第三节电磁铁的应用

第三节电磁铁的应用（精选9篇）

1.第三节电磁铁的应用 篇一

大象版五年级科学下册第三单元第2课

《玩转电磁铁》教学设计

鸿昌街道七方小学

张荣海

大象版五年级科学下册第三单元第2课

《玩转电磁铁》教学设计

课时：1课时

学习目标

1、了解电磁铁的构成和影响电磁铁磁性大小的因素；

2、知道电能产生磁，探究电磁铁磁性大小的因素，了解电磁铁的应用；

3、能设计并动手进行电磁实验。

情感、态度和价值观：

1、培养学生科学探究兴趣和习惯；

2、培养学生实事求是的科学态度；

3、培养学生小组合作精神。

学习重点：

通过观察与提问、猜想与考证发现通电线圈具有磁性，进而认识电磁铁，研究电磁铁的磁性与电压和线圈的匝数有关。

学习难点：

电磁铁的磁力大小与哪些因素有关，提出问题并设计实验方案加以考证，分析数据得出成绩。

教具准备：

小电机、电池、电池座、导线、铁钉、大头针、小磁针、实验记录表等

教学过程：(出示幻灯片1)师：大家好，今天我讲的是大象版五年级科学下册第三单元第2课《玩转电磁铁》

上课，同学们好，请坐。

一、导入：同学们，上节课我们一起玩了电动玩具，你们喜欢玩吗？ 老师也喜欢玩，可它为什么会动呢？谁能告诉我呢！你说

（马达）马达也叫电机。关于电机，你还知道什么？

生：通电后会转动„„

师：看来，同学们对电机的知识还知道的真不少，对于电机你想知道什么。

生1：为什么会转动？ 生2：电机里面有什么？

二、动手研究小电机里面的构造

师：同学们的问题可真多，可称为小科学家了！要想弄明白这些问题。我们必须先了解小电机的构造，才能解决其他的问题。想知道电机里面是什么吗？我们干脆拆开看看吧！请先看特别提示（出示幻灯片2）

1、拆装电机难度较大，一不小心就会拆坏。最好选用无法修好的玩具中的电机。

2、小电机的后盖和外壳的连接处要用最小的平口螺丝刀撬开，螺丝刀口比较尖锐，要注意安全。

3、拆装前要仔细观察后盖和外壳的安装位置，以便安装时不会装反。

4、小电机里有钢丝卡件，取出时要小心，注意不要让它弹出丢失。

师：好，现在同学们开始分组活动。教师巡视，及时指点，并提醒学生记录电机里的构造，猜想通电后转动的原因。

三、猜想、验证，合作探究

观察后，对小电机里的构造和功能进行猜想，并进行验证。

1、师：通过观察，你发现了什么？谁能说一下小电机的构造？你说

生：线圈、转动轴、外壳、磁铁。

出示幻灯片3，师：什么是线圈呢？现在我们来认识几个名词（出示幻灯片4），大家齐读一遍。

2、师：你知道了小电机的构造后，有什么新的问题吗？你说，(同学们的问题有良多，但基本集中在“小电机的电线为什么要绕成一圈一圈的 ？小电机里面为什么要有磁铁？”)

师：是啊！小电机里的电线为什么要一圈一圈的绕起来呢？绕起来的线圈通电后又会有什么变化呢？，3、猜想

师：同学们分组讨论一下，做出本人的猜想。

4、验证

师：小组设计实验，来验证猜想。（线圈通电后会有什么变化实验）.四、表达与交流自己的探究收获

师：刚才，大家动手研究了通电的线圈，哪个小组能说一说你们的收获？可以上讲台来演示一下你的实验方法。好，你们小组

小组汇报：通过实验我们发现，线圈通电后像磁铁一样有了磁性.如果在线圈中加根铁芯，线圈的磁性就会更强。

教师小结：这个小组通过实验证明了线圈通电后像磁铁一样有了磁性，它的磁性是因为电产生的。所以在科学上我们把这种中间插有铁芯的线圈叫做电磁铁。（幻灯片演示5）学生齐读

进一步探究:

师：关于电磁铁，同学们还有什么的问题吗？你说

生：

1、电磁铁的磁性大小与什么因素有关呢？

2、电磁铁有两极吗？

3、怎样控制磁极？

„„

师：好（由于时间关系），今天我们先来研究电磁铁的磁性大小与什么因素有关好吗？

1、猜想

生：电池节数有关、线圈匝数有关

电磁铁的磁性大小与什么因素有关呢？你说

2、验证

师：我们先把电磁铁做好，幻灯片6 ，师：放幻灯片7，同学们以小组设计实验方案来探究，把实验成绩记在“小科学家记录本”上，并分析数据，得出结论。

3小组汇报展示实验记录表，交流实验成绩：

师：电磁铁的磁性大小与什么有关呢？并板书：磁性大小与什么有关，请你们小组来汇报

4交流实验成绩：

生：我们通过实验发现线圈匝数在相同的情况下，电池的节数越多，吸起大头针数越多，说明电磁铁的磁性越大。

生：我们通过实验发现在电池节数相同的情况下，线圈匝数越多，吸起大头针数越多，说明电磁铁的磁性越大。

教师小结：同意他们的研究结果的举手，看来我们一致通过了他们的结果，也就是说电磁铁的磁性大小与线圈的匝数和电池的节数有关。在相同的情况下电池的节数越多，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越大.（幻灯片8）学生齐读

师：同学们真棒！通过我们的研究，我们知道了什么是电磁铁，及磁性大小和哪些因素有关系。下面我们来轻松一下，做个比赛游戏好吗？

五、游戏

师：同学们，我们把大头针放到一个盘子里，作为“小鱼”，每人准备一个杯子，作为自己的“鱼篓”。

请看比赛规则（幻灯片9）“钓鱼”比赛

两人一组，每人做一个电磁铁。比赛开始后，每人用自己的电磁铁从盘子里“钓鱼”，钓到“鱼”后放到自己的“鱼篓”里，在相同的时间里，怎样才能钓的多？

师： 看了规则同学们想一想，在不违反规则的情况下，怎样能取胜？你的理由是什么？

六、拓展活动

搜寻电磁铁

师：哦！同学们学习非常认真，今天我们学习了电磁铁。电磁铁是利用电能的一种重要方式（幻灯片10）。它在工农业生产和日常生活中有着广泛的应用。（幻灯片11.12.13.）

