過(guò)此類節(jié)能涂料。

3）步進(jìn)爐和汽化冷卻技術(shù) 步進(jìn)爐不僅可以減少鋼坯加熱時(shí)間，降低氧化燒損，而且操作靈活，是軋鋼加熱爐的 發(fā)展方向。汽化冷卻不僅可以減少軋鋼用水，而且可以生產(chǎn)蒸汽進(jìn)行回收利用，具有一定 的節(jié)能效果，在近年新建加熱爐上逐步推廣應(yīng)用。

2.熱裝熱送和低溫軋制技術(shù) 熱裝熱送是冶金行業(yè)重點(diǎn)推廣的節(jié)能技術(shù)。該技術(shù)可以大大降低加熱爐燃耗，縮短鋼 坯在爐時(shí)間，從而降低氧化燒損率，提高成材率。最早在我國(guó)武鋼、寶鋼和鞍鋼應(yīng)用，現(xiàn) 在全國(guó)推廣應(yīng)用。從軋鋼廠實(shí)施該技術(shù)的條件看，主要應(yīng)用于普碳鋼的加熱；對(duì)于一些質(zhì) 量要求較高的品種鋼，不宜采用熱裝熱送技術(shù)或存在熱裝熱送的溫度限制。故我國(guó)軋鋼系 統(tǒng)的熱裝熱送率普遍不高，為 20％，同時(shí)熱裝溫度也不高，為 400℃，與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)如 日本鋼管、JFE 川崎、住友等企業(yè)有很大差距。低溫軋制技術(shù)有助于降

低鋼坯出爐溫度，降低軋鋼系統(tǒng)能耗，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能，在近年軋鋼系統(tǒng)節(jié)能中不斷推廣。如電工鋼軋制溫度 從 1250℃~1350℃降至 1150℃左右，可降低軋鋼工序能耗約 5kgce/t~10kgce/t。

3.電機(jī)節(jié)能技術(shù) 我國(guó) 80％以上電機(jī)產(chǎn)品與國(guó)外先進(jìn)水平相比，效率低 2％~3％。電機(jī)變頻調(diào)速的原理 是通過(guò)降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)其減少輸入功率，降低電力消耗的目標(biāo)。軋鋼系統(tǒng)有軋機(jī)（包 括粗軋機(jī)、精軋機(jī)）、輥道、風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備，驅(qū)動(dòng)設(shè)備能源消耗為電耗，故電機(jī)選擇 是關(guān)鍵。在電機(jī)設(shè)計(jì)中應(yīng)避免大馬拉小車，進(jìn)行電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在運(yùn)行過(guò)程主要采用變頻 調(diào)速技術(shù)，通過(guò)電機(jī)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)節(jié)電 20％~40％，效果顯著。

4． 軋鋼自動(dòng)化 軋鋼自動(dòng)化是衡量軋鋼技術(shù)先進(jìn)的重要標(biāo)志，具有間接節(jié)能作用。先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)可 實(shí)現(xiàn)節(jié)能 5％~18％，如加熱爐的燃燒優(yōu)化控制，可以有效實(shí)現(xiàn)空燃比的優(yōu)化控制，減少 不完全燃燒，提高燃燒效率，減少鋼坯氧化燒損，降低加熱爐單耗?！?】

熱送熱裝工序

熱送熱裝是近二十幾年迅速發(fā)展并普遍推廣應(yīng)用的技術(shù)，是軋鋼工序節(jié)能降耗、提高產(chǎn)量的重大措施，合理地選擇熱送熱裝方案，可以達(dá)到節(jié)能的目的。

連鑄坯熱送熱裝指鑄坯在400℃以上熱狀態(tài)下裝入加熱爐，一般將鑄坯溫度達(dá)400℃作為熱裝的低溫界限；400℃以下熱裝的節(jié)能效果較小，且此時(shí)表面已不再氧化，故一般不再稱做熱裝。

鑄坯溫度在650～1000℃時(shí)裝入加熱爐，節(jié)能效果最好，鋼坯加熱熱耗計(jì)算。相對(duì)于連鑄坯冷裝工藝而言，采用一般熱送熱裝工藝時(shí)節(jié)能可達(dá)35％，采用直接熱送熱裝工藝可節(jié)能65％，再采用直接軋制工藝時(shí)可節(jié)能70％～80％。

采用熱送熱裝工藝，加熱爐產(chǎn)量可提高對(duì)20％～30％；金屬氧化燒損減少，提高成材率0.5％～1.0％；縮短生產(chǎn)周期在80％以上；降低建設(shè)投資和生產(chǎn)成本。

