交流电动机的应用范文

导语：如何才能写好一篇交流电动机的应用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：交流电动机；动作时间；释放时间；元器件节能

1问题的提出

2013年，江西某水泥公司二号窑200kW鼓风机，2年内已烧毁3次，造成直接经济损失200多万元。同时，由于停产检修，造成的间接损失难以估算。针对上述问题，该公司邀请了一个专业团队到公司协助解决该问题。

2原因分析

2.1生产现状

2013年3月，专业团队来到该公司，与该公司的工程技术人员一起进行了现场考察和技术资料研究。其中，该电动机的主电路图和控制电路如图1—2所示。

2.2原因分析

针对上述情况和相关参考文献[1—5]，笔者认为造成该事故的原因如下。（1）主要原因是前面设计者没有考虑交流接触器线包动作时间和其释放时间；（2）在启动电动机运行前几十ms内，由于KM2未动作，导致KM2，KM3同时得电，则电源相序间短路，轻则烧断熔断丝和KM3主触头被烧坏可能，从而导致电动机缺相运行，电动机转速减慢，电流急增，随后，电动机可能被烧毁。由于以上第（2）点，造成KM3触头接触不良，造成电源三相不平衡，电动机转速减慢，温度升高，不及时关机，则有可能烧坏电动机；由于KM2释放时间问题，造成电动机瞬间失电，从而电动机又重新启动，电流加大，温度急剧上升，绕组磁路饱和，绕组发热，最后，电动机可能被烧坏。

3电路设计

针对以上原因，文章总结了以下几点设计改进：（1）充分考虑KM2的动作时间，利用KM2-4和KM1-4动作时间才能使KM3得电，避免了KM2和KM3在电动机启动前几十毫秒内同时得电；（2）在KM2线包控制电路中又串联KM3触点进行互锁，又避免了KM2释放时间问题即电动机重新启动；（3）同时使KT并联在KM3线包中，使KM3动作时KT不得电，从而更加节能，延长电路元器件的寿命。改进设计后的电路控制如图3所示。

4实施效果

改造后，该电动机在3年内未出现电动机烧毁现象，由此，可确定本次分析和解决措施是完全正确的。同时，直接为公司节约成本200多万元。

5结语

综上所述，不难得出如下结论：在交流电动机的控制电路设计过程中，必须要对继电器的动作时间和释放时间有充分的考虑；本次排障的过程中，文章提出了一套既满足控制要求，又能实现元器件节能的新型电路。

[参考文献]

[1]齐亚琳，柳新军，刘艳丽，等.提高继电器触点抗浪涌能力的一种新颖旁路保护电路[J].电子元器件应用，2012（5）：5-7.

[2]李述香，邱召运.继电器触点的保护技术[J].电工技术，2004（8）：60-61.

[3]鹿泽伦，李岩.中间继电器构成的断相保护电路[J].自动化技术与应用，2008（12）：110-111.

[4]黄三伟，高峰，周熠.三相异步电动机的断相保护[J].广西物理，2006（2）：43-45.

[5]周云旭，钟水蓉.继电器触点保护电路设计[J].电子技术与软件工程，2013（16）：118.

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一、国内外对交流电动机控制技术的相关研究现状

1.1 交流电动机速度控制主电路与控制电路

事实上,交流电动机的速度控制主要以大功率电力电子器件为主,随着电力电子技术的发展,交流电动机控制理论被广泛使用,这也给交流电机拖动的开发提供了良好的环境和基础。目前,控制电路主要还是以DSP和单片机为主,电子控制器的数字化控制发展使得设备的性能大大提升,控制算法也得到了进一步的优化,模糊控制、神经网络控制等复杂控制也逐渐被应用起来。作为电机调速的重要组成部分,智能功率模板成为了新一代的主控电路,通过将功率开关期间和驱动电路进行集成,内设过电压、过电流等故障检测电路,将检测信号传输到CPU中。它由高速低功耗的管芯与优化门极驱动电路、快速保护电路等部件构成,能够在发生负载事故或者使用不恰当时,也能保证智能功率模块安全稳定运行。

1.2 交流电动机的控制策略

早前的交流传动属于不可调传动,而随着电子控制技术的飞速发展,交流可调传动也逐渐开始广泛起来。常用的稳态模型控制方案主要由开环恒V/F比控制、闭环转差频率控制等。且前者是一种开环的控制方式,与变压变频控制不同,其不对速度进行反馈控制,而闭环转差属于直接转矩控制,因其实现了对电动机转矩的控制,从而拥有较强的动态性能,系统稳态误差也较小。基于交流电动机动态模型的控制方法分为矢量控制和直接转矩控制两种,矢量控制实现了磁链与转矩的解耦,可以进行独立控制,而直接转矩控制的计算量小、静态和动态性能优良。

1.3 交流电动机非线性控制方法

前面说到,交流电动机是一种非线性的对象,而无论是矢量控制还是直接转矩控制,都不能很好的对其动态过程进行描述。所以自适应控制、反馈线性化控制以及滑膜变结构控制等都为电动机的非线性控制提供了方式。自适应控制研究对象具有一定的不确定性,包括描述被控对象、环境数学模型的不确定性,以及一些未知因素和随机因素。这些不确定性有时是在系统内部,而有时却在系统外部发生。从内部来讲,描述被控对象的数学模型起结构与参数就具有很大的不确定性,而这种基于数学模型的控制方法在电动机自适应控制中得到了很好的发挥。反馈线性化控制的整体较为精确,适合系统的整个分析域。滑膜变结构控制能偶使系统结构随时变化的开关特征,但当系统再不同滑膜轨迹中时,频率切换可能伴随着高频的抖动。

二、交流电动机的无源性控制原理分析

2.1 系统无源性

无论是哪种机械系统,如果没有外界能量加以支持,其动能与势能之和总是趋近于零的,且其系统速度、位移也是趋向于零的。简单了说,系统稳定时,如果缺少外界能量注入,系统指挥消耗能量,而这种能量不可能放大,而只要停止向外界或者内容注入能量,系统的能量之和必将趋近于零,以此来达到稳定的状态。对于非线性系统来说,公式中,u、y分别表示尾数相同的系统输入与输出,其中f(0)=0,h(0)=0.