下课后想一想，找一找我们身边还有那些东西用到了电磁铁。把你找到的写在或画到课本33页的花瓣上，看谁的花开得愈加艳丽。

下课，同学们再见 板书 设计

玩转电磁铁

小电机的构造 ：线圈、转动轴、外壳、磁铁

线圈通电后产生磁性

电磁铁: 磁性大小与什么有关？

电池越多，线圈越多，电磁铁的磁性就越强

2.第三节电磁铁的应用 篇二

1 变电站主变改造

企业共有新老两个厂区,老厂区供电电压等级是35/6/0.4 kV,新厂区供电电压等级是35/10/0.4 kV,新厂区原有主变压器容量是4 000 kVA,但长期以来实际使用负荷最高只有1 900 kVA,变压器负载率低;老厂区供电系统改造后替换下一台2 000 kVA变压器,通过与变压器制造厂家协商,共同确定了对变压器的改造方案,将变压器电压等级改为35/10 kV,性能达到了目前SZ9型系列节能变压器,总共投资只有8万多元,经济效益明显,在电力公司收取的电费中有一项基本电费,计算方法是变压器的容量乘以22元,每年可节约电费52.8万元(2 000 kVA×22元/kVA×12=528 000元)。

2 路灯节能改造

2.1 现状

厂区和生活区的路灯照明灯具全部为高压钠灯,照明时间长,功率因数低,能耗高;通过对各照明回路的现场检测,大部分控制点的始端电压偏高,造成灯具整流器的能耗增大,在一定程度上影响了灯具的使用寿命,增加了维修成本,通过对全厂各主要生产区(部分)、生活区的路灯照明控制点的具体用电参数进行了详细的现场检测,检测结果如表1所示。

2.2 各种节能路灯比较

各种节能路灯比较见表2。

2.3 节能灯应用于路灯分析

1)路灯的主要作用是能看见路两边的人或物,了解可能会突发的情况,同时路面的亮度比较均匀,能带给人们视觉舒适感受,只有配光合理,才能达到上述的要求。2)以前较多使用的路灯是高压钠灯,发光效率高、透雾能力强;近年来随着科学水平不断提高,发展了各种节能灯,目前它们在次干路和支路上的应用前景非常好,照明质量达到节能水平要求,同时照明功率密度小于国家标准规定。3)这些节能灯还不能大量用于主干路上,光通量小是不能应用在主干路上的主要原因,不同光通量档次的灯具应使用在不同级别的道路,否则,达不到节能的效果。4)这次共改造路灯129盏,本着经济合理又节能的原则,由原来的250 W高压钠灯更换为85 W大功率节能灯,尽管亮度比原来降低一些,但基本能满足人们需求,是符合国家关于尽量减少城市照明精神要求的,经过改造,节能效果显著,一年可节约电费5万元。5)改造前后实测厂区路灯(部分)参数比较见表3。

3 提高线路力率,降低能源消耗

3.1 提高35 kV线路力率

厂中心变电站6 kV电容补偿采用集中手动补偿,每天的负荷都在随时变化,功率因数也随时变化,电容补偿装置投切不及时,就会造成不补偿,功率因数太低;或过补偿,向电力系统倒送无功;通过不断摸索经验,从最初的1组电容补偿柜到现有3组电容柜,总容量3 000 kvar,每年可节约电费10万元,从电力公司领取的力率奖励也逐年增加,到2008年8月为止已达到73 841.3元。

3.2 提高低压线路力率

3.2.1 一般采用补偿方式

集中补偿:变配电所低压电网设置若干组电容器无功集中补偿。

分散补偿:异步电动机无功就地补偿。

3.2.2 补偿类型

固定补偿与动态补偿相结合、三相共补与分相补偿相结合、稳态补偿与快速跟踪补偿相结合。

3.2.3 目前采用的投切开关

专用交流接触器投切,晶闸管开关电路投切,等电压投、零电流切的投切模式。

3.2.4 本单位低压功补偿现状

主要采用集中补偿,安装于低压配电室,在24个配电室安装了26套低压无功补偿装置,用自动控制器控制接触器投切电容器,有2/3的地方,无功补偿装置退出了运行,原因如下:

1)管理原因:由于日常工作中,一部分单位对无功补偿不是很重视,未能认识到它的重要意义,加之成本核算计量不严,低压电表大多安装于单位低压配电室,认为节约不了多少电费,而且维护成本高,电容器易损坏。2)负荷变化大:负荷类型主要是机加、焊接、型材加工、热处理等,部分生产工艺集中有整流器、变频器等;每天工作日,负荷变化大,电容投切频,在GB/T 12747-1991中要求:每年的操作不超过5 000次,但实际远不止此数,超过了标准要求。以接触器为投切开关的低压电容无功补偿装置,不宜频繁进行电容器的投切,否则,投切时所产生的过电压和冲击电流将对自愈式电容器造成危害,使容量下降,tgδ增大及绝缘老化加速等,最终使电容器过早损坏。3)技术原因:专用于电容器组的接触器,通过加入限流电阻来抑制涌流,具有在接触后无压降的优点,但从长期运行情况来看,投入电容器所产生的过电压,虽然是瞬时的,但过电压对绝缘介质的影响是能够累积的,由于涌流及拉弧致使交流接触器触头烧毁或粘结,始终影响这类装置的使用寿命,另外大量谐波的产生也容易损坏无功补偿装置。

通过对以上分析,目前较为先进的方式是采用抑制谐波功能的稳态补偿与快速跟踪补偿相结合的智能型低压无功补偿装置,但要全部拆除原有电容补偿柜重新投资更换新补偿装置,一是投资过大,二是需要停电时间长,最终确定对于负荷较为稳定的单位,还是采用专用于电容器组的接触器投切电容器,可对损坏元器件修复;对于焊接、整流器、变频器较多的单位,在原有基础上加装电抗器,调整自动控制器,延长投切时间间隔,实行循环投切,减少投切次数;经过改造后,大多数装置运行良好,功率因数达到了0.9,据估算,每年可节约电费50万元。

参考文献

3.自制教具在《电磁铁》课中的应用 篇三

一、激情引趣，设计悬念

科学课程标准中指出：儿童天生的好奇心是科学学习的起点，他们对事物的好奇心，只要善加引导就能转化成求知欲和学习行为。因此，本课开始我创设了小军送生日礼物“跳舞的小熊”给林林的情境，一开场自制教具就上场，小熊在跳舞。成功引起学生发出疑惑后引导猜测“小熊怎么会跳舞的？”学生猜测后拿掉小熊脚下的活动舞台，让学生观察整个作品的结构。发现原来舞台的下面有一块电磁铁，小熊的脚下有一块铁片。小熊跳舞的奥秘在于电磁铁通电后产生了磁性，将小熊脚下的铁片吸住。电源断开后，磁性消失，铁片和电磁铁松开，一吸一松时，小熊就跳起了舞。