加熱爐工序

加熱爐工序中降低加熱能耗要加強(qiáng)余熱余能回收。不合理的加熱制度、加熱環(huán)境和熱能回收設(shè)備的陳舊，在一定程度上造成大量的能源浪費(fèi)。采用新技術(shù)和新工藝，可提高熱能回收效率，降低能耗浪費(fèi)。例如，國(guó)內(nèi)某鋼廠軋鋼加熱爐采用了無(wú)水冷滑軌技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了爐內(nèi)全無(wú)水冷結(jié)構(gòu)，消除了水冷卻損失，工序能耗下降3.5公斤標(biāo)準(zhǔn)煤/噸；通過(guò)燃燒系統(tǒng)測(cè)試，爐體采用復(fù)合結(jié)構(gòu)，提高絕熱效果，減少熱量損失；燃燒系統(tǒng)采用爐頂平焰燒嘴，提高爐頂輻射強(qiáng)度，對(duì)提高熱效率降低加熱爐燃耗有著非常積極的作用；煙氣余熱損失在軋鋼廠加熱爐熱損失中占很大比例，最大限度地回收余熱是實(shí)現(xiàn)加熱爐降低燃耗的重要手段。一般的加熱爐采用空氣換熱器、煤氣換熱器和蒸汽余熱鍋爐，充分回收了煙氣余熱，使排煙溫度降到200℃以下，大幅度降低了能耗。同時(shí)，置換的蒸汽用于生產(chǎn)和生活，減少了外購(gòu)能源費(fèi)用。

同時(shí)，在加熱爐工序中，采用將蓄熱式熱回收和換向式燃燒系統(tǒng)與加熱爐結(jié)合為一體的高效蓄熱式加熱爐，可利用低熱值的高爐煤氣，將爐溫加熱到11000C以上，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能30％，爐子的熱效率可達(dá)70％。

軋制工藝

低溫軋制技術(shù) 采用低溫軋制技術(shù)是降低軋鋼系統(tǒng)工序能耗的一個(gè)重要節(jié)能

措施。降低加熱爐出鋼溫度可以節(jié)約燃料消耗，但變形抗力增加，軋制功率也增加。近年來(lái)，國(guó)外的軋制生產(chǎn)實(shí)踐已證明降低燃耗的節(jié)能效果更顯著。且隨著出鋼溫度降低，氧化鐵皮量顯著減少。低溫軋制在燃料消耗和氧化鐵量的降低方面所獲得的效益完全能克服并超過(guò)軋制功率增加所造成的成本增加。因此，如果粗軋機(jī)的軋輥強(qiáng)度、軋機(jī)剛度、電機(jī)功率等能夠滿足低溫軋制的要求，軋材的塑性也能滿足要求，則降低鋼坯的加熱溫度，會(huì)在節(jié)能降耗、減少金屬燒損等方面產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外熱軋鋼材能耗構(gòu)成的數(shù)據(jù)分析，通過(guò)下限溫度軋制，降低加熱能耗來(lái)實(shí)現(xiàn)軋鋼工序節(jié)能。采用低溫軋制技術(shù)的能耗總量比常規(guī)軋制時(shí)的能耗總量約降低15～20％。

采用低溫軋制技術(shù)有節(jié)約加熱工序中能耗、減少氧化鐵皮形成、減少軋輥由于熱應(yīng)力而造成的斷裂現(xiàn)象、減少氧化鐵對(duì)軋輥的磨損等優(yōu)點(diǎn)。但是，在采用低溫軋制技術(shù)時(shí)存在增加軋制力、扭矩和軋制功率、軋制鋼材的塑性降低、軋件的咬入條件惡化的缺點(diǎn)，因此需要對(duì)軋制工藝進(jìn)行優(yōu)化。

瑞典的理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐表明，彈簧鋼、軸承鋼、工具鋼、不銹鋼可在800℃到950℃進(jìn)行低溫軋制，節(jié)能85～130kWh/t。在現(xiàn)有軋機(jī)中，軋機(jī)的負(fù)荷是溫度的重要制約因素。隨著軋制溫度降低，電耗增加，而燃耗卻顯著地降低，兩者一般是1：10的關(guān)系。因此，現(xiàn)在廣泛推行低溫軋制，勢(shì)必電耗有所增加。

