轧钢直流电机维护论文

第一篇：轧钢直流电机维护论文

姓名：王友成所在单位：二轧厂所在岗位：点检员拟聘岗位：点检技师

轧钢用直流电机的使用与维护

目前，许多轧钢厂由于直流电机调速范围广、性能优越而被广泛使用，并且从初轧到精轧拖动轧机的均是使用晶闸管供电的直流电机。众所周知晶闸管供电的直流电机较直流发供电的直流电机换向更加困难。电机为了保证电机的正常运行除电机质量保证外，对直流供电的质量也有要求。其整流的脉波数不应小于6，电压峰值波纹因数不超过6％。因此在供电回路加装平波电抗器，以便改善电机换向。

轧钢用的直流电机具有属于冲击负载，电流波动较大。电机的性能好坏主要体现在换向火花上，电机在额定电流、电压及额定转速时，换向火花不应大于1.5级，在短时过载时（时间为15S或30S）时换向火花不大于2级。其次是氧化膜的建立，电机在运行一段时间后，换向器表面应形成一层光滑坚硬的氧化膜，它有利于换向。因此不能轻易破坏它。

虽然电机在出厂时已在额定工况下调到最理想的状态，在使用一段时间后，电机性能会逐渐变坏。影响电机换向的原因很多，使用和维护尤为重要。下面分两个方面讨论影响直流电机换向因素和判断及解决的方法。

一、机械方面

1、电机基础不牢，电机运转时产生共振。此类火花分布规律性差，火花不稳定呈黄色有时在个别电刷上有异常特征，对负载变化时反应迟钝。电机转速一般以600r/min为界，600r以上振速不超2.8mm/S;600r以下滑动轴承双向振幅不超0.2mm，滚动轴承电机双振幅不得超过0.075mm应加固基础，将电机振动幅值限制在规定范围内。

2、电机与所带机组不同心,也会引起电机振动.应使用百分表对中,且底座的水平方向倾斜不得大于0.25mm..二、电气方面

1、绕组问题

直流电机要定期对绕组进行直阻和绝缘检测。绝缘阻值不应小于以下公式电阻。R=V/[1000+(P/100)],其中V为电机额定电压，P为额定功率。特大电流和较长时间的过载运行，部分绕组短路，机械振动造成升高片脱焊或断裂。测量片间压降，片间压降不应超过正负2％，如片间压降相差较大，应检查升高片和绕组，当升高片有断裂或绕组烧毁时，及时与制造厂联系。

2、换向器磨损严重或有滑伤

换向器表面使用一段时间后应形成良好的氧化膜，其呈现均匀而光亮的颜色。由于

电机的缺陷或运行的条件恶化，使正常的换向器氧化膜遭到破坏。换向器表面出现连续的条痕或孤立条痕，但正常的氧化膜仍存在，一般为电流密度太低，大气中含有害气体或研磨性灰尘。应查找原因对症解决。轻微的滑伤可以用00号砂纸打磨并抛光。换向器表面出现严重的烧伤或沟槽、以及有较大的偏心时应车削换向器。为了防止换向器在车削时变形，应先将换向器压紧罗帽压紧。车削时升高片应用宽胶带粘好以防进入铜削。车削速度不应大于180米/分，进刀量为0.05-0.15毫米。一般大型电机由于运输和车床等原因在现场带电车削的，车削速度和电枢电压必须同时考虑。并且直流调速装置的加减速时间要放开，避免电机快启与快停。车削后片间云母低于换向器表面0.5mm的下刻云母。换向片两边倒成0.5×45度倒角。再用与换向器弧度一致的细磨石打磨，最后用牛皮抛光。

2、中性线发生变化

由于电机长期运行，中性线位置也将发生变化。直流电机电刷的位置，不但影响电机的换向情况，而且对电机的电枢反应，影响电机的转速和机械特性。故应定期检测中性线位置，并进行调整。调整的方法一般用感应法，其方法是：在电机励磁绕组两端加上大约为电机额定电压（8～12）％的电压。在相邻的两个刷杆上接一直流毫伏表，接通和断开励磁电源。观察毫伏表的偏转情况，毫伏表指在零位，说明电刷在中性线上。如 1

姓名：王友成所在单位：二轧厂所在岗位：点检员拟聘岗位：点检技师

有较大的偏转，就要移动电刷座圈，边移边测。直到感应电势接近或为零时，则认为此时电刷就在中性线上。

3、变流器故障

变流装置缺脉冲，使电机的直流供电波头数目不够。电机在空载时有振动感，并伴有“嗡嗡”响声。严重时在高速运转或电机正反切换时，换向器放炮，使换向器表面灼伤。如发现电机声响和现象所述类似，必须马上停车检查变流装置脉冲放大及触发回路，以免造成电机换向器损伤。另外直流供电电源出现断流，可使电机理想转速升高，电机机械特性变软，负载变化时速度下降较大。