另外,系统的无源性还是反应电机在运行过程中所消耗的能量特征。对于一般的能量供给量来说,考虑s(u,y)为单位时间内以外不注入能量为输出输入信号函数,那么耗散的计算方法则为:

v(x(T))-v(x(0))≤

2.2 能量成形与无源性

因考虑到电机系统的能量成形与无源性,通过成对的变量uRm、yRm与外界相连,其结果满足能量平衡方程。

H[x(t)] H[x(0)] =

该方程表示系统存储的能量与外界供给能量和系统耗散的能量差相等。而公式中的H(x)表示讷讷过量存储函数,xRn表示状态向量,d(x(t),t)表示具有耗散效应的非负函数。满足能量平衡方程式的系统属于无源性控制系统,且H(x)≥c,此时的c就表示能量函数的下界,y则表示无源输出。具体如图1所示。

2.3 感应电动机的无源性控制原理

感应电动机是交流电动机非线性、多变量以及强耦合特点表现明显的一个典型,近年来,随着非线性控制理论深入广泛的研究,使得感应电机控制成为主导潮流。为了克服反馈线性化、无源性控制等需要考虑奇异点的问题,无源性控制利用输出反馈使得电机闭环系统表现为无源映射,从上面所提到的电机能量方程入手,采用不影响其稳定性的无功力简化控制器设计。此时,坐标的变化并不影响系统的无源性,所以,选择不同的输出函数与能量函数,设计出多种无源性控制,来实现对系统的全局稳定性控制。

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关键词：电动机　启动　调速　变频器

一、引言

电动机是一种根据电磁感应原理，把电能转换为机械能的旋转电气设备。由电动机驱动的优点：减轻繁重的体力劳动；提高生产率；可实现自动控制和远距离操纵。生产机械用电动机来驱动的优点：第一，可以简化生产机械的结构；第二，可以提高劳动生产率和产品质量；第三，能够实现自动控制和远距离操纵；第四，可以减轻繁重的体力劳动。

二、三相异步电动机

一个三相异步电动机主要由两部分组成，固定不动的部分称为电动机定子，旋转并拖动机械负载的部分称为电动机转子。转子和定子之间有一个非常小的空气气隙将转子和定子隔离开来，根据电动机的容量的大小不同，气隙一般在0.4mm～4mm的范围内。电动机转子和定子之间没有任何电气上的联系，能量的传递全靠电磁感应作用，所以这样的电动机也称感应式电动机。转子，气隙和定子铁心构成了一个电动机的完整磁路。相异步电动机的定子是由机座（铸铁或铸钢制成）、装在机座内的圆筒形铁心（由互相绝缘的硅钢片叠成）、铁心内圆周表面槽中放置的对称三相定子绕组（接成星形或三角形）组成的。

三相异步电动机转子是铁心和绕组组成的。转子铁心是圆柱状，也用硅钢片叠成，表面冲有槽。铁心装在转轴上，轴上加机械负载。根据构造上的不同分为两种形式：笼型和绕线型。鼠笼型：结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。绕线型：结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。鼠笼式异步电动机由于转子结构简单，价格低廉，工作可靠，如果对电机的启动和调速没有特殊的要求，一般在实际应用中，鼠笼式异步电动机应用得最为广泛。

三、交流电动机启动

电动机从接通电源到开始转动，转速逐渐增高，一直到达稳定转速为止，这一过程称为起动过程。起动过程的时间虽然只有几秒至几十秒但对电网电压及电动机的转矩影响很大。异步电动机的起动性能包括：起动电流、起动转矩、起动时间、起动的可靠性。其中最重要的是起动电流和起动转矩。

1.直接起动

四、交流电动机调速

1.变频调速　（无级调速）

此种调速方法发展很快，且调速性能较好。其主要环节是研制变频电源（常由整流器、逆变器等组成）。频率调节范围：0.5-几百赫兹，变频调速方法可实现无级平滑调速，调速性能优异，因而正获得越来越广泛的应用。

2.变极调速

一般用在鼠笼式异步电动机中。如前所述，当异步电动机的外加电压频率恒定，改变极对数p时可改变定子旋转磁场的同步转速而达到调节转子转速n的目的。改变定子极对数p的基本方法为：1、在定子槽内安装两套或多套绕组，各套绕组设计成不同的极对数，它们彼此独立，没有电的联系。2、定子槽内只有一套绕组，用改变绕组的连接法的到不同的极对数。具有这种绕组的异步电动机称为单绕组多速异步电动机。

3.变转差率调速　（无级调速）

适用于绕线式电动机，调速方法：在绕线式电动机的转子电路中接入调速电阻，改变电阻的大小，就可得到平滑调速。变转差率调速是绕线型电动机特有的一种调速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少，缺点是能耗较大。这种调速方式广泛应用于各种提升、起重设备中。

五、交流电机的超低速运行

目前对它的调速方法主要有变频调速、串级调速、变极调速等几种，其中以变频调速的效果最好。因此，用于交流电动机变频调速的变频器使用越来越广泛。本文选用新型的变频器来进行研究，新型变频器可以提供一种输出电压比所驱动的电动机的额定电压低、体积小、造价低，电磁干扰小的交流电动机超低速运行变频器。

六、结语

综上所述，由于交流电动机在生产和生活中得到了广泛的应用，因此对其进行相关研究就显得十分必要。本文以三相异步电动机为研究对象，对三相异步电动机的启动、调速，特别是选用变频器来控制三相交流电动机的超低速运行进行了相应的介绍，通过对电动机的超低速运行进行相关研究，对以后的研究奠定了坚实的理论基础。

参考文献

[1]杨丽，高宪君.6000型包装机主电机制动系统的改进[J].烟草科技，2004（5）.

[2]刘绪超.实例分析工厂自动控制设备的电气接地与抗干扰[J].河南机电高等专科学校学报，2011，19（3）.

[3]谢陈跃，黄学超.用MCS-51系列单片机实现直流力矩电机低速平稳控制，2004，1.

[4]南新元，梁岚珍.变频器在流速仪检定车中的应用[J].华北水利水电学院学报　，2001（04）.

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关键词：直流调速器；变频器；PWM技术；矩阵式交-交变频

旋转电机是一种实现电能转换的机电装置，其在工作状态下可以实现机械能与电能或电能与机械能的相互转换。电流可以分为交流电或者直流电，电机一样分为交流电机和直流电机两个大类。首先来谈谈交、直流电动机的性能及优缺点。

直流电动机的调速性能要好于交流电动机，其启动转矩较大，机械特性曲线要较交流电动机特性硬。因此在对电动机调速要求较高的生产机械上，大部分使用直流电动机进行拖动。但是直流电动机的制造工艺较为复杂，生产成本较高，维护较困难，实际使用中可靠性较差。

交流电机又分为交流异步电机和交流同步电机。本次论述我只谈谈常用的交流异步电机及直流电动机的应用，特别是三相交流异步电动机。异步电动机具有结构简单、制造方便、运行可靠、价格低廉等一系列优点，特别是和同容量的直流电动机相比，异步电动机的重量约为直流电动机的一半，而其价格仅为直流电动机的1/3。对于调速要求不高的生产机械，如传送带、水泵等还是大规模的使用交流异步电动机进行驱动。在国民生产中三相异步电动机的使用十分广泛。