降低電耗 造成電力消耗較高的主要原因是：生產(chǎn)效率低、開工率不足、空轉(zhuǎn)率較高、電器設(shè)備和元件較陳舊，以及電機(jī)供電設(shè)備和用電設(shè)備不匹配。在技術(shù)上重點(diǎn)是提高設(shè)備負(fù)荷率、臺(tái)理選擇電機(jī)容量、減少設(shè)備空轉(zhuǎn)率、選擇變頻技術(shù)、淘汰一批能耗大的電器元件的設(shè)備，同時(shí)優(yōu)化軋機(jī)負(fù)荷，達(dá)到節(jié)能軋制。

工藝優(yōu)化 節(jié)能工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)是通過(guò)采用優(yōu)化方法，臺(tái)理地選擇原料形狀和尺寸來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的。國(guó)內(nèi)某棒材生產(chǎn)車間，以單位總能耗量小為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)孔型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化后的孔型與原孔型系統(tǒng)相比，節(jié)省單位總能耗的7.3％。節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)能使軋制能耗減少，效果顯著。武漢科技大學(xué)對(duì)棒線材連軋過(guò)程能耗進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，建立了孔型尺寸模型、前滑模型、能耗模型，確定最大延伸約束條件、最小延伸約束條件。以軋制能耗最低為目標(biāo)進(jìn)行的優(yōu)化研究，取得了節(jié)能降耗的顯著效果。

熱軋潤(rùn)滑工藝熱軋潤(rùn)滑工藝是軋鋼節(jié)能的一項(xiàng)重要措施。軋制摩擦能耗一般占軋制能耗總量的30％以上，若采用熱軋潤(rùn)滑工藝，不但可以減少軋制摩擦，而且還能提高軋輥使用壽命和改善鋼材表面質(zhì)量。國(guó)內(nèi)爐卷軋機(jī)采用熱軋潤(rùn)滑工藝，軋制壓力下降21.5％，軋制電流下降15～20％，軋輥壽命提高1倍。

線熱處理控制鋼坯加熱溫度、軋制溫度及軋后冷卻，許多專用鋼可以取消軋后熱處理工序或減少熱處理時(shí)間。日本神戶制鋼采用直接熱處理技術(shù)，大幅度節(jié)約了能源消耗。汽車后軸、蝸輪桿軸用的碳素結(jié)構(gòu)鋼，汽車操縱桿、小齒輪、軸用的合金結(jié)構(gòu)鋼，這些鋼材軋后需經(jīng)過(guò)?；療崽幚聿拍芗庸?，在采用軋制過(guò)程嚴(yán)格控制軋制溫度和直接?；に嚭?，改善了鋼的性能與組織，省略了?；療崽幚恚〉昧?0～85千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸節(jié)能效果，使生產(chǎn)成本大大降低。

有些專用鋼如機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼和強(qiáng)韌鋼要求退火，否則在冷切削時(shí)容易開裂。采用軋后900℃進(jìn)行余熱緩冷，使鋼的硬度降低，達(dá)到了軟化退火的機(jī)械性能，省去了軋后退火工序，縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)能達(dá)44千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸。

利用軋后鋼材的余熱在相應(yīng)的工藝條件下進(jìn)行熱處理加工，可提高鋼材性能，節(jié)約能源。經(jīng)余熱淬火處理的鋼筋屈服強(qiáng)度提高150～230MPa，結(jié)合控制

軋制工藝，采用形變誘導(dǎo)相變理論，可以生產(chǎn)強(qiáng)度級(jí)別更高的鋼筋?！?】

參考文獻(xiàn)：陳冠軍 《軋鋼系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)綜論》 2010.（12）

馮光宏《軋鋼工序節(jié)能技術(shù)分析》2006.(11)

第四篇：冷軋軋鋼工藝論文

冷軋軋鋼工藝論文

在軋鋼（主要是冷軋）過(guò)程中，為了減小軋輥與軋材之間的磨擦力，降低軋制力和功率消耗，使軋材易于延伸，控制軋制溫度，提高軋制產(chǎn)品質(zhì)量，必須在軋輥和軋材接觸面間加入潤(rùn)滑冷卻液，這一過(guò)程就稱為軋鋼工藝潤(rùn)滑。