二、合理假设，科学验证

1.当学生看得津津有味时，我趁热打铁，提出“小军认为小熊的舞跳得不够有激情，你能帮帮他吗？”，学生开始热烈讨论，在大部分学生都认为电磁铁的磁性越强，小熊跳的幅度越大就越有激情时，我又问：“猜猜看，怎样让电磁铁的磁性变强呢？” ？并让学生将增强电磁铁磁性的猜测记录在实验单上。为了帮助学生做出科学的假设，我提醒学生要从电磁铁的磁性是怎样产生的这方面来猜想，以确保学生的科学探究朝着更有效的方向进行。

2.自己的猜想是否正确呢？接着验证开始。学生小组实验，验证自己的猜想。实验之前，我要求学生先检查一下自己小组的实验材料，根据材料讨论验证方法和注意事项，在小组长的分工下有序、有效进行实验。养成良好的实验习惯。在实验过程中，我强调：探究猜想时，要注意只能改变一个变量，其他条件不变，才能得出正确的结论。并在验证过程中进行适时的提示和指导，提高学生探究活动的科学性和实效性，以确保活动的顺利进行。

3.小组汇报，得出结论

不改变其他条件时，两节电池的电磁铁的小铁片比一节电池的磁性强。

不改变其他条件时，圈数绕得多的比圈数少的电磁铁的磁性强。

在汇报时，我让学生大胆表述出实验中的发现。自己通过实验获取的知识，不仅会让孩子提高科学探究能力，还会增强他们的自信心，从而促进孩子们良好的科学素养的形成。

4.在学生探究的基础上教师总结：

通过实验，我们知道了同样的线圈电池的节数越多，电流越大，电磁铁的磁性越强；同样多的电池，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。

三、动手实践，加深理解

“仅仅知道道理还不够，还要应用到实践中。这才是我们学习的最终目的。下面请你们想办法使自己组的小熊跳得最高，最后选出前三名。”我又布置下一个任务。科学探究活动是个由简单到复杂，由扶到放的过程。这里我让学生在了解电磁铁的基础上探索出让电磁铁磁性更强，小熊跳得更高的方法。并通过比赛激发学生的兴趣。

接着小组成员研究做法，小组长分好工，合作完成制作。个个忙得目不暇接。这次的探究过程中，我要求学生大胆猜想，积极探索，发展他们对科学的理解力，让他们亲身经历一次较深入的科学研究过程。

最后请各组展示成果，请两名小裁判量出小熊的脚与电磁铁之间的距离，评选出前三。 请获奖小组的同学介绍一下制作过程，说说用什么方法使小熊跳得最有激情的。让学生在分析对比中充分认识到同时增加电流的大小和线圈的匝数可以使电磁铁的磁性更强，加深对电磁铁性质的理解。

四、拓展延伸，深层发展

科学探究是一个能动的、多样的、多层面的、循环发展的过程，让学生在理解科学知识的基础上，进行一些深层次的尝试，是科学探究的目的之一。在此基础上我设计了改变电流方向，小熊的运动方向也会跟着改变这一活动过程，让学生在探究过程中明白电磁铁和磁铁一樣，也有南北极。同时也告诉学生们，关于电磁铁的奥秘还很多，课后可以继续探讨。

五、归纳提升，回归生活

接着出示电磁铁在生活中应用的图片，告诉孩子们电磁铁在生活中应用很广泛。本节课，我运用自制教具引导学生经历了“观察现象—猜想假设—实验验证—得出结论—运用结论—回归生活”这样一次科学探究活动，不仅让孩子经历了一次生动有趣的探究过程，掌握了知识，更重要的是培养了学生的科学探究能力，发展了学生的科学素养。

4.第三节电磁铁的应用 篇四

质子旋进磁力仪在钒钛磁铁矿勘查中的应用

通过论述G856F质子旋进磁力仪在马达加斯加东北部钒钛磁铁矿勘查工作中的应用,介绍了国产物探高科技产品--G856F质子旋进磁力仪在国外寻找磁铁矿的可应用性、快捷性、准确性.

作 者：蓝海洋 郑柱 王密 作者单位：辽宁省冶金地质勘查局地质勘查研究院刊 名：现代矿业英文刊名：MODERN MINING年，卷(期)：25(5)分类号：P631.3+25关键词：质子旋进磁力仪 马达加斯加 钒钛磁铁矿 勘查

5.第三节电磁铁的应用 篇五

关键词：磁法勘探,磁性参数,磁异常,磁异常反演

0 引言

为了确认原有地面磁测资料的可靠性以及对比采矿前后磁异常的变化情况, 对屏山铁矿区原磁测区域磁异常中心地段第14、16、20及22号测线中段作加密点距 (5米) 地磁场总强度磁测, 对五、六中段作平硐中点距10米 (穿矿脉短剖面5米) 的地磁场总强度磁测, 确定了原来磁测数据的可靠性, 并对数据进行了进一步的处理和理论探索, 分析出了屏山磁铁矿区磁异常东部大面积异常区的地质原因及磁铁矿体的下延情况。

1 磁测方法技术

1.1 仪器

为了快速且准确的完成地面磁测作业, 我们使用2台ENVI MAG质子磁力梯度仪, 该仪器性能指标测定数据如下:仪器稳定性:0.2nT;仪器一致性:2.1nT;噪声水平:0.3nT;探头一致性:0.5nT。由于受ENYI MAG质子磁力梯度仪的梯度容限限制, 平硐中磁测使用FVM-400磁饱和式磁力仪。

1.2 定位工作

地面磁测定点:由矿山测量工程师帮助找到原测量点。平硐中磁测定点:测绳量距。

1.3 数据采集方法

日变观测使用了与野外观测相同类型、性能优良的仪器, 在一固定基点上进行。在一个工作日内, 日变观测始于野外生产各仪器早校正点观测之前, 终于晚校正点观测之后, 读数采样时一间为10s。

2 矿区地质概况

矿区出露地层为会理群的青龙山组 (Pt2q) , 岩性为碳酸盐的大理岩 (Mb) 及绿泥石化砂岩。出露的岩浆岩为澄江期的辉绿岩 (βμ) , 具变余辉绿结构, 块状结构, 蚀变强烈, 主要为钠长石和绿色阳起石组成, 含少量黑云母、绿泥石、方解石、绿帘石、磁铁矿。

矿区构造简单, 区域上位于东西向金索桥断层的北盘, 处于新山向斜的北翼, 矿区地层倾向北西, 倾角较缓, 一般20～30°, 总体呈北西倾的单斜构造。由于辉绿岩侵入青龙山组碳酸盐岩中, 多顺层侵入, 局部切割层理。岩体接触带宽0.5～1.5米, 由于接触挤压和区域构造的影响, 造成接触围岩的产状多变, 接触变质出现碎裂变质现象。