下面来分别论述直流电动机和交流异步电动机的调速方式。

一、直流电动机的调速

直流电动机转速计算公式如下：

上式中 与 为常数，因此对直流电动机的调速主要通过改变电动机的输入电压、绕组电阻和磁场强度来实现，而转子串电阻以及弱磁将使直流电动机的机械特性变软，一般情况下在使用直流电动机作为驱动电机时很少使用弱磁调速和转子串联电阻的调速方式，而更多的使用降压调速。直流电动机的降压调速方式可以使直流电动机在额定电压和额定转速以下进行平滑的调速。

当对直流电动机进行降压调速时，其对控制系统的电压调节能力要求较高，需要一个较为稳定可调的直流电压对电动机进行供电。而实际使用中工频交流电是我们最容易获得也是最广泛使用的电力来源，因此需要将交流电转换为直流电来驱动直流电动机工作。

直流调速器就是调节直流电动机速度的设备，直流调速器的工作原理是通过改变输出方波的占空比使负载上的平均电流功率从0-100%变化、从而改变电机速度。利用脉宽调制（脉宽调制的全称为：Pulse WidthModulator、简称PWM。）方式进行调速，它的优点是电源的能量能得到充分利用，电路的效率高。例如：当输出为50%的方波时，脉宽调制（PWM）电路输出能量功率也为50%，即几乎所有的能量都转换给负载。另外采用脉宽调制（PWM）方式、可以使负载在工作时得到几乎满电源电压、这样有利于克服电机内在的线圈电阻而使电机产生更大的力矩。

二、交流电动机的调速

交流电动机转速计算公式如下：

（一） 变极调速

在电源频率恒定条件下，改变磁场磁极对数将使异步电动机的转速在额定转速以下发生改变，但是我们根据公式很容易发现：假设异步电动机在理想状态下运行且电源为工频时（既转差率s=0，频率 =50Hz），如果磁极对数P=1时，其计算结果为n=3000r/min；当P=2时，计算结果为n=1500r/min……因此变极调速为有极调速方式。

（二）改变转差率调速

改变转差率调速方法有：改变电源电压，改变转子回路电阻，电磁转差离合器等。

改变电压调速：通过查询异步电动机的机械特性曲线可以发现，当电压在额定电压以下调节时，电压越低其对应的转矩越小，调速范围越窄。这种调速方法，当转子电阻较小时，能调节速度的范围不大；当转子电阻大时，可以有较大的调节范围，但又增大了损耗。

改变转子电阻调速：改变绕线转子异步电动机转子电路（在转子电路中接入一变阻器），电阻越大，曲线越偏向下方。在一定的负载转矩下，电阻越大，转速越低。这种调速方法损耗较大，调整范围有限，主要应用于小型电动机调速中（例如起重机的提升设备）。

电磁转差离合器调节：电磁离合器是由电枢和感应子（励磁线圈与磁场）两基本部分所组成，这两部分没有机械的连接，都能自由地围绕同一轴心转动，彼此间的圆周气隙为0.5mm。电磁调速异步电动机具有结构简单，可靠性好，维护方面等优点，而且通过控制励磁电流的大小可实现无级平滑调速，所以广泛应用于机床、起重、冶金等生产机械上。

（三） 变频调速

变频调速就是改变驱动电源的频率以实现改变异步电动机转速的方法，根据异步电动机机械特性曲线可以看到，变频调速可以使异步电动机的转速实现无极平滑调速，且机械特性较硬，但是异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。

变频调速器是把工频交流电变换成各种频率的交流电能，以实现电机的变速运行的设备，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电来驱动交流异步电动机进行旋转。

总述：通过比较交流异步电机的变频调速和直流电机的调压调速我们发现，两者在调速控制方面直流电机的调速方式更为简单，通过交-直调压的方式就可以实现对直流电动机的转速的调节。而交流异步电动机的调速方式为交-直-交变频调速，变频的同时还需要兼顾频率与电压的关系，因此，变频调速的控制系统要更加的复杂，且效率要低于直流电动机的调压控制系统。

20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频（PWM-VVVF）调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代，作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世纪80年代后半期开始，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。

随着科技的进步，半导体器件发展越来越集成化，小型化，基于电力电子器件的调速设备也将发展出更多的形态和调速方法，而超导材料的诞生也将使得电动机的质量变得越来越轻便化、小型化。因此笔者推想，未来直流电动机和交流异步电动机的调速方式将更加的多元化，特别是交流异步电动机的调速能力将越来越接近甚至是超越直流电动机，应用在更多的工业领域。

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关键词：交流电机、变频调速、通用变频器

Abstract: With China has strongly advocated for power saving, energy-saving AC motor technology has become essential. AC motor energy, the key is for frequency control motor, AC Motor typical application is the general-purpose inverters. Therefore, this article inverter AC motor drive applications and general-depth study and discussion.Keywords: AC motor, frequency control, general-purpose inverters

中图分类号：TN77文献标识码：A

概论

1.交流电机调速的发展和趋势

近年来,交流电机变频调速及其相关技术的研究己成为现代电气传动领域的一个重要课题,并且随着大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、快的动态响应以及在四象限并可逆运行等良好的技术性能。交流电动机调速系统的性能越来越好，特别是鼠笼式交流异步电动机的变频调速系统，其性能己与直流电动机调速系统相媲美。由于鼠笼式交流异步电动机具有结构简单、体积小、重量轻、价格低、坚固耐用、工作可靠、维护方便、适应性强等一系列优点，而且功率、转速、电压的允许值高于直流电动机，所以交流变频调速技术得到了迅速的发展，并有取代直流电动机调速的趋势。

2.交流电机变频调速的应用

在拖动系统中，交流电机变频调速的典型应用就是通用变频器，用变频器驱动电动机的目的就是实现调速，让电动机按照希望的方式运转。除变频以外的另一些简单的调速方案，例如变极调速、定子调压调速、转差离合器调速等，虽然仍在特定场合有一定的应用，但由于其性能较差，终将会被变频调速所取代。

以下就以通用变频器为例，论述交流电机变频调速的应用

2.1变频器的发展前景

中国是能源大国，能源利用率很低，而能源储备不足。然而2011年中国发电总量约为46037亿千瓦时，电力拖动系统消耗的发电量约为23018.5亿千瓦时，风机水泵类负载消耗6113亿千瓦时。因此国家大力提倡节能，并着重推荐了变频调速技术。应用变频调速，可以大大提高电机转速的控制精度，使电机在节能的转速下运行。许多电机一般按最大需求来选择电机的容量，故设计裕量偏大，而实际运行中轻载运行所占比例较高。如果采用变频调速，可大大提高轻载运行时的工作效率，因此，电机的节能潜力巨大，变频器应用于各行业。