冷軋通常是用熱粗軋、精軋后得到厚度為2~4mm、經(jīng)過(guò)酸洗和退火處理的鋼卷作坯料，用多輥軋機(jī)（可逆或連續(xù)軋制）軋成厚度在0.8mm至0.01mm的薄板。由于冷金屬具有很大的變形抗力，現(xiàn)化冷軋機(jī)的軋制力已達(dá)到數(shù)千噸，而軋制速度則接近2500m/min。顯然，金屬在這樣高速的變形過(guò)程中，一方面由于金屬內(nèi)部分子間的磨擦必然產(chǎn)生大量的熱能；另一方面，軋材的減?。ㄑ由欤┯植豢杀苊獾厥管堓伵c軋材表面發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。冷軋工藝潤(rùn)滑劑的基本要求是：

1．適當(dāng)?shù)挠托?，即在極大的軋制壓力下，仍能形成邊界油膜，以降低磨擦阻力和金屬變形抗力；減少軋輥的磨損，延長(zhǎng)軋輥使用壽命；增加壓下量，減少軋制道次，節(jié)約能量消耗。但是不定期要考慮到軋輥與鋼材之間必須要有一定磨擦力，才能使鋼材咬入軋輥，磨擦系數(shù)過(guò)低，將會(huì)打滑。所以潤(rùn)滑性能必須適當(dāng)

2．良好的冷卻能力，即能最大限度地吸收軋制過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，達(dá)到恒溫軋制，以保持軋輥具有穩(wěn)定的輥形，使帶鋼厚度保持均勻；

3．和帶鋼表面有良好的沖洗清潔作用。以去除外界混入的雜質(zhì)、污物，提高鋼材的表面質(zhì)量；

4．良好的理化穩(wěn)定性。在軋制過(guò)程中，不與金屬起化學(xué)反應(yīng)，不影響金屬的物理性能；

5．退火性能好?，F(xiàn)代冷軋帶鋼生產(chǎn)，為了簡(jiǎn)化工藝，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本，在需要進(jìn)行中間退火時(shí)，采用了不經(jīng)脫脂清洗而直接退火的生產(chǎn)工藝。這就要求潤(rùn)滑劑不因其殘留在鋼材表面而發(fā)生退火腐蝕現(xiàn)象（即在鋼材表面產(chǎn)生斑點(diǎn)）；

6．過(guò)濾性能好。為了提高鋼材表面質(zhì)量，某些軋機(jī)采用高精度的過(guò)濾裝置（如硅藻土）來(lái)最大限度地去除油中的雜質(zhì)。此時(shí)，要避免油中的添加劑被吸附掉或被過(guò)濾掉，以保持油品質(zhì)量；

7．搞氧化安定性好，使用壽命長(zhǎng)；

8．防銹性好。對(duì)工序間的短期存放，能起到良好的防銹作用；

9．不應(yīng)含有損害人體健康的物質(zhì)和帶刺激性的氣味；

10．油源廣泛，易于獲得，成本低。

熱軋工藝潤(rùn)滑

提高熱軋帶鋼機(jī)組的產(chǎn)量，降低消耗，提高生產(chǎn)率，這是軋鋼工藝中一件極為重要的事。各國(guó)實(shí)踐已經(jīng)證明，使用熱軋油能顯著減少軋輥的磨損，降低電耗、改善鋼板表面質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。

使用熱軋就可以獲得以下好處（已為實(shí)踐證明）：

1．改善了軋輥的表面狀況。

2．降低了軋輥的單位消耗。

3．降低了電能的消耗。

4．提高了帶鋼的表面質(zhì)量。

5．降低軋制壓力，容易實(shí)現(xiàn)軋制薄規(guī)格帶鋼。

6．促進(jìn)熱軋理論的研究。

第五篇：直流電機(jī)報(bào)告

《電機(jī)與電力拖動(dòng)》

課程設(shè)計(jì)報(bào)告

設(shè)計(jì)題目： 直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 尤鵬達(dá)

專業(yè)班級(jí)： 14本科電氣（1）班

學(xué) 號(hào)： 1412406502029 指導(dǎo)教師： 胡林林 課程設(shè)計(jì)時(shí)間： 2017.3.13-2017.3.17

目 錄

一、設(shè)計(jì)目的...........................................................1

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求.......................................................1

三、正文...............................................................2

（一）、直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理................................2