由于辉绿岩的侵入, 带来成矿物质, 在岩体的内、外接触带上形成磁铁矿矿体, 属接触变质热液型矿床, 矿体受构造破碎带的控制, 主要产于外接触带, 呈脉状、透镜状、囊状产出, 地表见矿体矿化体大小十余个。

3 地球物理特征

测区岩 (矿) 石标本磁参数测定结果如表1。

从表1所列测定情况看, 研究区内除磁铁矿、辉绿岩具较强磁性外, 其它岩石基本上都属弱磁性以至无磁性的。这就为利用磁测来直接寻磁铁矿提供了地质及地球物理前提。

4 磁异常概述

磁测数据处理后经MAPGIS6.7成等值线平面图, 图1。

比较ΔT和ΔZ平面等值线图, ΔT平面等值线图异常细节特征更加明显, 可以明显的区分不同地质体所引起的磁异常, 而ΔZ平面等值线图不能达到ΔT的效果。

从ΔT平面等值线图可见, 本区可分为4个磁异常区, 有4个磁异常的形态。

Y1磁异常:异常呈南正北负, 位于矿区中部, 正异常呈圆形, 最高正磁异常可以达到1200nT。负异常区呈条带状, 北西-南东走向, 最低负磁异常可达到-1300nT, 正负异常强度都较高。

Y2磁异常:位于Y1异常区南西方向, 范围较小且为一强度较大的正异常区, 正磁异常最高可以达到1500nT。

Y3磁异常:位于整个矿区北部, 异常未完全封闭, 异常最高可以达到1400nT。

Y4磁异常:位于整个矿区南东部, 异常呈串珠状, 北西-南东走向, 磁异常最高为800nT。

通过原矿区工作已知Y2、Y3和Y4异常均不是矿体异常, Y4磁异常区分布有一北西-南东向的断层, 并且磁铁矿脉主要分布在Y1磁异常区, 对磁测数据进行延拓等处理, 延拓50～200米后, Y3和Y4异常消失, 为浅层磁性物所致, Y1和Y2异常任然存在, 可以推断引起该异常的地质体深而大, 由平硐中观察可知Y2异常为磁性岩体引起, 而非磁铁矿引起。

最后运用RGIS对通过Y1异常区的22线进行反演, 反演结果如图2 (左) 所示, 磁异常为厚度4米, 下延深度达到200米以上, 逐渐尖灭的脉状磁铁矿引起。

而在垂直于矿体的平硐中所测磁场曲线及对起运用RGIS反演所得结果如图2 (右) , 磁异常为厚3米、下延40米, 逐渐尖灭的脉状磁铁矿引起。

5 结论

(1) 磁测在本矿区快速且直接寻找磁铁矿具有不可替代作用。 (2) 通过本次磁测及后期数据的处理和采矿前磁测剖面和采矿后磁测剖面的对比推断磁铁矿脉向下延深较大。 (3) 通过对矿区磁测数据的延拓和反演等处理, 可以有效区分浅部和深部异常, 为后期磁异常解释排除干扰。

参考文献

[1]李才明, 应用地球物理重磁勘探教程[M].成都理工大学, 2004.

[2]董焕成.重磁勘探教程[M].北京:地质出版社, 1993.

[3]谭承泽, 郭紹雍.磁法勘探教程[M].北京:地质出版社, 1984.

[4]王家映.地球物理理论[M].北京:高等教育出版社, 2007.

6.第三节电磁铁的应用 篇六

摘要：通过总结我们多年来在节能工作中的经验，让大家了解一下一应用变频技术的主要方面，技术经济指标和怎样选择合理价位的变频设备以及设备的正确安装和参数设置与调试。

关键词：变频节电

0引言

变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器。为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。电机不能在满负荷下运行，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费，在压力偏高时，可降低电机的运行速度，使其在恒压的同时节约电能。当电机转速从N1变到N2时，其电机轴功率(P)的变化关系如下：P2／P1=(N2／N1)3，由此可见降低电机转速可得到立方级的节能效果。变频调速有以下特点：①效率高，调速过程中没有附加损耗。②应用范围广，可用于鼠笼型异步电动机。③调速范围大，特性硬、精度高。④起动性能好，可做到平滑起动。⑤目前是国家推广的成熟技术。变频调速技术现已被应用于各行各业。但从整体上看，一些企业采用变频调速技术以后，也未获得应有的节能效果。分析其中的原因，是没有意识到技术创新的重要作用，对变频调速技术的重要作用了解不够：有些企业在应用中技术上还没有过关。以下，笔者就推广应用变频调速技术应注意的几个问题做一些论述。

1变频技术应用主要有以下两个方面：

1.1为节电而应用若为节电，那么变频器所安装设备就应选择负荷变化大，应在20％以上，另外还有就是应用于大马拉小车，设备功率因数低的负荷上，如果是负荷比较平稳，变化不大就先不采用变频技术，可以采用其他节电技术。变频调速器能否实现节电，是由其负载的调速特性决定的。对于离心风机、离心水泵这类负载，转矩与转速的平方成正比，功率与转速的立方成正比。只要原来采用阀门控制流量，且不是满负荷工作，改为调速运行，均能实现节电。当转速下降为原来的80％时，功率只有原来的51.2％。可见，变频调速器在这类负载中的应用，节电效果最为明显。对于罗茨风机这类负载，转矩与转速的大小无关，即恒转矩负载。若原来采用放风阀放走多余风量的方法调节风量，改为调速运行，也能实现节电。当转速下降为原来的80％时，功率为原来的80％。比在离心风机、离心水泵中的应用节电效果要小得多。对于恒功率负载，功率与转速的大小无关。水泥厂恒功率负载，如配料皮带秤，在设定流量一定的条件下，当料层厚时，皮带速度减慢；当料层薄时，皮带速度加快。变频调速器在这类负载中的应用，不能节电。另外，变频调速器具有软启动功能，可降低反复启动时的高启动电流，节能。但对满负荷连续运转的设备不能节能。

1.2为工艺调速而采用变频技术另一主要应用就是调速，若工艺条件要求调速的可优先选用变频技术。

2技术经济指标

按照预计或实测选择应用变频技术，在预计的节电率及负荷变化，其投资回收期在18个月之内，最长不超过两年。

3合理选用

由于变频器价格较贵，选用时一定要做详细的技术经济分析论证，对那些负荷较高且非变工况运行的设备不宜采用变频器。变频器具有较多的品牌和种类，价格相差很大。要根据工艺环节的具体要求选择性能较好、价格相对较低的品牌和种类，为此必须了解变频器的技术特性。变频器可以从不同的方面进行分类。