2.2变频器应用的行业

  变频器主要用于交流电动机转速的调节，是交流电动机最理想、最有前途的调速方案，除了具有卓越的调速性能之外，变频器还有显著的节能作用，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置。自上世纪80年代被引进中国以来，变频器作为节能应用与速度控制的自动化设备，得到了快速发展和广泛的应用。在水利、电力、市政、化工、钢铁行业、矿井提升、水泥行业风机、恒压供水等领域中，变频器都在发挥着重要作用，产生了巨大的经济效益。

2.3变频器的选型

通用变频器的选型主要依据变频器的使用类型和容量两方面。

变频器的类型要根据负载要求来选择。一般来说，生产机械的特性分为恒转矩负载、恒功率负载和二次方律负载。

变频器容量的选择由很多因素决定，如电动机容量、电动机额定电流、电动机加减速时间等，其中最主要的是电动机额定电流，电动机的额定功率作为参考。变频器的容量应按运行过程中可能出现的最大工作电流来选择。

2.4变频器的工作原理以及应用

2.4.1工作原理

交流电机变频调速系统包括主电路和控制电路两部分，主电路主要完成功率的转换，控制电路主要完成对变频主电路提供各种控制信号。

（a）在交流变频调速系统中，主回路作为直接执行机构，其可靠性和稳定性直接影响着系统的运转，因此，必须选择合适的主电路。交-直-交变频电路实现由整流器将电网中的交流电整流成直流电，经过滤波，然后由逆变器逆变成交流电供给负载。中间环节采用在理想情况下是一种阻抗为零的恒压源的大电容滤波；在主电源方面，由于电动机是不需要频繁制动和反转的，所以选择不可控二极管整流桥方式。滤波电路采用阻容方式，逆变电路为三相全桥形式。在功率器件方面，由于变频调速系统，一方面要求开关频率足够高，另一方面要求有足够的输出容量，所以采用驱动功率小而饱和压降低的IGBT。在变频调速系统中，电动机的减速和停机，是通过逐渐降低频率来实现的。这时，从电动机的角度来看，电动机处于再生制动的工作状态；从变频调速系统的角度来看，拖动系统在转速下降时减少的动能，由电动机“再生”电能后，在变频主电路的直流环节中被消耗掉了。

主电路原理图

（b）控制电路作为交流电机变频调速系统的核心部分，影响着整个系统的性能，而控制系统的性能又取决于其运算速度和控制精度，这在某种程度上依赖于实现该系统的电子芯片。

在控制逆变部分，根据PWM波形的生成原理，用IGBT控制PWM波形，从而产生完美的正弦波。根据系统的设计要求，选择了转速负反馈控制，从而提高了系统的精度和稳定度。保护电路主要包括电机过压、过流、以及调速系统的保护等。控制电路和保护电路作为交流电机变频调速系统的核心部分，在影响整个系统的性能方面占有极其重要的地位，它主要是向变频主电路提供各种控制信号，使主电路安全、可靠的工作。

2.4.2变频调速的控制策略

变频调速经过了两代控制方式的转变，实现了由恒压频比控制到矢量控制的转变。

第1代变频器采用的是恒压频比控制方式，它根据异步电动机等效电路确定的线性进行变频调速。电压是指基波的有效值，改变U/f只能调节电动机的稳态磁通和转矩，谈不上动态控制。

第2代变频器的主要特征是采用矢量控制方式，它参照直流电动机的控制方式，将异步电动机的定子电流空间矢量分解为转子励磁分量和转矩分量。首先是要控制励磁，所以又把矢量控制称为磁场定向控制。矢量控制的主要缺点是需要复杂的坐标变换运算，以及需检测转速信号。因此，进一步提出无速度传感器矢量控制的方法，它根据异步电动机实际运行的相电压和相电流，以及定转子绕组参数推算出转速观测值，以实现磁场定向的矢量控制。

2.4.3交流变频调速的优越性：

(1) 在恒转矩调速时，低速段电动机的过载能力大为降低。

(2) 电机总是保持在低转差率运行状态，减小转子损耗。

(3) 可实现软启、制动功能，减小启动电流冲击，节电效果明显。

2.4.4变频器与负载电机的通讯协议

变频器的节能效果与普通调速的对比优势在于所用的通讯协议。通用变频器一般都带有RS232/422/485通讯接口，可以实现上位工控机对变频器的1对1或1对多的通讯功能，可将上位机的运行指令下达，或将变频器的运行状态上传。在需要高精度控制时，可选用编码器，将转速反馈信号反馈到变频器，构成闭环系统。完善的软件功能和规范的通讯协议，使它可实现灵活的系统组态，组成现场总线系统，变频器在其中作为通讯的从站和传动执行装置。

2.5变频器调速与传统调速方法的比较

上世纪八十年代到九十年代初，高压电机要实现调速，主要采用三种方式：（1）液力耦合器方式。（2）串级调速。（3）高低方式。

上述三种方式，发展到目前都是比较成熟的技术。液力耦合器和串级调速的调速精度都比较差，调速范围较小，维护工作量大，液力耦合器的效率相比变频调速还有一定的差距，所以这两项技术竞争力已经不强了。至于高低方式，能够达到比较好的调速效果，但是相比真正的高压变频器，还有如下缺点：效率低，谐波大，对电机的要求比较严格，功率较大时（500KW以上），可靠性较低。

与传统的调速方法相比变频器可以实现软启动和软关闭，任意调整发动机的加/减速时间，平稳的启动电机。

3.结束语

在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，成为现代调速传动的主流。

变频器不仅具有卓越的节能作用、显著的调速性能和保护功能，还具有优越的控制方式。应用变频调速，不仅可以使电动机在节能的转速下运行，而且还可以大大提高电动机转速的控制精度，提升工艺质量和生产效率，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置。

参考文献

（1）王建峰、秦庆国、李永军、任建业 浅谈交流电机的变频调速--《科技创新与应用》2012年13期

(2)倚鹏 高压变频器的产品和市场状况--《电器工业》2006年06期

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[ 关键词 ] 变频调速技术 斗轮机 回转系统 行走系统 应用

一、概述

变频器是一种技术先进,性能优良的节能装置,可各种工业机械更具先进性、合理性、节能性和自动化,减少劳动力、降低劳动强度和提高生产效益,既可满足生产作业需要,降低作业人员数量和强度,又能取得理想的节能效果,越来越多的工业用电动机采用变频器来进行调速。