（二）、反接制動(dòng)......................................................3

（三）、回饋制動(dòng)......................................................5

（四）、能耗制動(dòng)......................................................6

（五）、參數(shù)設(shè)定和計(jì)算...............................................11

四、總 結(jié)............................................................12

五、參考文獻(xiàn)..........................................................13

《直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告

摘 要: 直流電動(dòng)機(jī)是將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電動(dòng)機(jī)。因其優(yōu)良的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)性能而在電力拖動(dòng)中得到廣泛應(yīng)用。直流電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方式分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)四種。直流電動(dòng)機(jī)有三種制動(dòng)狀態(tài)：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)(電壓反向反接和電動(dòng)勢(shì)反向反接)和回饋制動(dòng)。本文在直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理的基礎(chǔ)上，給出了電機(jī)制動(dòng)的定義，對(duì)電機(jī)制動(dòng)的方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并著重分析了他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的三種制動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)介紹能耗制動(dòng)。關(guān)鍵詞:直流電動(dòng)機(jī)；能耗制動(dòng)；反接制動(dòng)；回饋制動(dòng)

一、設(shè)計(jì)目的

1、通過(guò)課程設(shè)計(jì)，對(duì)所學(xué)的直流電機(jī)的工作原理及其制動(dòng)方式進(jìn)行的復(fù)習(xí)與總結(jié)，鞏固所學(xué)的理論知識(shí)。

2、通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

3、學(xué)會(huì)使用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)和資料的查找。

4、培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作的精神。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

能耗制動(dòng)是一種制動(dòng)形式。又分為直流電機(jī)的能耗制動(dòng)和交流電機(jī)的能耗制動(dòng)。他勵(lì)直流電機(jī)的能耗制動(dòng)：電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)若把外施電樞電壓U突然降為零，而將電樞串接一個(gè)附加電阻R，即將電樞兩端從電網(wǎng)斷開，并迅速接到一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮枭?。電?dòng)機(jī)處于發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，將轉(zhuǎn)動(dòng)部分的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能消耗在電阻上。隨著動(dòng)能的消耗，轉(zhuǎn)速下降，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也越來(lái)越小，因此這種制動(dòng)方法在轉(zhuǎn)速還比較高時(shí)制動(dòng)作用比較大，隨著轉(zhuǎn)速的下降，制動(dòng)作用也隨著減小。

能耗制動(dòng)又分兩種，分別用于不同場(chǎng)合：迅速停機(jī)和下放重物。若電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的是反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，則通過(guò)迅速停機(jī)的方法進(jìn)行能耗制動(dòng)，若拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，則通過(guò)下放重物進(jìn)行能耗制動(dòng)。

能耗制動(dòng)是一種常見的制動(dòng)方法，廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，有優(yōu)點(diǎn)同時(shí)也存在著缺點(diǎn)，在這份課程設(shè)計(jì)中，我們將會(huì)仔細(xì)分析能耗制動(dòng)是怎么實(shí)現(xiàn)的，使得我們更好的了解和利用它，同時(shí)盡最大努力提出改進(jìn)。

三、正文

直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)·制動(dòng)的動(dòng)態(tài)性能好，可以在很多快速調(diào)速的場(chǎng)合應(yīng)用。在生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常需要采取一些措施使電動(dòng)機(jī)盡快停轉(zhuǎn)，或者從某高速降到某低速運(yùn)轉(zhuǎn)，或者限制位能性負(fù)載在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，這就是電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)制動(dòng)有兩種方法，機(jī)械制動(dòng)和電磁制動(dòng)。電磁制動(dòng)是使電機(jī)在制動(dòng)時(shí)使電機(jī)產(chǎn)生與其旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩,其特點(diǎn)是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,操作控制方便。直流電機(jī)的電磁制動(dòng)類型有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。

（一）、直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

直流電動(dòng)機(jī)可分為兩部分：定子與轉(zhuǎn)子。其中定子包括：主磁極，機(jī)座，換向極，電刷裝置等。轉(zhuǎn)子包括：電樞鐵芯，電樞繞組，換向器，軸和風(fēng)扇等。如下圖所示：

+FinAB-（1）、定子

φNib ciadSφ F電動(dòng)機(jī)模型

圖1-1電動(dòng)機(jī)模型

定子就是發(fā)動(dòng)機(jī)中固定不動(dòng)的部分，它主要由主磁極、機(jī)座和電刷裝置組成。主磁極是由主磁極鐵芯（極心和極掌）和勵(lì)磁繞組組成，其作用是用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)。極心上放置勵(lì)磁繞組，極掌的作用是使電動(dòng)機(jī)空氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度分配最為合理，并用來(lái)阻擋勵(lì)磁繞組。主磁極用硅鋼片疊成，固定在機(jī)座上。機(jī)座也是磁路 的一部分，常用鑄鋼制成。電刷是引入電流的裝置，其位置固定不變。它與轉(zhuǎn)動(dòng)的交換器作滑動(dòng)連接，將外加的直流電流引入電樞繞組中，使其轉(zhuǎn)化為交流電流。