3.1按控制方式不同可分为通用型和工程型。通用型变频器一般采用给定闭环控制方式，动态响应速度相对较慢，在电机高速运转时也可满足设备恒功率的运行特性，但在低速时难以满足恒功率要求。工程型变频器在其内部通过检测设有自动补偿、自动限制的环节，在设备低速运转时也可保持较好的特性实现闭环控制。在水泥厂喂料、卸料、窑转速等工艺环节，由于控制相对简单，要求不高，为降低价格、便于维护，选择通用性变频器即可。

3.2按安装形式不同可分为四种，可根据受控电机功率及现场安装条件选用合适类型。一种是固定式(壁挂式)，功率多在37kW以下。第二种是书本型，功率从0.2～37kW，占用空间相对较小，安装时可紧密排列。第三种是装机，装柜型，功率为45～200kW，需要附加电路及整体固定壳体，体积较为庞大，占用空间相对较大。第四种为柜型，控制功率为45～1500kW，除具备装机／装柜型特点外，与之比较占用空间更大。

3.3从变频器的电压等级来看，有1AC230V，也有3AC208～230V、380～460V、500～575V、660～690V等级，应根据要求做出正确的选择。

3.4从变频器的防护等级来看，有IP00的，也有IP54的，要根据现场环境情况作出相应的选择。

3.5从调速范围及精度而言，变频器FC(频率控制)，调速范围1:25；VC(矢量控制)，调速范围1:100～1:1000；SC(伺服控制)，调速范围1:4000～1:1000。

变频器选型时，应兼顾上述各点要求，根据生产现场的情况正确选择合适的形式。一是考虑变频器的安装环境要求，二是企业要求的环境，三是要考虑高次谐波对其他设备的启动运行有无影响。变频器的容量选择，应满足在最大工作电流时不超过变频器的过载容量(电流)。在变频器的选型时还应注意，相同设备配用的变频器的规格应尽可能统一，便于备品备件的准备，便于维修管理。选用时还要考虑生产厂家售后服务质量情况。一般的变频厂家在推销时都说其节电率在30％以上，节电率的高低不在于变频器本身，而在于所应用的负荷上决定的，因此在设备选型上一定要征求有关专家或专业机构(节能技术服务中心)的意见，不能仅凭推销人员的一家之言。变频器的选择还有国产和进口设备之分，通过我们多年的体会，三方面引起注意：①进口变频器的价位大约在800-1000元／KW，国产价位在500元左右／KW。②在应用中15KW－75Kw可采用国产变频器，其余建议采用进口变频器。③进口变频器在选用的过程中也有性能和价格的比较。

4正确安装

对于生产条件比较恶劣，粉尘较大的场合，调速机械大多安装在室外或库下，环境恶劣的地方，而操作人员一般集中在电控室，变频器做为较精密的仪器设备，生产现场时常无人且环境较差，对设备不利。变频器应安装在电控室内。如要求多台变频器安装在同一电控室的某一个控制屏内，则必须采用抗干扰的措施以保证系统正常工作。变频器控制线必须采用屏蔽电缆，并且在布线范围内必须与动力线相距＞0.1m，相交时必须转90°角，千万不要将控制线与动力线放在同一电缆托架(或线框)内，以避免变频器控制信号受到干扰。变频器负载输出线也要采取屏蔽措施，选用铠装电缆，以避免变频器对附近仪表产生干扰。部分变频器顶部有散热孔，灰尘和金属物易于由此

进入装置内部，应采取防护措施，防止内部短路。在变频器接线时要特别注意电源的输入线和输出线绝不能接错，将电源输入线接上变频器输出位置，会立刻损坏设备。通常变频器连接到电机的电缆长度要求不能超过50m，使用屏蔽电缆不能超过25m。这就必须要考虑变频器到受控电机之间的距离问题，碰到超过规定距离的情况。通常解决的方法有两个，其一是在超过规定距离的线路上串入电流值适合的出线电抗器；其二是加大变频器功率一个等级，这种方式特别适合于多台集中群控、安装位置狭小拥挤、要求规范等场合。

5参数设置与调试

做好变频器参数的设置及调试工作是设备正常运转的一个根本保障措施。现场中出现的许多问题往往是参数的设置问题而与设备本身无关，由此可见，合理正确设置参数很重要。在变频调速器开机调试前必须根据负载的特点，将所有参数设定好，检查无错误后方可开机运行。在启动过程中，恒转速过程及减速过程中，要特别注意变频器输出电流，认真观察，如果第一次设定的参数不是十分理想，应逐步接近。转矩提升功能主要考虑负载启动转矩，在负载能平稳启动的原则下，应尽量调低些，否则在低频轻载时励磁太大，容易引起电机严重过热。个别厂在使用变频调速器之后，在某些频率点出现机械共振，其原因是原来设备只是在50Hz工频下运行，改变频率后，则在0～50Hz之间无级变化，因此在某些频率点上造成机械共振。调试时必须细心检查是否存在机械共振问题，如果有，应采用频率回避的方法，即跳过发生共振的频率范围，使变频器不输出发生共振的频率。在变频调速器供电与工频供电相互切换时，必须在变频器输出频率为零时，方可切换变频输出，即变频器不准无负载输出和开路运行，也不允许带负荷切换断电。对于从工频切回变频供电的设备，必须在电动机断电停转后方可切换，以防止因电动机旋转发电而造成变频器的损坏。

6考核改造前后的节电效果

在改造之前要与供应商谈改造效果的要求，一定要考核改造前后的节电效果，必要时请当地的节能技术服务中心进行测试并充当第三方见证人，避免不必要损失和麻烦。售后服务不能仅听厂家一家之言，要有企业的自身要求，并索取技术资料和使用说明及操作使用说明。

7.节能及节电装置在电力系中的应用 篇七

广东电力供给是我国电力短缺最严重的省市。自改革开放以来, 广东经济高速发展, 工业企业不断增加, 人民的生活水平不断提高, 工业用电、商业用电、公益事业用电、民用电等年增加15%以上, 统调最高负荷将达三千四佰五十万千瓦, 缺口将达四百五十万千瓦以上, 特别是每年四、五月枯水期, 电力供给最为困难。虽然广东投入大量资金, 进行电源建设、电网建设和改造, 实施两电东送、三峡水电输送, 采取错峰用电、奖励用电等优惠政策, 但随着广东国民经济高速增长, 对电力需求不断加大, 电源建设和电网建设进度滞后于整个经济发展速度, 且广东电网是远距离、大功率、交直流混合运行的受端电网, 主网潮流日益加重, 电压不稳, 系统出力不足等问题日渐突出, 电网调频、调峰也越来越困难。此外, 供电紧张也造成了电力发输供配各环节压力加大, 电网承受冲击的能力下降, 致使广东电力供给每年都出现严重缺口, 不得不采取“拉闸限电”办法, 这样既影响人们的日常生活, 也制约工农业快速发展。因此, 电力能源的短缺, 关系到国计民生, 影响了人们生活质素, 国民经济的高速增长。