4、检修保养不当

使用中的电机必须进行定期的检修和保养，电机使用一段时间后电刷和刷盒都会有

一定程度磨损，如果电刷和刷盒磨损严重时，电机在正反转时的刷位将有所移动，并且电刷形成振动，使电刷上电流分配不均。促使换向变坏，严重时使电刷碎裂。一般电刷与刷盒厚度间隙为0.06~0.25mm,宽度间隙为0.08~0.39mm。其次电机换刷时电刷牌号混用。不同牌号的电刷电阻系数是有区别的，所以分配到每各电刷的电流不平衡，产生火花。应当指出至今没有一种适用各种场合的万用电刷，由于电机的特性、负载状态、周围条件的差异，电刷的选型往往是通过现场调试后才能确立下来。电刷更换后必须按照正确的研磨方法进行研磨，使电刷与换向器表面相吻合。其方法是：提起电刷，在电刷下面放上砂布，使砂面向上与电刷接触，并扣上压簧，用两手拉动砂布紧贴换向器表面拉动数次，直到电刷与换向器表面吻合为止。研磨后吹除碳粉。定期检查压簧压力（1.4－2.7N/cm2）相差不准大于10％。换向器表面不清洁也是引起火花的原因之一，当换向器表面有油污和碳粉时用无毛白布沾适量酒精擦拭并用特制工具清除片间沟槽内的碳粉。清理完后用干燥的压缩空气将换向器表面和绕组的灰尘、碳粉吹干净。电机的检修周期根据生产情况而定。力争做到月小修，年大修。

综上所述，轧钢直流电机工作环境较差，在工作中又经常过载，所以换向比较困难。正确使用和维护直流电机就尤为重要。尤其是初轧电机，即使是上下辊使用两台电机主从控制，如一台电机出现故障，也会造成停产。首先要建立起理想的氧化膜，其次是保证风、水、油路的畅通。建立全日制维护、定修、月修、中修、大修和岗位责任制是非常必要的。若发现电机超温，工作异常，换向火花超过允许值，应立即停车检查，以确保电机的安全运行。2

第二篇：直流电机日常维护标准

直流电机日常维护标准

一、直流电机维护通常要求：

1、直流电机使用的环境条件：

（1）安装防护等级IP23以下的电机之室内，不得有水蒸汽，酸性或碱性等腐蚀性气体，或煤气等可燃性气体，以及尘灰等污物侵入；

（2）在额定负载下连续工作时，其周围的空气温度最高不应超过40度，最低不低于5度，相对湿度不得超过90%；

2、运行期的经常性一般检查

（1）保持电机外表及其周围环境的清洁，在电机上或电机内部不得放置外物；

（2）电机之底脚是否紧固于地基，运转时是否有异声或震动情况；

（3）通风窗是否空气畅通；（4）是否有常时间的过载；（5）接地装置是否可靠；

3、定期保养检查

（1）经常运转的直流电机，需定期作以下检查，每月不得少于一次；

（2）在额定负载下换向器上不得有大于1级的火花出现；（3）检查换向器表面是否光洁，如发现有机械损伤或火花灼痕，应按“换向器的保养”标准进行处理；(4)检查电刷是否磨损过甚，刷握之压力是否适当;(5)用不大于二个大气压之压缩空气吹净电机内部灰尘，电刷粉末等，并拭净外表之灰尘和积垢;(6)拆除与电机连接之一切接线，用500伏兆欧表测量绕组对机壳之绝缘电阻，如小于1兆欧则须按“绝缘的干燥”（7）在电机运转时，测量轴承温度，并倾听其转动的声音，如有异声或温升超过则按“轴承的保养”标准处理；

（8）如电机须经较长时间之停止运转，则须用纸将换向器包好，并用防布将整个电机盖好，保证电机存放地点之温度不低于5度，不高于40度，相对湿度不高于90%，并不得有水蒸汽及腐蚀气体侵入。

二、直流电机各主要部件维护要求：

1、换向器的保养

(1)换向器表面应保持光滑，并形成一层均匀的暗褐有光泽的氧化膜。若换向器表面沾有碳粉、油污，应用手风机吹扫干净或用柔软的布沾酒精清擦换向器表面，保证清洁；

(2)发现换向器表面状态恶化，火花较大，有粗糙不圆、烧伤等缺陷时应考虑停车，用“0”号细砂纸打磨其表面，使之重新建立起氧化膜。如若换向器表面出现过度的粗糙不平、不圆或有部分磨损过大，则应重新车削换向器。车削时应用纸将电枢绕组端部及接头片包住，以免金属屑末溅入，切削速度为每秒2米，切削深度及进给量均不大于0.1mm。切削完毕，换向片片间应倒角，必要时还应下刻片间云母，以免云母片高出换向片；(3)检查云母槽是否清洁，换向片棱角应光滑无毛刺；(4)在保证换向器表面质量的条件下，还需要在日常运行中，仔细地观察和监视换向火花。通常情况下，点状、粒状火花（呈白色或微带蓝色和黄色）是稀疏而均匀地分布在大部分电刷上，属于正常换向火花。而响声状、火球或飞溅状火花（呈暗黄色、红色或绿色）属于有害火花。当环火状火花发生时，电机不宜继续运行。

2、电刷的使用

(1)用空压气吹净电刷、刷盒和换向器上的碳粉；

(2)检查电刷接触弧面是否有烧灼点，接触面是否均匀、光滑，如有缺陷应立即更换；

(3)检查电刷在刷盒内是否浮动灵活；

(4)检查电刷的压力大小是否均匀适当，通常情况下电刷压力为电刷压力正常为15—25kpa，根据电刷的截面积算出每个电刷压力，再与实际测出的压力进行比较。无论电刷的长短，其压力都应达到要求；

(5)检查电刷的磨损高度，当电刷磨损到原高度的1/3时应予更换。需要注意：电刷一次性更换数量不宜过多，成批更换电刷易破坏原换向器表面的氧化膜。只需将磨短的或有问题的电刷换下即可。在同一台电机上，绝不允许使用不同牌号的电刷，即使同一牌号的电刷，因制造时间不同，性能也有明显差异，所以也不允许使用。新电刷装好后，需用“0”号砂布，背面紧贴子换向器，随电刷旋转方向研磨电刷，以获得与换向器表面有良好的接触面。研磨完毕，去除碳粉，并使电机在1/4---1/3额定负载下运行半小时至一小时，然后增加负载；