我公司有两台DQL630/1000•30型斗轮堆取料机(以下简称斗轮机),主要用于煤炭等散货的堆存、取料装船和卸车。在堆、取料作业中,斗轮机的回转和行走需要频繁起动和运行。由于斗轮机的自重在160吨以上,回转体的重量约100吨,回转半径为30米。频繁的全速起动、运行,经常导致行走机构的联轴器销磨损严重,回转联轴装置固定螺栓经常断裂;且每台斗轮机的回转和行走装机容量为106.8KW,耗能较高。为解决上述问题,我公司决定在斗轮机的回转和行走机构上采用变频调速技术。

二、变频调速技术在斗轮机上的应用

1.在斗轮机回转机 构上的应用

(1)斗轮机回转系统存在的缺陷.我公司使用的斗轮机回转装置原为T―D系统,直流电动机驱动,系统结构图如下:

该系统虽然有调速范围大、稳定性较好等优点,但通过使用发现,系统本身存在一些无法克服的缺陷,影响了回转机构的正常工作,主要表现在:

①该装置虽然具有调速功能,但只能改变直流电动机的正常运转速度,而无法实现线性匀起动控制,;另一方面直流时机的输出力矩较大,在起动时,从静止状态达到全速运动状态的时间比交流电动机更短。因此,产生的冲击力更大,极易造成传动装置损坏,特别是减速机联接盘固定螺栓损坏尤其频繁,平均半个月要更换一次。

②该装置中直流电机为开启式,由于在作业现场煤尘较大,经常造成炭刷和整流子损坏。

③能耗大。一方面由于该机组相互间的传递损耗一部分电能;另一方面直流发电机由22KW交流电动机拖动,只要生产作业,不论回转动作不动作,22KW交流时机一直运转,带来不必要的能耗。

(2)解决办法.根据斗轮机动力需要,我们采用一台FVR150G7S-2型变频器和一台Y120L-8.15KW交流电动机来代替原来的回转驱动装置,将变频器的最大频率设定在25HZ加速起动,时间设定为7秒,通过反复校验,应用效果明显。改造后的回转系统具有以下优点:

①改造后的回转驱动机构用一台变频调速器和一台交流电动机代替原来的驱动杨柳,结构、控制系统更简单,维护保养非常方便。改造后的系统图如下:

②利用变频调速技术,实现了斗轮机回转的匀加速起动,完全消除了回转起动时的冲击力。回转时起动平稳,对传动装置起到有效的保护作用。通过几年来的使用,联轴器联接固定螺栓几乎没损坏。

③由于变频器内部电子过流装置动作准确,响应时间短。利用这一技术可以有效避免斗轮机在回转作业中前臂机架碰到煤堆而损坏斗轮机,起到保护设备的作用。

2.在斗轮机行走机构上的应用.斗轮机的行走机构为四个行走台车同时工作牵引斗轮机行走,每个台车上装有11KW和3.7KW两台电动机。在斗轮机取料作业移动时,移动速度较慢,3.7KW电动机工作;在斗轮机无取料作业而需要转移货位时,移动速度较快,11KW电动机工作。由于快、慢两种动作采取两台不同电机控制,其控制系统比较复杂。再加斗轮机自重较大,行走起动冲击力较大,造成联轴器经常损坏;龙其是在快行走工作方式下,起动时斗轮机摆动十分严重,易造成机损事故。解决方案如下:

用四台Y132M-6,5.5KW交流电动机代替原来的四台11KW和四台3.7KW行走电机,用一台FRV22G7S-4变频器控制四台5.5KW交流电动机,根据实际工作需要,将慢行走频率设定为60HZ,起动加速时间设为3秒;快行走频率设定为100HZ,起动加速时间设定为5秒。电机的工作运行曲线图如下:

行走驱动机构采用了变频调速技术后,无论是快行走还是慢行走,在起动时相对比较平稳,行走过程中,特别是在快行走工作方式下,斗轮机不再产生严重摆动;对联轴器等器件起到很好的保护作用,控制回路也比较简单,更易于维护,电气故障明显减少。改进运行一段时间后,拆除联轴器柱销进行检查,所有弹性圈完好无损。

三、改造后的应用效果

1.在斗轮机上回转和行走机构应用了变频调速技术后,提高港口设备的技术含量,简化了斗轮机的控制系统,增强了设备运行的可靠性,降低了故障率,延长了斗轮机及相关设施的使用寿命,大大提高了斗轮机的完好率和使用率。

2.降低了使用、维护成本。由于变频调速器工作可靠、保护功能齐全,故障率降低,从而节约了大量的维修成本。改造前,一台斗轮机每年的维修成本在15万元以上;斗轮机装机容量减少了68.8KW,且变频器可根据机械的转矩和转速调节电动机的功率消耗,减小了空载电流,起到节能效果。改造后,一年节约用电8万多度。据统计,一年节约维修费用和电费21.6万元。

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关键词：三相异步电动机；恒流法；直流电阻；不平衡；

Abstract：For the unbalance defect of the two 160kW three-phase asynchronous motor’s DC resistance， the DC resistance test was used to find the defect. By means of analyzing and diagnosing the defect， the cause of the defect is drawn， what the purpose is to reflect the actual problems， to summarize the experience， to learn lessons and to propose the corrective measures.

Key words：Three-phase asynchronous motors； Constant current method； DC resistance； Unbalanced

0 前言

三相交流异步电动机，俗称马达，因其结构简单、运行可靠、使用和维护方便、投资少等优点，被广泛用作很多机械系统的动力机。自配用交流变频电源装置（变频器）以来，电动机又具备了像直流电动机那样的无极调速性能，而使它的应用范围更加广泛。惠州抽水蓄能水电厂（以下简称惠蓄）每台水泵水轮机的辅机系统中均包括19台电动机，以满足机组安全可靠运行的需要。

由于辅机设备往往是电厂设备状态监测的薄弱环节，是造成机组非计划停运的原因之一，保证电动机的安全运行是电厂检修维护的重要内容。定期对电动机进行直流电阻测量试验，可以有效的反映以下问题[1]：①中间连线不实，即存在虚接处；②一匝多股的绕组，接线时有的线股未接上或中间有断股现象；③导线粗细不均或电阻率有少量差异；④匝数多少有误； ⑤故障后是否因短路冲击电流产生的内应力，使绕组因变形而发生匝间、相间短路故障。

参照南方电网公司《电力设备预防性试验规程Q/CSG114002-2011》[2]中对交流电动机的试验项目、周期的要求：3kV及以上或100kW及以上的交流电动机绕组的直流电阻测量应1年测量一次，各相绕组直流电阻值得相互差别不应超过最小值的2%；中性点未引出者，可测量线电阻，其相互差别不应超过1%；其余电动机根据实际情况规定。本文详细介绍了今年惠蓄#7机组检修过程中2台160kW电动机的直流电阻试验，对测量过程中发生的现象进行诊断和技术分析，对发生的缺陷进行处理，总结经验教训，为相关实践提供借鉴。