2 电力能源存在问题

电力能源存在西部地区电力充足, 沿海经济发达地区电力短缺的现象;电源建设分布不均、电网建设和改造缓慢、大型耗能企业投资过热等诸多原因, 这些原因有地缘优势及历史遗留等客观原因造成, 也有人为主观原因造成, 就广东电力能源存在问题分析, 主要情况是:

⑴电源建设不足。广东电源供给主要来源于西部水力发电一云南、贵州、广西, 中部三峡水电工程及地方性的大亚湾核电、水电、火力发电工程。广东地处经济发达沿海地区、工业发展迅速, 人们生活质素提高, 用电器材多, 公共设施电耗量大, 所以, 本地区电力能源生产远远不足, 水力发电仅是粤东、粤西两翼中小型水电, 总装机容量约为3.5万千瓦左右。火力发电较好, 但随着近几年国内外原油、煤的价格猛涨, 以及环保排污压力在不断增加, 火电企业运作日益艰难, 且国内火电机组供电煤耗量大, 资料显示, 国内火电机组年均供电煤耗430克/千瓦时, 而欧美发达国家约为328克/千瓦时, 相比之下, 每1千瓦时电量多耗200余克标煤, 如以全国总发电量, 一年之中我国就多耗9000万吨煤, 相当于15个600万吨煤的大型煤矿, 同时根据国家相关规定, 必须关闭排污性较大的小型火力发电, 改造大中型火电排污, 致使我省火电供给极度紧张。

⑵电网建设和改造缓慢。广东电源供给部分来源于西电和三峡水电, 属远距离输送, 前期投资输送的电网负载小, 大功率交直流混合运行, 造成长期超负荷使用, 系统输送能力不足, 电压不稳等问题, 致使电网承受冲击力下降, 调频、调峰困难。后期投资建设和改造的速度又滞后于整个经济发展速度, 电源供给难以平衡。

⑶钢铁、水泥等耗电极大的企业投资过热。钢铁冶炼, 水泥生产等企业是耗电极多的企业, 由于经济快速发展, 市场对钢铁、水泥等建筑材料量大、企业利润高, 造成地方政府和一些民营集团热衷投资钢铁、水泥生产等行业, 必然使电源缺口更加严重。

⑷节能降耗意识薄弱。根据国际能源机构的调查, 我国平均用电量是欧美国家的1.5倍, 日本的2倍。因此, 同发达国家相比, 节能降耗空间较大。党的十六届六中全会通过的《关于制定国民经济和社会发展的十一届五年规划》, 提出了2010年单位国内生产总值能源消耗比“十五”期间降低20%的目标, 各级政府下大决心加大节能减排工作力度, 已经明确节能减排将是2007年经济结构的首要任务和突破口。广东今年将更新改造设备, 加强对需要输电线路、重载变压器、残旧配电网等重点设备的技术改造, 提高设备的运行可靠性和健康水平。积极推广应用有助于提高能效的节能产品, 节能技术。大力宣传用电、科学用电、提高人们节能降耗的思想意识, 使人们充分认识到节能降耗产生效益, 是对国家投资建设的贡献。

3 节能及节电装置应用意义

近年来, 虽然国家及各省市投入大量资金改造电网建设和提高各级电源能力, 但随着国民经济高速增长对电力的需求不断加大, 国家建设电源和电网的进度滞后于整个经济发展速度, 从而导致较大面积的缺电情况。特别是广东地区, 工业高速发展, 耗能重大项目投资过热, 本地区电源供给严重不足, 西电东送, 三峡水电供给电网连路长、电网建设缓慢, 肯定出现缺电的严峻局面。因此, 除提倡错峰用电、奖励节约用电等各种措施外, 推广应用工业环保节能电源成为解决制约经济发展能源瓶颈问题的必由之路。但是节电产业在重重困难之下, 似乎是一个“乌托邦”的美丽传说。

据测算, 目前中国每年有3000亿元的节电市场, 这个市场还会随着年均10%的用电增长率而不断扩展。但要使节电在中国或地区成为产业, 专家提醒还需一整套制度来保证。就目前来看, 虽然近几年国内一下子涌现出几百家节能电器生产厂家, 但国内节电产业的先天不足还是难以弥补。例如:行业标准与维持其健康有序发展的法规并未出台;国内节电技术与节电装置虽五花八门, 却不乏落后与假冒伪劣产品。目前, 国内节电改造项目还是一些发达国家的产品在唱主角造成国家资金流失, 也难以促进我国节电专业技术的提高。对此, 政府相关的职能部门能否尽快提供足够的法律法规, 强大的研发支持和充分的市场竞争与技术创新来保证节电产业发展对于整个行业发展来说至关重要。

国际能源机构曾对一些国家每1000美元国内生产总值的能耗进行统计, 比较后发现:英国为0.41桶标准石油, 日本为0.42桶, 中国为4.2桶, 可见我国大量的能源被浪费了。根据估算, 由于电效低下导致电耗相当于两个三峡电站。电能的低下利用效率进而更加加重了日益严重的电力形势。如何借鉴其他能源消耗大国的成功经验, 从根本上解决电荒公共危机, 无疑是对国家经济发展具有战略性的意义。

虽然, 对企业来说, 加强节能和环保无疑会增加企业眼前的财务费用, 特别是那些相对缺乏资金的中小型企业, 建设省电装置的投入将是企业一笔不小的费用, 但建设省电装置, 将提高用电效率, 降低能耗, 减少不必要费用开支, 日积月累, 其回报会是投入的几倍, 甚至数十倍, 这样不但对化解能源短缺矛盾中起到良好效益, 也能降低企业生产成本, 促进企业快速发展。

4 节能及节电装置技术特点

⑴合理调整、优化供电电压, 使用电设备工作在最佳工作电压范围。

⑵消减供电电压的不平衡度可对电动机及其他用电设备经济运行取得理想的节电效果。

⑶通过相位调整线圈采用了调整组别结构的方式来调整输出电压与电流的相位, 从而改善和提高了各相功率因数, 使得三相铁心柱上的磁势得以平衡, 在数量上大致相等, 且稳定在所设定的工作点电压上, 降低系统无功损耗, 相应节省了部分电能。

⑷减少了电动机 (特别是供电系统电动机数量较多的情况下) 的起动电流, 节省大量的电耗;降低了送电线路和电动机绕组铜损耗;消减或仰制供电网络系统高次谐波机变分量的干扰。