(6)检查刷辫的固定是否可靠，电刷振动和压力不均都容易引起各电刷电流分配不均；

(7)检查刷盒压脚和弹簧是否软化或断裂。

3、电机绕组

(1)送电前应对绕组进行绝缘电阻的测量（用l000V兆欧表），绝缘电阻值一般不应低于R=V/(1000+P/100)(MΩ)的数值，V为电机绕组的额定电压（V），P为电机的额定功率（kW）。但最小值≥0.5MΩ。如测量绝缘电阻较低，则应进行干燥处理；(2)检查绕组与机座的连接线是否有绝缘损伤或相互短路等情况；

(3)注意观察主极绕组和换向极绕组的温升是否正常。

4、冷却系统的维护

通常直流电动机都采用管道强迫通风或空气水循环冷却器两种冷却方式，对于空气水循环冷却器冷却方式，冷却装置的风机由于转速较高，常出现烧损，直接影响通风冷却效果，绝对不能轻视。

(1)日常检查冷却装置内过滤装置是否饱和，及补风过滤材料上是否有灰尘阻塞现象；(2)对于冷却装置风机，要定期做风机叶轮动平衡试验；(3)经常检查冷却装置进／出水阀门是否全部打开，进水温度≤33℃，已冷却气体的温度与进水温度间的温差应＞7℃（以保证进风温度≤40℃）。

5、轴承

在轴承盖之油室内确保约等于2/3空间的润滑脂，在工作2000—2500小时后，应调换新的润滑脂，润滑脂的牌号为3号锂基脂，每年至少调换一次润滑脂。

6、其他方面的维护

(1)检查刷架导电环及其连接是否完整，连接螺丝是否松动，其对地爬电距离是否达到标准要求；(2)检查机座底部的千斤顶有否松脱；

(3)检修时检查测速反馈设备的安装是否松动，工作是否正常。

三、直流电机的绝缘干燥

电机之绝缘电阻不应该小于1兆欧，如低于这一数值时，需进行干燥，如没有专用的烘箱设备，建议采用以下三种方法：（1）热空气干燥

电机进行干燥时，应该打开电机的各通风窗，用干燥之热空气连续向线圈部分鼓吹，线圈温度最初2—3小时内，不应该超过50度，而在开始干燥后的6-8小时内，不应超过70度。电机在开始干燥时，绝缘电阻先是下降，然后开始升高，最后趋于稳定，在绝缘电阻稳定4-5小时后，如绝缘电阻变化已不显著，则可认为干燥已经完成。

温度可用温度计以腻子固着干线圈来测量，而绝缘电阻之测量则用500伏兆欧表计（2）电流干燥

打开电机的各通风窗，将电枢、串励，换向极及补偿绕组接成串接，卡住电机之电枢，通入低压直流电流，电流宜控制在50%--60%额定电流值左右，加热温度也不应超过70度，其余过程与上类同

（3）用红外线灯泡烘烤

四、大型直流电动机的管理

1、包机人员职责：

负责直流电动机的检查、维护工作，主要工作职责包括：(1)对出现的问题及时组织人员处理和向上级汇报；(2)建立大型直流电动机的检查记录表，并做好相关记录；(3)每天观察大型直流电动机的工作状况，做好专业点检纪录，做到心中有数；

(4)制定每月对直流电动机的检修计划及大中修时检修计划。

2、建立专业技术档案

建立每台电机的专业技术档案，了解和掌握每台电机过去与现在的运行状况，对电机进行有“个性”的动态管理。专业技术档案包括：新电机在投运前的安装记录；电机型号及参数；电刷型号及数量；刷握型号及数量；通风／冷却／润滑系统的设备型号／各参数；投运以来完好情况；定期检查/测量的各种数据和结果；电机历次发生的故障及其原因分析、处理过程与处理后的效果；在大中修时检查电机调整记录及处理了哪些问题等等。根据技术档案可了解每一台电机的运行历史和各阶段的技术性能状况。

3、大型直流电动机的状态检测

每半年中修时，由专业人员检测电机换向片间直流电阻、电机的主磁极与转子之间的间隙和极距，及其他平时检修无法操作的维护项目。

平时正常生产期间，包机人员观察记录电机的负荷变化、电机内换向器工作、电机空载和负载换向火花的情况，以及电机绕组温度以及轴瓦温度、冷却系统的温度、润滑系统的压力等参数。通过以上工作，作到24h监测大型直流电动机工作情况，实行动态管理，随时掌握电机的变化趋势。

第三篇：轧钢论文

关于轧钢的论文

材料与冶金学院

09成型一班

轧钢工艺中的节能技术

摘要：为实现钢铁工业的可持续发展，在近年国家“钢铁产业结构调整、淘汰落后产能”等 钢铁产业政策引导下和“循环经济、低碳经济、清洁生产和绿色钢铁”等节能减排主题的 倡导下，中国钢铁工业向低能耗、短流程和高附加值产品方向发展，同时中国钢铁工业的 节能减排工作取得很大进展。由于轧钢系统在整个钢铁综合能耗中比重较低和产品附加值 高等因素影响，近年来轧钢生产能力增长迅速，轧钢系统节能工作取得新进展，节能技术 在新建或改造轧钢系统中不断得到应用，轧钢工序能耗不断降低