1 测量原理及要求

电动机定子绕组直流电阻与变压器直阻测量的电路原理相同，以单相变压器为例，变压器直阻测量时绕组内通过直流电流i，会在铁心内产生单方向磁通Φ1，由于绕组是一个具有电阻的电感线圈，因而这一电路是一个具有电阻R和电感L的电路，如图1所示。图中R是绕组电阻，L是绕组的电感，Ra是绕组的附加电阻[3]。

惠蓄2014年03月#7机组检修中，对端电阻在1Ω及以下的电动机，采用武汉国电西高电气有限公司的GDZRC-3A直流电阻速测仪进行测量。该仪器采用了四端钮伏安法测量电阻的工作原理，能提供满足要求的恒定测试直流大电流，直接显示感性负载、电气设备和材料的直流电阻测量值[5]。该仪器通过广州市计量检测技术研究院于2013年07月16日依据国家计量检定规程《直流低电阻表》（JJG837-2003）开展校准，校准项目结果符合规程中0.5级技术要求，检定证书号为DA-20135066，有效期一年。

2试验与处理

惠蓄每台机组均配置2台型号为ETANORM-R 300-400的技术供水泵，容量1200m3/h，扬程37m，转速1480r/min，轴功率160kW，由2台型号为1LG0316-4AB70的三相异步交流电动机拖动。电动机厂家为西门子，整机总质量1120kg，工作电压380V，采用接线方式，功率因数0.89，效率95.1%，额定线电流287A，防护等级I P55，配用施耐德ATS48C32Q软起动器启动。

2.1 #7机组#1电动机直流电阻测试与处理过程

3 结论

针对上述两起电动机缺陷发现和处理的过程，可以得出以下结论：

（1）通过分析两台电动机相似的缺陷情况，可知由于设计或制造的原因，西门子制造该型电机过程中由于端部引出线线耳选型不当，局部接触面积偏小，电机在正常工作电流下异常发热；应对其它同样型号电动机进行排查；

（2）工欲善其事必先利其器。之前的检修工作中因为未使用正确的测量工具，导致缺陷未能及时发现，以致情况恶化；

（3）大容量电动机若在运行中发生故障，不仅电动机自身损坏，造成损失，也将造成机组非计划停运，影响考核指标；

（4）对电厂稳定运行重要的电动机应进行早期故障诊断、分析，提前控制，可为电厂安全稳定经济运营，提供保障。

参考文献：

[1] 才家刚编著.图解三相电动机使用与维修技术[M].北京：中国电力出版社， 2002.

[2] 电力设备预防性试验规程[S] （Q/CSG114002-2011）.

[3] 王正茂.电机学[M].西安：西安交通大学出版社，2000.

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关键词：损耗；效率较低；控制电路；结构；改进

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.224

0 引言

电动机广泛应用于各个领域，有各种用途。另外其用电量在世界各国总数量上来说也是占多半以上。而三相异步电动机用电量占绝大多数。电动机效率的提高对于能源节约、环保具有重要意义。提高电动机的效率降低损耗，是电机与电路设计人员必须了解和着手解决的问题，现就电动机电路及其结构进行合理构思具体改进措施。

1 针对可变性机械负载

在生产过程中，许多设备都是不均匀负荷的情况，随着时间变化负载有轻载或满载甚至空载及间断运行的状况，如果交流电动机恒速传动的方案运行，那么运行效率就很低了，造成大量的能源浪费。如果根据负载转速的变化要求，通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速，获得对应的电机运行速度。能够在不同的转速情况下均保持较高的运行效率，不仅降低了电能消耗，同时能在启动时，保护电机及负载设备免受瞬时启动的冲击几对电网影响，并提高设备的精确度，变频调速是通过改变输入到交流电机的电源频率，从而达到调节交流电动机转速的目的。一些变频装置能够在效率基本不变的情况下，通过改变驱动电源的电压和频率，平滑地调节电机转速，根据输出量的要求改变输出功率。实践证明变频技术用于交流电动机设备驱动控制场合取得了显著的效率提高，普遍达到节能的目的。主要设备是由变频器提供变频电源，变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类，目前大都使用前者， 其调速过程无损耗。 调速、应用范围广，特性好、精度高。但是造价高，维护检修较困难； 常用的有三菱、西门子等变频器。

2 恒定负载情况

对于连续恒定负载电动机的情况当然可选用以上变频调速设备，但为了节约成本，减少日常维修工作量，这样就按照电动机的连续恒载工作制方法选定合适的电动机。选用原则是在计算出负载功率Pz后，选择额定功率Pn等于或略大于Pz的电动机。电动机起动电流较大，但由于起动时间较短，对电动机发热影响不大，可不予考虑。如果选用笼型异步电动机，一般再校验一下起动能力即可。一般在纺织、造纸等设备很多连续工作的生产机械都选用连续恒载工作制电动机。对于这类电动机除了考虑承载功率、温升等参数外那么对于电机首先考虑的还是效率与损耗。

3 维持电源电压平衡

由于三相四线制供电系统不平衡，使三相电动机的电源电压不对称，由于不平衡电压存在着正序、负序、零序三个电压分量，电机产生反向序转矩，起到制动作用，即增大电机运行中的损耗。另外如果电网电压偏低，也会使得正常工作的电机电流偏大，因而使损耗增大。解决办法就是装设平衡装置，使电机电源趋于平衡。

4 电动机材料结构的选用

从电动机的结构与材料选用上分析，来降低固定损耗、可变损耗和杂散损耗，电动机定子要降低铁耗，就要增加硅钢片的用量，及其导磁率高的材料。在大功率电机中，铁耗在总损耗中已占到相当大的比重，因此，选用新的铁芯材料，降低铁芯材料的单位损耗值将有助于电机铁耗的下降。为了使励磁电流减小，铁芯材料必须有较高的磁导率，主要反映在磁感上，磁感越高，磁导率越大。因此，高磁感、低铁损的无取向硅钢片是大中型高效电机铁芯材料的首选，采用普通的冷轧无取向硅钢片，但由于电机产品的小型化、和高效率化，普通冷轧硅钢片的铁芯难以满足要求，因此薄的低铁损无取向硅钢片应被应用。另外定子绕组磁动势所包含的高次谐波之强弱直接影着电动机的性能。目前电机普遍采用的普通60°相带等元件绕组，工艺性好，但存在着不少谐波，影响电机性能。低谐波绕组就是绕组谐波含量低，它是通过绕组的重新设计来削弱原60°相带绕组的部分谐波，改善定子绕组磁势波形，使磁势波形趋向正弦波。因该绕组具有提高绕组系数、降低杂散损耗、降低电机温升等优点，也是应用于高效电动机的一种有效方法。