5 结论

8.第三节电磁铁的应用 篇八

游梁式抽油机是机、杆、泵组成的复杂系统, 而且上下冲程固定单一造成采油效率低下, 根据其运行特点, 分析游梁式抽油机传统电动机在运行中, 产生严重资源浪费现象的因素, 主要体现在:

(1) 游梁式抽油机的连接是刚性的, 在运行的过程中会因为载荷过大, 造成能量的损失, 导致游梁式抽油机运行中没有较好的平衡性能。游梁式抽油杆有非常大的冲击性, 而且其运行呈现周期交变, 转矩非常大, 在一个运行周期之内, 会发生非常大的负载变化。 (2) 在抽油机使用过程中, 是处于一直工作的状态, 而游梁式抽油机在运行的过程中, 其中的曲柄也在不同的运动, 而且运行的角度在不停的变化中, 不同的角度, 其产生的运行平衡效果不同, 因此在游梁式抽油机运行中, 因为平衡无法保证, 所以造成能源浪费。 (3) 游梁式抽油机的运行是有周期性的, 在完成一个周期的运行过程中, 抽油机的冲程负荷保持不平衡的状态, 而且上下冲程的负荷平衡性有很大的差异, 进而在运行的过程中, 因为负荷的不平衡造成能源的浪费。

在油田作业中, 使用最为广泛的抽油机就是游梁式抽油机, 这种类型的抽油机运行特点和目前的使用现状, 所采用电动机应具有以下特点: (1) 电机损耗小; (2) 电动机的运行速度可以稳定的变化调节, 而且有非常宽的速度调节范围, 因此抽油机使用这种电动机可以在不同的油井要求下进行运行速度的调节; (3) 其采用的电动机运行方式是软启动, 这种启动方式将启动中对抽油机自身产生的冲击减小, 进而将抽油机变压器、电机等设备的容量降低, 不影响抽油机的正常运行和受用寿命。在油井工作中需要满足这些运行特点的抽油机自身有非常高的功率因数和运行效率, 这样才可以保证抽油机的运行质量。同时在这个特点下抽油机的各个部件例如、机、杆、泵等可以进行完美的结合将抽油机的工作效率提升。将这些优点集合在一起, 体现在一个系统上, 将这个系统应用到抽油机中进行工作, 可以大大的提高油井的抽油质量和抽油效率。开关磁阻电机驱动系统就是集合这些优点于一身的电机驱动系统, 这种新型的电机驱动系统, 在当前的抽油机领域是运行效果最好的动力系统, 也是最理想的动力系统, 开关磁阻电机驱动系统在抽油机领域具有非常大的作用和研究意义。

一、开关磁阻电机的工作原理

开关磁阻电动机外型与普通鼠笼电动机基本一致, 但内部的定转子结构与感应电机大不相同, 另外为满足控制需要, 还在电机后部增加了转子位置传感器。开关磁阻电动机的铁芯是将硅钢片进行相关处理后, 压入到定子风冷机壳中, 形成风冷电动机。开关磁阻电动机使用的电动机类型是12/8极SRD, 这种电动机的定子和转子具有相同结构, 均是凸极式结构造型, 但是定子和转子也有不同之处, 定子和转子的齿和槽是相同的, 定子上的齿和槽均为12个, 而转子上的齿和槽只有8个。

开关磁阻电动机的铁芯的每一个极上都有每一个绕组, 在定子铁芯每个极上的绕组为集中绕组, , 绕组是多股并绕的软线圈, 位于定子的槽中, 并有环氧酚醛玻璃板将其固定, 在定子绕组和定子铁芯之间设有一个槽绝缘, 而且同一个定子槽中相临两个极的绕组, 也有绝缘设置。和定子不同的是转子没有绕组。槽绝缘和相绝缘材料均为F级。传感器板通过输出线向SRD控制单元提供电动机的转速、转向和角位移信号, 该输出线引到电机出线腔的接线方式为一个圆形接线座。

二、开关磁阻电机系统的节电特性和原理

1. 自动检测负载, 调整电流

开关磁阻电机的控制调速系统在抽油机运行中, 通过智能程序和感触装置, 适时、自动检测抽油机所需功率和扭矩, 并据此向电网取所需大小的电流, 而不是不论负载如何, 总是消耗较多电流, 无论在何种状态运行, 都不存在倒发电, 冲击电网现象。因此, 从本质上实现了在游梁式抽油机上的节电。

2. 本身是一种最优秀的高效率电机调速系统

开关磁阻电机系统集合了众多优点于一身, 使其成为一种高效率的电机调速系统。在开关磁阻电机系统中电动机的绕组没有发生铜损, 而且电动机有非常多可以控制的参数, 这些参数可以灵活的进行调整, 在其允许的运行速度范围内, 以及不同的负载下实现电动机的高效控制。例如37k W SRD, 该电动机系统在不同的速度下, 其运行效率均在80%以上, 有效的保证了电动机的运行效率。开关磁阻电机系统和PWM变频器电动机系统相比, 该系统的运行效率在不同的转速、负载等条件下, 均比PWM变频器电动机系统的高, 而且运行效率高5~15%不等。

3. 调速范围宽, 低速范围, 效率高

开关磁阻电机从最低转速到最高转速的范围内均可带载长期运行, 在开关磁阻电机系统非常宽的转速范围和运行效率范围内, 开关磁阻电机系统有非常高的输出效率。即使开关磁阻电机系统的转速和负载转矩变化范围发生较大变化, 其都能稳定在高水平, 可以有效的提高抽油机的运行效率, 实现节能和降低采油成本。以37KW电机为例, 平均都可以达到83%的综合效率, 额定点负载可以达到95%的效率。

4. 开关磁阻电机系统在启动时, 具有小电流大扭矩

9.第三节电磁铁的应用 篇九

C523型机床是我国20世纪70年代以后开发的产品,自身重量一般在40t左右,按照原国家机械工业部机床工具局规定:30～100t范围内的机床属于重型机床,主要用于大型、特大型零件的加工,广泛服务于国防军工、航空航天、船舶、能源(火电、水电、核电、风力发电)、交通运输(铁路、汽车)、冶金、工程机械等主要支柱产业以及国家重点工程项目中。国内目前在用的C523型机床基本都处在大修期中,技术水平低,生产能力下降,能耗高、污染重,维修量大,无法满足生产技术的要求。由于该型机床价格动辄几十万到近百万,一般用户为了节省资金,都采用技术改造的方式,延缓其使用寿命,以满足生产的要求。