关键字：轧钢 节能技术

轧钢工序节能技术及发展趋势

在热轧生产中，轧钢工序钢坯加热耗能高，以典型的棒材轧机生产能耗为例，钢坯加热消耗的能量占80%，用于钢材轧制的能耗仅占16.9%。随着节能技术的应用，能源消耗中用于钢坯加热能耗所占的比例逐渐降低，还维持在高的比例。因此，普通钢材轧钢工序节能的潜力主要来源于加热炉。特殊钢材的轧钢工序节能的另一个主要来源是在线热处理。

轧钢系统节能技术

1． 加热炉节能技术

1）蓄热式燃烧技术 蓄热式燃烧技术具有高效余热回收、高温预热空气及低 NOX 排放等优点。近年在我国 轧钢加热炉上推广应用发展迅猛，是国内目前普遍推广的节能环保新技术。采用蓄热式燃 烧技术，与无余热回收的加热炉相比，可实现节能 40％以上；与换热器预热技术比较，可实现 10％~20％的节能潜力。中国采取蓄热燃烧技术的加热炉也不少于 400 余座。但是 从近年蓄热式加热炉的能耗统计上看，其节能优势并不突出，甚至有同行提出该技术节能 不节钱的看法，该技术近年在欧洲推广应用案例已大幅下降。不过，采用双蓄热（同时预 热煤气和助燃空气温度 1000℃以上）技术的加热炉在利用富余高炉煤气方面的确很有效，效率高于 70％，节能效果显著，值得推广应用。

2）节能涂料 节能涂料利用远红外辐射原理，将涂料喷涂在各种高温窖炉的耐火材料表面，提高光 谱发射率，增强炉膛换热，可实现节能 5％~10％的节能效果。它具有保护炉衬表面、延 长炉子使用寿命、提高炉子热效率，缩短烘炉时间、提高被加热件的加热速度和炉子作业 率等特点。该涂料技术早在 1980 年就开始推广使用。近年的节能涂料有如日本 CRC 公司 的 H.R.C 辐射涂料，英国 CRC 公司 ET-4 型红外辐射涂料，国内山东慧敏公司“杰能王”微纳米高温远红外节能涂料，湖南娄底新材料实验工厂生产的高温远红外涂料等。目前国 内不少轧钢加热炉都使用过此类节能涂料。

3）步进炉和汽化冷却技术 步进炉不仅可以减少钢坯加热时间，降低氧化烧损，而且操作灵活，是轧钢加热炉的 发展方向。汽化冷却不仅可以减少轧钢用水，而且可以生产蒸汽进行回收利用，具有一定 的节能效果，在近年新建加热炉上逐步推广应用。

2.热装热送和低温轧制技术 热装热送是冶金行业重点推广的节能技术。该技术可以大大降低加热炉燃耗，缩短钢 坯在炉时间，从而降低氧化烧损率，提高成材率。最早在我国武钢、宝钢和鞍钢应用，现 在全国推广应用。从轧钢厂实施该技术的条件看，主要应用于普碳钢的加热；对于一些质 量要求较高的品种钢，不宜采用热装热送技术或存在热装热送的温度限制。故我国轧钢系 统的热装热送率普遍不高，为 20％，同时热装温度也不高，为 400℃，与国外先进企业如 日本钢管、JFE 川崎、住友等企业有很大差距。低温轧制技术有助于降

低钢坯出炉温度，降低轧钢系统能耗，实现系统节能，在近年轧钢系统节能中不断推广。如电工钢轧制温度 从 1250℃~1350℃降至 1150℃左右，可降低轧钢工序能耗约 5kgce/t~10kgce/t。

3.电机节能技术 我国 80％以上电机产品与国外先进水平相比，效率低 2％~3％。电机变频调速的原理 是通过降低电机转速，实现其减少输入功率，降低电力消耗的目标。轧钢系统有轧机（包 括粗轧机、精轧机）、辊道、风机、水泵等设备，驱动设备能源消耗为电耗，故电机选择 是关键。在电机设计中应避免大马拉小车，进行电机优化设计，在运行过程主要采用变频 调速技术，通过电机节能技术应用，可实现节电 20％~40％，效果显著。

4． 轧钢自动化 轧钢自动化是衡量轧钢技术先进的重要标志，具有间接节能作用。先进自动化技术可 实现节能 5％~18％，如加热炉的燃烧优化控制，可以有效实现空燃比的优化控制，减少 不完全燃烧，提高燃烧效率，减少钢坯氧化烧损，降低加热炉单耗。【1】

热送热装工序

热送热装是近二十几年迅速发展并普遍推广应用的技术，是轧钢工序节能降耗、提高产量的重大措施，合理地选择热送热装方案，可以达到节能的目的。

连铸坯热送热装指铸坯在400℃以上热状态下装入加热炉，一般将铸坯温度达400℃作为热装的低温界限；400℃以下热装的节能效果较小，且此时表面已不再氧化，故一般不再称做热装。

铸坯温度在650～1000℃时装入加热炉，节能效果最好，钢坯加热热耗计算。相对于连铸坯冷装工艺而言，采用一般热送热装工艺时节能可达35％，采用直接热送热装工艺可节能65％，再采用直接轧制工艺时可节能70％～80％。