5 转子结构的分析

转子绕组损耗却受转子结构的影响很大，因为常用的转子结构有铸铝转子和铜条转子，铜的电阻率比铝的电阻率小很多，所以采用铜条转子的损耗比铸铝转子的损耗少一半，对于功率较大的高压电动机，为降低转子铜损而提高电机效率，采用铜条转子。

6 降低机械损耗

这些损耗包括风扇的损耗，电机转子表面的摩擦损耗、轴承摩擦、密封圈摩擦损耗等。与电机转速、通风方式、风扇形式、加工精度及装配质量等有关。现电机常用的正反向叶片，径向分布盆式风扇，气流经过风扇时，与叶片不一致，会在叶片间产生较大的涡流。另外，叶片铸造粗糙，也使风流不畅，也会使风摩耗增加。 为降低风阻，可在合适较大机座上采用轴流式或后倾式风扇。 由于高效率电机的热耗降低，相应冷却用风量可适当减少，通风功率也可减少，可有效地降低风摩耗。另外在合理的通风结构设计，也会起到这种效果，这些都是比较经济的降低损耗的方法。在零部件选用上，用低磨擦轴承、阻力小的脂、密封圈来降低损耗 ；在尺寸采用中间公差及提高形位公差精度，且保证在运输、装配时不变形，从而来降低摩擦损耗。

7 降低杂散损耗措施

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【关键词】煤矿；变频调速；矢量控制；单片机；SPWM

1、概述

矿用电机车是煤矿生产所需的一种主要的运输装置，目前主要采用直流电动机驱动。但是，随着交流调速技术的发展，交流调速系统的性能有了很大了提高，同时由于交流电机和直流电机相比具有功率大、效率高、无电刷和换向器，维护成本小的优点，因此用交流电动机取代直流电动机应用在矿用电机车上，已成为矿用电机车发展的趋势。

本文给出了采用矢量控制的原理和实现方法，并对所采用的控制算法进行了分析，设计了基于单片机80C196MC和智能功率模块(IPM)的矿用电机车矢量控制系统。该方案利用受控于单片机的智能功率模块产生电机的三相电压；

2、系统硬件设计

本文设计的整个调速系统由主电路、单片机控制电路和反馈量检测电路组成。

主电路是由逆变电路构成。其中逆变电路采用IPM智能功率模块完成功率变换；单片机控制电路以80C196MC单片机为控制核心，包括存储器扩展电路和一些电路如：键盘显示电路、复位电路、系统保护电路等等。单片机控制电路主要负责数据处理矢量控制算法的计算、PWM波和控制信号的产生以及显示和故障处理等等任务。

反馈量检测电路主要由定子电流检测电路和转速检测电路组成，检测值送单片机处理后主要用

于矢量控制算法的计算。整个变频调速系统的主要组成部分如下图所示。

2.1智能功率模块IPM

本系统的逆变器件采用智能功率模块IPM 。IPM是以绝缘栅双极晶体管IGBT为功率器件的新型模块。传统的IGBT是功率场控晶体管MOSFET和电力晶体管GTR的复合，它把MOSFET的驱动功率小、开关速度快的特点和GTR通态压降小。功率电路，缓冲电路还有门极驱动电路必须设计到足以承受和的极限值。如果功率电路漏感不够小、缓冲电路吸收不充分，瞬态过电压就会发生。同时地环路和杂散电容还会引起严重的噪声问题。

IPM智能功率模块结构

IPM共有6个主回路端(P,N,B,U,V,W)16个控制端，其中VccUVccUVccW分别为U,V,W相上桥臂控制电源输入的+端，GNDu, GNDv, GNDw分别为对应的一端;VinUVinV VinW分别为上桥臂U,V,W相控制信号输入端，Vcc,GND为下桥臂公用控制电源输入；VinXVinYVinZ分别为下桥臂XYZ相控制信号输入端；VinDB为制动单元控制信号输入端；

2.2逆变电路IPM的选择

正常工作时，电网直流供电电压U为440～660V,则经过电容滤波后的直流电压可由下式计算确定：

式中:为安全系数，一般取=1.1；

1.1为波动系数；

Ed为电容滤波后的直流电压。

关断时的峰值电压按下式计算：

式中：为关断使得峰值电压；为安全系数，一般取 =1.1；1.15为过电压保护系数；为电容滤波后的直流电压；150为由引起的尖峰电压。令IGBT模块的电压额定值满足，并向上靠拢IGBT的电压等级，取。

2.3 IPM的驱动隔离接口电路

驱动隔离电路是IPM主电路和控制电路之间的接口。由于IPM内置了驱动电路，与IGBT驱动电路设计相比，驱动电路的设计比较方便，只要能提供15V稳定的驱动电源和开关控制信号，提供低电平控制相应IGBT导通，高电平控制相应IGBT关断。

根据6N137的特点，结合实际控制需要，本文设计的IPM快速驱动隔离控制。

PWM信号先经7407驱动后，再经过电阻R2A接到光耦6N137的2脚(信号输入脚)；3脚接地;右边的6脚是6N137的信号输出脚，6脚经R2C接到Q2A基极，再经Q2B驱动后接到IPM的UP端(UP端为IPM的上桥臂U相脉冲输入端)。6N137的7脚(使能端)和IPM的外部保护电路相连。上图中的7407是为了增大驱动能力而设置的，可以防止电路引线太长所造成的驱动能力的下降。

正常情况下，6N137的7脚为高电平。如果有外接的驱动脉冲信号加到光耦6N137的2脚端，当2脚端的电位为高电平，由6N137的真值表知:6脚输出为低电平，使Q2A关断，Q2B导通，则加到IPM的UP端信号为低电平，经IPM内部驱动电路使IGBT导通。反之，当2脚端的电位为低电平时，光耦输出脚6为高电平，使Q2A截止，于是UP端为高电平，经内部驱动电路使IGBT关断。

3、结论

矿井的工作条件恶劣，对电动机的防爆、防尘和防潮等特殊指标有很严格的要求，显然，直流电动机由于本身固有的结构特点，是不利于这些要求的。相比之下交流调速有着很多优点。

(1)．交流电动机比直流电动机结构简单、成本低廉、工作可靠、维护方便惯量小、效率高，如果把电机车改成交流拖动，显然能够带来不少效益。

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关键词： 爆炸 火灾 危险 电气

目前采油厂有轻烃站三座，各类输油站、集中拉油点及计量站数十座，在日常的现场联合办公中发现，有些防爆场所的防爆等级存在着区域划分不明确，设备选型不够标准，个别场所的设备及线路安装不够规范的现象，给安全生产带来了一定的隐患。