1 C523立式车床的基本组成及工作过程

C523立式车床由左右立柱、连接横梁、工作台底座组成框架结构。配有45kW工作台电动机1台;7.5KW横梁升降电机1台;1.5kW横梁夹紧电机1台;2.2kW左、右、侧刀架电机3台。可加工的工件最大重量6300kg;垂直刀架车削工件最大直径2300mm;侧刀架车削工件最大直径2100mm。主变速箱把合在工作台底座后部,主变速箱经皮带轮与变速箱相连,变速箱由机械离合器推动交换齿轮实现十八档变速,使工作台获得1～104r/min的转速。横梁与立柱的导轨副底面与侧面采用导轨耐磨材料,横梁夹紧到位靠行程开关发信号,没有夹紧到位不能进给,没有放松时横梁不能升降,横梁两端是左、右进给箱,刀架由进给箱通过光杆、丝杠得到垂直和水平的进给运动,左、右垂直刀架均采用滑动导轨,并在工作台的一侧装有侧刀架,3个刀架用于灵活加工工件。采用独立的悬挂按钮站操作,具有左、右、侧刀架选择及向上、向下、向左、向右;横梁上升、下降、夹紧、放松;工作台正转、停止等简单的功能。

2 C523立式车床节电控制系统的设计

天水星火机床有限责任公司的C523立式车床已运行几十年,在生产中承担着大量的大型工件加工任务,电气元件和线路已经老化,机床精度满足不了现代加工工艺要求,亟需大修。经过多方论证,决定采用PLC、变频器等元件,对其线路进行重新设计,以满足现代工艺对机械加工高主轴转速、快速进给、高精度的需要。C523立车节电控制系统的设计方案如下:

1)左、右、侧刀架采用变频控制,3台电机全部换成三相380V、3kW、MDSP系列变频电机。可在横梁、垂直导轨上全行程移动,刀架可快速移动,进给速度平稳可调,并能精确定位。

2)机床工作台采用变频器+变频电机,工作台电机选用三相380V、45kW、MDSP系列6极变频电机,实现工作台任意调速、正点、反点、正转、反转等功能。

3)原有悬挂按钮站按照新的控制方式,设计操作面板,加入频率和工作状态操作按钮及显示,方便工人操作。

4)横梁升降、夹紧电机全部换成Y2系列节能型电机代替J0型老式电机。

5)机床辅助动作控制采用PLC作为控制核心,PLC外围辅以少量电器元件,提高电气控制系统的高可靠性,便于维护。

3 C523立式车床节电控制系统的应用

3.1 PLC外围电路设计

根据C523立式车床的机械动作及行程限位,选用三菱FX2n-128MR型号可编程控制器作为系统控制核心,设计了PLC的输入、输出电路。

3.1.1 PLC输入电路设计

以工作台、横梁、左刀架控制为例,PLC输入信号局部电路图如图1所示。立式车床工作台、横梁、左刀架的工作状态,通过控制按钮输入到PLC中,如左刀架的停止、上移、下移、左移、右移、快速移动等。

经过PLC的逻辑运算,输出给左刀架的控制中间继电器线圈,左刀架的控制中间继电器对应触点吸合,同时使辅助控制回路的控制左刀架变频器的主接触器KM6吸合,让变频器VVVF2处于等待工作状态。

3.1.2 PLC输出电路设计

以工作台、左、右、侧刀架变频输出控制为例,PLC输出信号电路图如图2所示。

立式车床工作台、左、右、侧刀架的变频工作状态,通过PLC输出给各相关变频控制电路中,变频器按照PLC的指令工作。如工作台变频输出的正转给定、反转给定、点动给定等指令由PLC输出给变频器VVVF1,变频器输出给变频电机M1,变频电机M1实现相应的动作,从而实现设计的功能。

3.1.3 PLC I/O地址分配表

根据C523立式车床的工作状态,编制了PLC的I/O地址分配表,由于输入输出的点较多,主要的I/O地址分配如表1所示。

3.1.4 C523立式车床节电控制系统PLC程序

该设计中由于具体的程序较长,仅以工作台控制功能为例,简要列出对应程序,如图3所示。

3.2 C523立式车床变频控制电路设计

C523立式车床的工作台、左、右、侧刀架等电机的变频控制电路基本相似,以工作台变频控制为例,其控制电路如图4所示。在该电路中,变频器按照PLC输出的控制信号,控制变频器的正传、反转及点动的动作,使驱动工作台的变频电机M1按照上述指令工作。通过调节电位器RP1,控制工作台转速的快慢。

3.3 变频器参数设置

变频器参数按照负载性能和控制的要求设置,以工作台变频器为例,参数设置如表2所示。

4 C523立车节电控制系统运行效果

C523立车节电控制系统投入运行后,经过近2年的使用,系统具有如下特点:

1)工作精度和加工能力大幅提高。

对左、右、侧刀架及工作台改用变频电机驱动后,通过变频器的转矩矢量调速控制,实现了全范围无极调速,运动平稳,减少冲击和振动,不易产生爬行现象,快速进给和刀具定位精度大大提高。经过现场测试,切削电流下降57%,加工同样工件效率提高30%以上。

2)大幅度降低驱动功率,节约了电能。

改造前电机都是工作在额定功率、额定速度,不能调速;而采用变频调速后,电机速度可以任意调节,电机完全在额定功率以下工作,节省了大量电能,经过测算,节电率30%左右。

3)电气线路简单,维修方便。

由于采用PLC作为节电控制系统的控制核心,大大简化了控制电路,保证了系统安全、稳定、可靠运行,电器元件安装方便、互换容易。

4)系统保护功能完善。

C523立式车床采用了以PLC为控制核心,变频器驱动电机,变频器的保护功能全面,当电网、驱动电机、机械结构发生异常时,立即切断电源和变频器的输出,可精确地保护电机和机械结构,延长了设备的寿命,综合经济效益显著。

5 结语

根据“十二五”规划要求机床产业必须向高端发展,以科技创新为手段,走低碳环保、节能减排之路,通过采用新技术,深挖企业设备潜力,提高企业核心竞争力。

随着国内消费需求的不断增长,为机床制造业提供了广阔的市场,同时也提出了挑战。因此,在C523立式车床改造中应用现代控制技术完全可以在重型立式车床的生产制造中采用,也符合重型立式车床朝高功率、大扭矩、高复合型加工能力发展趋势。

摘要：叙述C523立式车床的基本构成和工作过程。根据生产技术要求,采用PLC和变频器等电器元件,设计C523立式车床的节电控制系统,并给出具体的电路设计图。通过采用PLC和变频器对C523立式车床进行自动控制,大大提高了设备的加工能力,使维修更加便捷,立式车床运行安全可靠,可节省大量的能源。