采用热送热装工艺，加热炉产量可提高对20％～30％；金属氧化烧损减少，提高成材率0.5％～1.0％；缩短生产周期在80％以上；降低建设投资和生产成本。

加热炉工序

加热炉工序中降低加热能耗要加强余热余能回收。不合理的加热制度、加热环境和热能回收设备的陈旧，在一定程度上造成大量的能源浪费。采用新技术和新工艺，可提高热能回收效率，降低能耗浪费。例如，国内某钢厂轧钢加热炉采用了无水冷滑轨技术，实现了炉内全无水冷结构，消除了水冷却损失，工序能耗下降3.5公斤标准煤/吨；通过燃烧系统测试，炉体采用复合结构，提高绝热效果，减少热量损失；燃烧系统采用炉顶平焰烧嘴，提高炉顶辐射强度，对提高热效率降低加热炉燃耗有着非常积极的作用；烟气余热损失在轧钢厂加热炉热损失中占很大比例，最大限度地回收余热是实现加热炉降低燃耗的重要手段。一般的加热炉采用空气换热器、煤气换热器和蒸汽余热锅炉，充分回收了烟气余热，使排烟温度降到200℃以下，大幅度降低了能耗。同时，置换的蒸汽用于生产和生活，减少了外购能源费用。

同时，在加热炉工序中，采用将蓄热式热回收和换向式燃烧系统与加热炉结合为一体的高效蓄热式加热炉，可利用低热值的高炉煤气，将炉温加热到11000C以上，可实现节能30％，炉子的热效率可达70％。

轧制工艺

低温轧制技术 采用低温轧制技术是降低轧钢系统工序能耗的一个重要节能

措施。降低加热炉出钢温度可以节约燃料消耗，但变形抗力增加，轧制功率也增加。近年来，国外的轧制生产实践已证明降低燃耗的节能效果更显著。且随着出钢温度降低，氧化铁皮量显著减少。低温轧制在燃料消耗和氧化铁量的降低方面所获得的效益完全能克服并超过轧制功率增加所造成的成本增加。因此，如果粗轧机的轧辊强度、轧机刚度、电机功率等能够满足低温轧制的要求，轧材的塑性也能满足要求，则降低钢坯的加热温度，会在节能降耗、减少金属烧损等方面产生明显的经济效益。

根据国内外热轧钢材能耗构成的数据分析，通过下限温度轧制，降低加热能耗来实现轧钢工序节能。采用低温轧制技术的能耗总量比常规轧制时的能耗总量约降低15～20％。

采用低温轧制技术有节约加热工序中能耗、减少氧化铁皮形成、减少轧辊由于热应力而造成的断裂现象、减少氧化铁对轧辊的磨损等优点。但是，在采用低温轧制技术时存在增加轧制力、扭矩和轧制功率、轧制钢材的塑性降低、轧件的咬入条件恶化的缺点，因此需要对轧制工艺进行优化。

瑞典的理论研究和生产实践表明，弹簧钢、轴承钢、工具钢、不锈钢可在800℃到950℃进行低温轧制，节能85～130kWh/t。在现有轧机中，轧机的负荷是温度的重要制约因素。随着轧制温度降低，电耗增加，而燃耗却显著地降低，两者一般是1：10的关系。因此，现在广泛推行低温轧制，势必电耗有所增加。

降低电耗 造成电力消耗较高的主要原因是：生产效率低、开工率不足、空转率较高、电器设备和元件较陈旧，以及电机供电设备和用电设备不匹配。在技术上重点是提高设备负荷率、台理选择电机容量、减少设备空转率、选择变频技术、淘汰一批能耗大的电器元件的设备，同时优化轧机负荷，达到节能轧制。

工艺优化 节能工艺优化设计是通过采用优化方法，台理地选择原料形状和尺寸来达到节能的目的。国内某棒材生产车间，以单位总能耗量小为目标函数，对孔型进行优化设计，优化后的孔型与原孔型系统相比，节省单位总能耗的7.3％。节能优化设计能使轧制能耗减少，效果显著。武汉科技大学对棒线材连轧过程能耗进行了优化设计，建立了孔型尺寸模型、前滑模型、能耗模型，确定最大延伸约束条件、最小延伸约束条件。以轧制能耗最低为目标进行的优化研究，取得了节能降耗的显著效果。

热轧润滑工艺热轧润滑工艺是轧钢节能的一项重要措施。轧制摩擦能耗一般占轧制能耗总量的30％以上，若采用热轧润滑工艺，不但可以减少轧制摩擦，而且还能提高轧辊使用寿命和改善钢材表面质量。国内炉卷轧机采用热轧润滑工艺，轧制压力下降21.5％，轧制电流下降15～20％，轧辊寿命提高1倍。

线热处理控制钢坯加热温度、轧制温度及轧后冷却，许多专用钢可以取消轧后热处理工序或减少热处理时间。日本神户制钢采用直接热处理技术，大幅度节约了能源消耗。汽车后轴、蜗轮杆轴用的碳素结构钢，汽车操纵杆、小齿轮、轴用的合金结构钢，这些钢材轧后需经过常化热处理才能加工，在采用轧制过程严格控制轧制温度和直接常化工艺后，改善了钢的性能与组织，省略了常化热处理，取得了70～85千克标准煤/吨节能效果，使生产成本大大降低。

有些专用钢如机械结构用钢和强韧钢要求退火，否则在冷切削时容易开裂。采用轧后900℃进行余热缓冷，使钢的硬度降低，达到了软化退火的机械性能，省去了轧后退火工序，缩短了生产周期，节能达44千克标准煤/吨。