直流電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)是一個(gè)恒定不變的磁場(chǎng)，是由勵(lì)志繞組中的直流電流形成的磁場(chǎng)方向和勵(lì)磁電流的關(guān)系確定。在微型直流電動(dòng)機(jī)中，也有用永久磁鐵作磁極的。

（2）、轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，主要由電樞和換向器組成。電樞是電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的部分，主要包括電樞鐵芯和電樞饒組。電樞鐵芯成圓柱形，由硅鋼片疊成，表面沖有槽，槽中放電樞繞組。通有電流的電樞繞組在磁場(chǎng)中受到電磁力矩的作用，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，起了能量轉(zhuǎn)換的樞紐作用，故稱“電樞”。

換向器又稱整流子，是直流電動(dòng)機(jī)的一種特殊裝置。它是由楔形銅片疊成，片間用云母墊片絕緣。換向片嵌放在套筒上，用壓圈固定后成為換向器再壓裝，在轉(zhuǎn)軸上電樞繞組的導(dǎo)線按一定的規(guī)則焊接在換向片突出的叉口中。

在換向器表面用彈簧壓著固定的電刷，使轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞繞組得以同外電路連接起來(lái)，并實(shí)現(xiàn)將外部直流電流轉(zhuǎn)化為電樞繞組內(nèi)的交流電流。

（二）、反接制動(dòng)

反接制動(dòng)可用兩種方法實(shí)現(xiàn)，即轉(zhuǎn)速反向（用于位能負(fù)載）與電樞反接（一般用于反抗性負(fù)載）。

（1）、轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)

他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性負(fù)載，如起重機(jī)下放重物時(shí)，若在電樞回路串入大電阻，致使電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，這樣電機(jī)將被制動(dòng)減速，并被負(fù)載反拖進(jìn)入第Ⅳ象限運(yùn)行。

特點(diǎn)：RΩ較大，使Tst?TZ電樞電路的電壓平衡方程式變?yōu)镮a(Ra?RΩ)?U?(?Ea)?U?Ea轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)特性方程式為n?n0? Ra?RΩT<0(n為負(fù)）2CeCT? 3

圖1-2轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)電路圖

轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)的機(jī)械特性曲線就是電動(dòng)狀態(tài)時(shí)電樞串電阻時(shí)的人為特性在第四象限的部分。

由曲線知，因Tst?TZ重物加速下放，直到D點(diǎn)T?TZ時(shí)，獲得穩(wěn)速下放（一般n?n0）

由于U?Ea可達(dá)到2UN,R?必須較大，限制Ia，同時(shí)保證Tst?TZ，由Ia2(Ra?RΩ)?UIa?EaIa上式表明，UIa與EIa兩者之和消耗在電樞電路的電阻Ra?RΩ 上。

（2）、電樞反接的反接制動(dòng)

圖1-3電樞反接的反接制動(dòng)圖

特點(diǎn)：U<0,R?Ra?RΩ 機(jī)械特性：n??n0?Ra?RΩT 2CeCT?電樞反接的反接制動(dòng)機(jī)械特性是一條過(guò)-n0 的直線，在第二象限部分(BC段)。（n為正，T為負(fù)）

（三）、回饋制動(dòng)

（1）、正向回饋制動(dòng)

他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)降低電壓來(lái)減速時(shí)，若電壓下降幅度較大，會(huì)使得工作點(diǎn)經(jīng)過(guò)第II象限，如圖中的BC段，轉(zhuǎn)速為正而電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于制動(dòng)狀態(tài)。在這一過(guò)程中，由于電源電壓下降，使得Ea>U,電流方向改變，電能從電動(dòng)機(jī)回饋到電源。

在電力機(jī)車下坡時(shí)，由于重力作用使得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于原來(lái)的空載轉(zhuǎn)速，Ea增大，超過(guò)U以后，電流也會(huì)反向，進(jìn)入正向回饋制動(dòng)狀態(tài)。

(2)、反向回饋制動(dòng)

他勵(lì)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)勢(shì)能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行。

反接電源電壓并給電樞支路串入限流電阻。工作點(diǎn)將會(huì)穩(wěn)定在第iv象限。在D點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，Ea>U，電流流向電源，屬于反向回饋制動(dòng)。

反向回饋制動(dòng)常用于高速下放重物時(shí)限制電機(jī)轉(zhuǎn)速。

（四）、能耗制動(dòng)