一、电气设备的防爆类型：

电气设备的防爆种类很多。按照其结构特征可分为以下八种：

（1）隔爆型（标志为d）：是具有能承受内部的爆炸性混合物而不致受到损坏，而且内部爆炸物不致通过外壳上任何结合面或结构孔洞引起外部混合物爆炸的电气设备。

（2）增安型（标志为e）：是在正常时不产生火花、电弧或高温的设备上采取措施以提高安全程度的电气设备。

（3）本安型（标志为ia、ib）：是正常状态下和故障状态下产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电气设备。

（4）正压型（标志为p）：是向外壳内充入带正压的清洁空气、惰性气体或连续通入清洁空气以阻止爆炸性混合物进入外壳内的电气设备。

（5）充油型（标志为o）：是将可能产生电火花、电弧或危险温度的带电零、部件浸在绝缘油里，使之不能点燃油面上方爆炸性混合物的电气设备。

（6）充砂型（标志为q）：是将细粒状物料充入设备外壳内，使壳内出现的电弧、火焰传播、壳壁温度或粒料表面温度不能点燃外壳外爆炸性混合物的电气设备。

（7）无火花型（标志为n）：是在防止危险温度、外壳防护、防冲击、防机械火花、防电缆故障等方面采取措施，以提高安全程度的电气设备。

（8）特殊型（标志为s）：是指上述各种类型以外的或由上述两种以上类型组成的电气设备。

电气设备的完整防爆标志依次标明防爆型式、类别、级别和组别，如“dⅡBT3”，如有一种以上复合防爆型式，前面为主体防爆型式，后面为其他防爆式，如“epⅡBT4”。

二、电气设备的选择：

应当根据安装地点的危险等级、危险物质的组别和级别、电气设备的种类和使用条件选用爆炸危险环境的电气设备，所选用的电气设备的组别和级别不应低于该环境中危险物质的组别和级别。当存在两种以上危险物质时，应按危险程度较高的危险物质选用。在爆炸危险环境应尽量少用或不用携带式电气设备，应尽量少安装插销座。

（1）气体、蒸气爆炸危险环境电气设备的选择：

对于2区危险场所，可以选择各种隔爆型电气设备。也可选择正压型交直流电动机、增安型交流电动机、正压或充油或增安型变压器和电抗线圈、充油或增安型仪用互感器、充油型控制开关和按钮、增安型固定式照明灯具、增安型指示灯等电气设备。

对于1区危险场所，必须选择隔爆或正压型鼠笼式交流电动机、隔爆型刀开关和断路器、隔爆或本安或充油型控制开关和按钮、隔爆型固定式照明灯具、隔爆型指示灯等电气设备。

对于0区危险场所，所有电气设备必须是本安型的，在实际应用中很少出现。

（2）粉尘、纤维爆炸危险环境电气设备的选择：

对于11区，应当选择正压型绕线式交流电动机或IP54级鼠笼式交流电动机、尘密型变压器和照明灯具、IP65级电器和仪表等电气设备。

对于10区，应当选择尘密型或正压型鼠笼式交流电动机、尘密型或正压型或充油型变压器、尘密型或正压型配电装置、尘密型或正压型或充油型固定式电器和仪表、尘密型或正压型移动式电器和仪表、尘密型携带式电器和仪表、尘密型照明灯具等电气设备。

（3）火灾危险环境电气设备的选择：

对于23区，应当选择IP21级固定式电动机、IP54级移动式和携带式电动机、IP22级固定式电器和仪表、IP44级移动式和携带式电器和仪表、IP2X照明灯具和配电装置、接线盒等电气设备。

对于22区，应当选择IP44级固定式电动机、IP54级移动式和携带式电动机、充油型或IP54级固定式电器和仪表、IP54级移动式和携带式电器和仪表、IP2X级固定式照明灯具、IP5X级移动式和携带式照明灯具、IP5X级配电装置、接线盒等电气设备。

对于21区，应当选择IP54级电动机、电器和仪表、IP5X级照明灯具和配电装置、接线盒等电气设备。

三、电气线路的选择：

在爆炸危险环境和火灾危险环境，电气线路的安装位置、敷设方式、导线材料、连接方法等均应与危险区域等级相适应。火灾危险环境电气线路可以采用非铠装电缆、明设钢管配线、非燃性护套绝缘导线和明设硬塑料管配线等配线方式。但爆炸危险环境的电气线路必须符合以下要求：

（1）安装位置：

电气线路应当敷设在爆炸危险性较小或距离释放源较远的位置。架空线路不得跨越爆炸危险环境。电缆线路直接埋地敷设或采取电缆沟敷设。

（2）敷设方式：

爆炸危险环境内主要采用防爆钢管配线和电缆配线。采用非铠装电缆应考虑机械防护。非固定敷设的电缆应采用非燃性橡胶护套电缆。除下列情况外，固定敷设的电力电缆应采用铠装电缆。

1）在2区内采用电缆槽板、托盘或槽盒敷设的塑料护套电缆。

2）在2区内电缆沟内敷设的电缆。

3）在11区内明设时的电缆。

4）在10区和11区封闭电缆沟内敷设的电缆。

（3）导线材料：

爆炸危险环境宜采用交联聚乙烯、聚乙烯、降聚乙烯或合成橡胶绝缘及有护套的电线，宜采用具有耐热、阻燃、耐腐蚀绝缘的电缆，不能采用油浸纸绝缘电缆。电线、电缆的额定电压不得低于500伏，并不能低于工作电压。移动式设备应采用重型电缆（1区和10区）或中型电缆（2区和11区）。

（4）连接方法：

爆炸危险环境的电气线路不得有非防爆型中间接线头。1区和10区应采用隔爆型接线盒，2区和11区可采用增安型乃至防尘型接线盒。常用的连接采用压盘式和压紧螺母式引入装置，连接处应用密封圈密封或浇封。采用铝芯导线时，必须采用压接或熔焊，铜、铝连接处必须采用铜铝过渡接头。电缆线路不应有中间接头。采用钢管配线时，螺纹连接一般不得少于6扣，螺纹连接处应涂以铅油或磷化膏。

（5）允许载流量：

导线允许载流量不应少于熔断器熔体额定电流和断路器延时过电流脱扣器整定电流的1.25倍或电动机额定电流的1.25倍。

（6）隔离与密封：

敷设电气线路的沟道以及保护管、电缆或钢管在穿过爆炸危险环境等级不同的区域之间的隔墙或楼板时，应用非燃性材料严密堵塞。