利用轧后钢材的余热在相应的工艺条件下进行热处理加工，可提高钢材性能，节约能源。经余热淬火处理的钢筋屈服强度提高150～230MPa，结合控制

轧制工艺，采用形变诱导相变理论，可以生产强度级别更高的钢筋。【2】

参考文献：陈冠军 《轧钢系统节能技术综论》 2010.（12）

冯光宏《轧钢工序节能技术分析》2006.(11)

第四篇：冷轧轧钢工艺论文

冷轧轧钢工艺论文

在轧钢（主要是冷轧）过程中，为了减小轧辊与轧材之间的磨擦力，降低轧制力和功率消耗，使轧材易于延伸，控制轧制温度，提高轧制产品质量，必须在轧辊和轧材接触面间加入润滑冷却液，这一过程就称为轧钢工艺润滑。

冷轧通常是用热粗轧、精轧后得到厚度为2~4mm、经过酸洗和退火处理的钢卷作坯料，用多辊轧机（可逆或连续轧制）轧成厚度在0.8mm至0.01mm的薄板。由于冷金属具有很大的变形抗力，现化冷轧机的轧制力已达到数千吨，而轧制速度则接近2500m/min。显然，金属在这样高速的变形过程中，一方面由于金属内部分子间的磨擦必然产生大量的热能；另一方面，轧材的减薄（延伸）又不可避免地使轧辊与轧材表面发生相对运动。冷轧工艺润滑剂的基本要求是：

1．适当的油性，即在极大的轧制压力下，仍能形成边界油膜，以降低磨擦阻力和金属变形抗力；减少轧辊的磨损，延长轧辊使用寿命；增加压下量，减少轧制道次，节约能量消耗。但是不定期要考虑到轧辊与钢材之间必须要有一定磨擦力，才能使钢材咬入轧辊，磨擦系数过低，将会打滑。所以润滑性能必须适当

2．良好的冷却能力，即能最大限度地吸收轧制过程中产生的热量，达到恒温轧制，以保持轧辊具有稳定的辊形，使带钢厚度保持均匀；

3．和带钢表面有良好的冲洗清洁作用。以去除外界混入的杂质、污物，提高钢材的表面质量；

4．良好的理化稳定性。在轧制过程中，不与金属起化学反应，不影响金属的物理性能；

5．退火性能好。现代冷轧带钢生产，为了简化工艺，提高劳动生产率，降低成本，在需要进行中间退火时，采用了不经脱脂清洗而直接退火的生产工艺。这就要求润滑剂不因其残留在钢材表面而发生退火腐蚀现象（即在钢材表面产生斑点）；

6．过滤性能好。为了提高钢材表面质量，某些轧机采用高精度的过滤装置（如硅藻土）来最大限度地去除油中的杂质。此时，要避免油中的添加剂被吸附掉或被过滤掉，以保持油品质量；

7．搞氧化安定性好，使用寿命长；

8．防锈性好。对工序间的短期存放，能起到良好的防锈作用；

9．不应含有损害人体健康的物质和带刺激性的气味；

10．油源广泛，易于获得，成本低。

热轧工艺润滑

提高热轧带钢机组的产量，降低消耗，提高生产率，这是轧钢工艺中一件极为重要的事。各国实践已经证明，使用热轧油能显著减少轧辊的磨损，降低电耗、改善钢板表面质量，提高生产率。

使用热轧就可以获得以下好处（已为实践证明）：

1．改善了轧辊的表面状况。

2．降低了轧辊的单位消耗。

3．降低了电能的消耗。

4．提高了带钢的表面质量。

5．降低轧制压力，容易实现轧制薄规格带钢。

6．促进热轧理论的研究。

第五篇：直流电机报告

《电机与电力拖动》

课程设计报告

设计题目： 直流电动机制动设计 学生姓名： 尤鹏达

专业班级： 14本科电气（1）班

学 号： 1412406502029 指导教师： 胡林林 课程设计时间： 2017.3.13-2017.3.17

目 录

一、设计目的...........................................................1

二、系统设计要求.......................................................1

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

（一）、直流电动机的基本结构和工作原理................................2

（二）、反接制动......................................................3

（三）、回馈制动......................................................5

（四）、能耗制动......................................................6

（五）、参数设定和计算...............................................11

四、总 结............................................................12

五、参考文献..........................................................13

《直流电动机制动设计》课程设计报告

摘 要: 直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其优良的起动、调速和制动性能而在电力拖动中得到广泛应用。直流电动机按励磁方式分为他励、并励、串励和复励四种。直流电动机有三种制动状态：能耗制动、反接制动(电压反向反接和电动势反向反接)和回馈制动。本文在直流电动机的结构与工作原理的基础上，给出了电机制动的定义，对电机制动的方法进行了简单介绍，并着重分析了他励直流电动机制动的三种制动状态，通过一系列实验重点介绍能耗制动。关键词:直流电动机；能耗制动；反接制动；回馈制动

一、设计目的

1、通过课程设计，对所学的直流电机的工作原理及其制动方式进行的复习与总结，巩固所学的理论知识。

2、通过本次课程设计提高学生分析问题和解决问题的能力。

3、学会使用网络资源进行相关文献和资料的查找。

4、培养团队合作的精神。

二、系统设计要求

能耗制动是一种制动形式。又分为直流电机的能耗制动和交流电机的能耗制动。他励直流电机的能耗制动：电动机在电动状态运行时若把外施电枢电压U突然降为零，而将电枢串接一个附加电阻R，即将电枢两端从电网断开，并迅速接到一个适当的电阻上。电动机处于发电机运行状态，将转动部分的动能转换成电能消耗在电阻上。随着动能的消耗，转速下降，制动转矩也越来越小，因此这种制动方法在转速还比较高时制动作用比较大，随着转速的下降，制动作用也随着减小。