（1）、制動(dòng)方法制動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程

直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式有多種：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。在此我們選擇的研究方向是能耗制動(dòng)。

直流電動(dòng)機(jī)開始制動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)姆€(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速到零或反向一個(gè)轉(zhuǎn)速值（下放重物的情況）的過(guò)程稱為制動(dòng)過(guò)程。對(duì)于電動(dòng)機(jī)來(lái)講，我們有時(shí)候希望它能迅速制動(dòng)，停止下來(lái)，如在精密儀器的制動(dòng)過(guò)程中，液晶顯示屏幕的切割等等，但有的時(shí)候我們卻希望電機(jī)能夠慢慢地停下來(lái)，利用慣性來(lái)工作。于是，直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)又分為迅速停機(jī)和下放重物兩種方式。

（2）、能耗制動(dòng)之迅速停機(jī)

1、迅速停機(jī)之機(jī)械特性

如圖1-4所示，制動(dòng)之前，轉(zhuǎn)速n不為零，甚至相對(duì)較大，電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)的運(yùn)行。此時(shí)直流電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)(E=Ce*Φ*n)存在甚至在某些場(chǎng)合很大，由于電樞電阻Ra較小，Ia=（U-E）／Ra。當(dāng)我們開始制動(dòng)瞬間，電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)因?yàn)閼T性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，n的方向不變，由于磁場(chǎng)方向不變，故E的方向也不變。由于電源被瞬間切除，此時(shí)相對(duì)于之前正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，電流方向Ia改變，而磁場(chǎng)方向不變，使得T反向成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。此時(shí)電動(dòng)的轉(zhuǎn)速就迅速下降至零（在T和TL的共同作用下）。當(dāng)n=0時(shí)，E=0;Ia=0;制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩都消失，電動(dòng)機(jī)自動(dòng)停機(jī)。

圖1-4迅速停機(jī)之機(jī)械特性圖

2、迅速停機(jī)之狀態(tài)分析

上述過(guò)程我們也可以用公式來(lái)說(shuō)明，電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，如圖1-5:

圖1-5能耗制動(dòng)迅速停機(jī)電路圖 n與T關(guān)系如下：

能耗制動(dòng)時(shí)，如圖1-6：

圖1-6能耗制動(dòng)迅速停機(jī)電路圖

Ua=0，電樞回路中又增加制動(dòng)電阻Rb.n與T關(guān)系如下：

n=-(Ra+Rb)*T/(CＥ*CT*Φ*Φ)

那么為什么要串入電阻Rb呢？如果沒(méi)有Rb，在制動(dòng)的瞬間，E的大小不變(E=Ce*Φ*n)，一般情況E的值較大，那么此時(shí)的電流將會(huì)很大，很可能超出電樞回路電流的最大允許值Iamax,所以我們一般在迅速停機(jī)制動(dòng)的同時(shí)，也串入一個(gè)電阻，并且這個(gè)電阻值有要求：

Iab=E/(Ra+Rb)<= Iamax 式中，Ea=Eb，是工作于b點(diǎn)和a點(diǎn)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)。由此求得: Rb>=Eb/Iamax-Ra

（3）、能耗制動(dòng)之下放重物

1、下放重物之機(jī)械特性

如圖1-7，如果電動(dòng)機(jī)位能性很轉(zhuǎn)矩負(fù)載。制動(dòng)前，系統(tǒng)工作在機(jī)械特性1與負(fù)載特性3的交點(diǎn)a上，電動(dòng)機(jī)以一定的速度提升重物。在需要穩(wěn)定下放重物時(shí)，速度 不會(huì)突變，則由a點(diǎn)移動(dòng)b點(diǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于能耗制動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)由b點(diǎn)移動(dòng)到O點(diǎn)，這個(gè)過(guò)程與能耗制動(dòng)的迅速停機(jī)過(guò)程情況一樣。但此時(shí)電動(dòng)機(jī)不會(huì)停止不動(dòng)而是，在負(fù)載轉(zhuǎn)矩的作用下，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，即反向啟動(dòng)，工作點(diǎn)開始在第四象限繼續(xù)下移，此時(shí)n反向，Ia又回到正向，那么T依舊提供向上拉力，TL不變，則當(dāng)下降速度越來(lái)越大，E（正向）也越來(lái)越大（E=Ce*Φ*n），Ia也越來(lái)越大，T也越來(lái)越大（T=CT*Φ*Ia），最終在c點(diǎn)處達(dá)到平衡。這是能耗制動(dòng)下放重物的過(guò)程。