能耗制动又分两种，分别用于不同场合：迅速停机和下放重物。若电动机拖动的是反抗性恒转矩负载，则通过迅速停机的方法进行能耗制动，若拖动位能性恒转矩负载，则通过下放重物进行能耗制动。

能耗制动是一种常见的制动方法，广泛应用在工业生产中，有优点同时也存在着缺点，在这份课程设计中，我们将会仔细分析能耗制动是怎么实现的，使得我们更好的了解和利用它，同时尽最大努力提出改进。

三、正文

直流电动机的启动·制动的动态性能好，可以在很多快速调速的场合应用。在生产过程中，经常需要采取一些措施使电动机尽快停转，或者从某高速降到某低速运转，或者限制位能性负载在某一转速下稳定运转，这就是电动机的制动问题。实现制动有两种方法，机械制动和电磁制动。电磁制动是使电机在制动时使电机产生与其旋转方向相反的电磁转矩,其特点是制动转矩大,操作控制方便。直流电机的电磁制动类型有能耗制动、反接制动和回馈制动。

（一）、直流电动机的基本结构和工作原理

直流电动机可分为两部分：定子与转子。其中定子包括：主磁极，机座，换向极，电刷装置等。转子包括：电枢铁芯，电枢绕组，换向器，轴和风扇等。如下图所示：

+FinAB-（1）、定子

φNib ciadSφ F电动机模型

图1-1电动机模型

定子就是发动机中固定不动的部分，它主要由主磁极、机座和电刷装置组成。主磁极是由主磁极铁芯（极心和极掌）和励磁绕组组成，其作用是用来产生磁场。极心上放置励磁绕组，极掌的作用是使电动机空气隙中磁感应强度分配最为合理，并用来阻挡励磁绕组。主磁极用硅钢片叠成，固定在机座上。机座也是磁路 的一部分，常用铸钢制成。电刷是引入电流的装置，其位置固定不变。它与转动的交换器作滑动连接，将外加的直流电流引入电枢绕组中，使其转化为交流电流。

直流电动机的磁场是一个恒定不变的磁场，是由励志绕组中的直流电流形成的磁场方向和励磁电流的关系确定。在微型直流电动机中，也有用永久磁铁作磁极的。

（2）、转子

转子是电动机的转动部分，主要由电枢和换向器组成。电枢是电动机中产生感应电动势的部分，主要包括电枢铁芯和电枢饶组。电枢铁芯成圆柱形，由硅钢片叠成，表面冲有槽，槽中放电枢绕组。通有电流的电枢绕组在磁场中受到电磁力矩的作用，驱动转子旋转，起了能量转换的枢纽作用，故称“电枢”。

换向器又称整流子，是直流电动机的一种特殊装置。它是由楔形铜片叠成，片间用云母垫片绝缘。换向片嵌放在套筒上，用压圈固定后成为换向器再压装，在转轴上电枢绕组的导线按一定的规则焊接在换向片突出的叉口中。

在换向器表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接起来，并实现将外部直流电流转化为电枢绕组内的交流电流。

（二）、反接制动

反接制动可用两种方法实现，即转速反向（用于位能负载）与电枢反接（一般用于反抗性负载）。

（1）、转速反向的反接制动

他励直流电动机拖动位能性负载，如起重机下放重物时，若在电枢回路串入大电阻，致使电磁转矩小于负载转矩，这样电机将被制动减速，并被负载反拖进入第Ⅳ象限运行。

特点：RΩ较大，使TstTZ电枢电路的电压平衡方程式变为Ia(RaRΩ)U(Ea)UEa转速反向的反接制动特性方程式为nn0 RaRΩT<0(n为负）2CeCT 3

图1-2转速反向的反接制动电路图

转速反向的反接制动的机械特性曲线就是电动状态时电枢串电阻时的人为特性在第四象限的部分。

由曲线知，因TstTZ重物加速下放，直到D点TTZ时，获得稳速下放（一般nn0）

由于UEa可达到2UN,R必须较大，限制Ia，同时保证TstTZ，由Ia2(RaRΩ)UIaEaIa上式表明，UIa与EIa两者之和消耗在电枢电路的电阻RaRΩ 上。

（2）、电枢反接的反接制动

图1-3电枢反接的反接制动图

特点：U<0,RRaRΩ 机械特性：nn0RaRΩT 2CeCT电枢反接的反接制动机械特性是一条过-n0 的直线，在第二象限部分(BC段)。（n为正，T为负）

（三）、回馈制动

（1）、正向回馈制动

他励直流电动机通过降低电压来减速时，若电压下降幅度较大，会使得工作点经过第II象限，如图中的BC段，转速为正而电磁转矩为负，电动机运行于制动状态。在这一过程中，由于电源电压下降，使得Ea>U,电流方向改变，电能从电动机回馈到电源。