能耗制動(dòng)運(yùn)行與能耗制動(dòng)過(guò)程相比，由于n反向，引起E反向，使得Ia與最初的上升時(shí)方向相同，T也同樣。下圖是能耗制動(dòng)過(guò)程中，n>0，T<0;在能耗制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，n<0,T>0的情況。

圖1-7能耗制動(dòng)迅速停機(jī)過(guò)程

2、下放重物之狀態(tài)分析

能耗制動(dòng)的運(yùn)行過(guò)程也可以用公式來(lái)說(shuō)明。如圖1-8：

圖1-8制動(dòng)后的電路圖

n與T關(guān)系如下：

n=-(Ra+Rb)*T/(CＥ*CT*Φ*Φ)當(dāng)平衡的時(shí)候，如圖1-9：

圖1-9制動(dòng)后的電路圖

T=TL，則可以得出： n=(Ra+Rb)*TL /(CＥ*CT*Φ*Φ)

同樣，能耗制動(dòng)運(yùn)行的效果與制動(dòng)電阻Rb的大小有關(guān)，Rb小，特性2 的斜率小，轉(zhuǎn)速小，下放重物慢(Rb在滿足要求內(nèi))。那么在c點(diǎn)時(shí)： Ra+Rb=Ec/Iac= CＥ*CT*Φ*Φ*n/(TL-To)下放重物時(shí)，To和TL方向相反，與T方向相同，故T= TL-To.可見，若要以轉(zhuǎn)速下放負(fù)載轉(zhuǎn)矩為TL的重物時(shí)，制動(dòng)電阻應(yīng)為: Rb=Ce*CT*Φ*Φ*n/(TL-To)-Ra 如果我們忽略了To，則: Rb= CＥ*CT*Φ*Φ*n/TL-Ra.（五）、參數(shù)設(shè)定和計(jì)算

一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，參數(shù)如下：PN = 5.6kW，UN=220V，IN=31A，nN=1000r/min，電樞電阻Ra = 0.4Ω，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=49，電樞電流不能超過(guò)額定電流的2倍，忽略空載轉(zhuǎn)矩T0。

電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)反抗性負(fù)載，采用能耗制動(dòng)停車，電樞回路應(yīng)串入的制動(dòng)電阻最小值是多少？若采用電樞反接制動(dòng)停車，電阻最小值是多少？

電樞串聯(lián)電阻值：

Ce?N?UN?INRa?0.208nN

電動(dòng)狀態(tài)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速：

n?UNRa?T?1010r/min2Ce?NCeCT?N

能耗制動(dòng)電阻：

Rbk??Ea?Ra?2.99?Ibk

電樞反接制動(dòng)電阻：

Rbk??UN?Ea?Ra?6.54?Ibk

電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，要求以300r/min速度下放重物，采用倒拉反接制動(dòng)運(yùn)行，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？若采用能耗制動(dòng)運(yùn)行，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？

倒拉反接穩(wěn)定制動(dòng)時(shí)的電樞電流：

Ibk? TL?24.67?CT?N 倒拉反接制動(dòng)電阻：

Rbk?UN?Ea?Ra?11.05?Ibk

能耗制動(dòng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的電阻：

Rbk??Ce?Nn?Ra?2.13?Ibk

想使電動(dòng)機(jī)以n =-1200r/min速度，在反向回饋制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，下放重物，電樞回路應(yīng)串多大的電阻？若電樞回路不串電阻，在反向回饋后制動(dòng)狀態(tài)下，下放重物的轉(zhuǎn)速是多少？

反向回饋制動(dòng)運(yùn)行時(shí)的電阻：

Rbk??UN?Ea?Ra?0.8?Ibk

反向回饋制動(dòng)運(yùn)行，不串電阻時(shí)的轉(zhuǎn)速：

n??UN?IbkRa??1105r/minCe?N

四、總結(jié)

直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式有多種，本文設(shè)計(jì)的研究方向重點(diǎn)是能耗制動(dòng)，根據(jù)制動(dòng)要求和條件的不同能耗制動(dòng)又分為迅速停機(jī)和下放重物，并以他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)為例進(jìn)行分析。

通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)所學(xué)的直流電機(jī)的工作原理及其調(diào)速方式有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，鞏固了所學(xué)的理論知識(shí)。

本次課程設(shè)計(jì)提高了我分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高了我的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

五、參考文獻(xiàn)

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教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)?cè)u(píng)定：

指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日