在电力机车下坡时，由于重力作用使得电动机转速高于原来的空载转速，Ea增大，超过U以后，电流也会反向，进入正向回馈制动状态。

(2)、反向回馈制动

他励电动机拖动势能性恒转矩负载运行。

反接电源电压并给电枢支路串入限流电阻。工作点将会稳定在第iv象限。在D点，电动机的转速高于理想空载转速，Ea>U，电流流向电源，属于反向回馈制动。

反向回馈制动常用于高速下放重物时限制电机转速。

（四）、能耗制动

（1）、制动方法制动和制动过程

直流电动机的制动方式有多种：能耗制动、反接制动和回馈制动。在此我们选择的研究方向是能耗制动。

直流电动机开始制动后，电动机的转速从稳态转速到零或反向一个转速值（下放重物的情况）的过程称为制动过程。对于电动机来讲，我们有时候希望它能迅速制动，停止下来，如在精密仪器的制动过程中，液晶显示屏幕的切割等等，但有的时候我们却希望电机能够慢慢地停下来，利用惯性来工作。于是，直流电动机能耗制动又分为迅速停机和下放重物两种方式。

（2）、能耗制动之迅速停机

1、迅速停机之机械特性

如图1-4所示，制动之前，转速n不为零，甚至相对较大，电动机平稳的运行。此时直流电动机的反电动势(E=Ce*Φ*n)存在甚至在某些场合很大，由于电枢电阻Ra较小，Ia=（U-E）／Ra。当我们开始制动瞬间，电动机系统因为惯性继续旋转，n的方向不变，由于磁场方向不变，故E的方向也不变。由于电源被瞬间切除，此时相对于之前正常运转状态，电流方向Ia改变，而磁场方向不变，使得T反向成为制动转矩。此时电动的转速就迅速下降至零（在T和TL的共同作用下）。当n=0时，E=0;Ia=0;制动转矩和负载转矩都消失，电动机自动停机。

图1-4迅速停机之机械特性图

2、迅速停机之状态分析

上述过程我们也可以用公式来说明，电动状态时，如图1-5:

图1-5能耗制动迅速停机电路图 n与T关系如下：

能耗制动时，如图1-6：

图1-6能耗制动迅速停机电路图

Ua=0，电枢回路中又增加制动电阻Rb.n与T关系如下：

n=-(Ra+Rb)*T/(CＥ*CT*Φ*Φ)

那么为什么要串入电阻Rb呢？如果没有Rb，在制动的瞬间，E的大小不变(E=Ce*Φ*n)，一般情况E的值较大，那么此时的电流将会很大，很可能超出电枢回路电流的最大允许值Iamax,所以我们一般在迅速停机制动的同时，也串入一个电阻，并且这个电阻值有要求：

Iab=E/(Ra+Rb)<= Iamax 式中，Ea=Eb，是工作于b点和a点时的电动势。由此求得: Rb>=Eb/Iamax-Ra

（3）、能耗制动之下放重物

1、下放重物之机械特性

如图1-7，如果电动机位能性很转矩负载。制动前，系统工作在机械特性1与负载特性3的交点a上，电动机以一定的速度提升重物。在需要稳定下放重物时，速度 不会突变，则由a点移动b点，此时电动机处于能耗制动状态，此时由b点移动到O点，这个过程与能耗制动的迅速停机过程情况一样。但此时电动机不会停止不动而是，在负载转矩的作用下，电动机反转，即反向启动，工作点开始在第四象限继续下移，此时n反向，Ia又回到正向，那么T依旧提供向上拉力，TL不变，则当下降速度越来越大，E（正向）也越来越大（E=Ce*Φ*n），Ia也越来越大，T也越来越大（T=CT*Φ*Ia），最终在c点处达到平衡。这是能耗制动下放重物的过程。

能耗制动运行与能耗制动过程相比，由于n反向，引起E反向，使得Ia与最初的上升时方向相同，T也同样。下图是能耗制动过程中，n>0，T<0;在能耗制动运行时，n<0,T>0的情况。

图1-7能耗制动迅速停机过程

2、下放重物之状态分析

能耗制动的运行过程也可以用公式来说明。如图1-8：

图1-8制动后的电路图

n与T关系如下：

n=-(Ra+Rb)*T/(CＥ*CT*Φ*Φ)当平衡的时候，如图1-9：

图1-9制动后的电路图

T=TL，则可以得出： n=(Ra+Rb)*TL /(CＥ*CT*Φ*Φ)

同样，能耗制动运行的效果与制动电阻Rb的大小有关，Rb小，特性2 的斜率小，转速小，下放重物慢(Rb在满足要求内)。那么在c点时： Ra+Rb=Ec/Iac= CＥ*CT*Φ*Φ*n/(TL-To)下放重物时，To和TL方向相反，与T方向相同，故T= TL-To.可见，若要以转速下放负载转矩为TL的重物时，制动电阻应为: Rb=Ce*CT*Φ*Φ*n/(TL-To)-Ra 如果我们忽略了To，则: Rb= CＥ*CT*Φ*Φ*n/TL-Ra.（五）、参数设定和计算

一台他励直流电动机，参数如下：PN = 5.6kW，UN=220V，IN=31A，nN=1000r/min，电枢电阻Ra = 0.4Ω，负载转矩TL=49，电枢电流不能超过额定电流的2倍，忽略空载转矩T0。

电动机拖动反抗性负载，采用能耗制动停车，电枢回路应串入的制动电阻最小值是多少？若采用电枢反接制动停车，电阻最小值是多少？

电枢串联电阻值：

CeNUNINRa0.208nN

电动状态的稳定转速：

nUNRaT1010r/min2CeNCeCTN

能耗制动电阻：

RbkEaRa2.99Ibk

电枢反接制动电阻：

RbkUNEaRa6.54Ibk

电动机拖动位能性恒转矩负载，要求以300r/min速度下放重物，采用倒拉反接制动运行，电枢回路应串入多大电阻？若采用能耗制动运行，电枢回路应串入多大电阻？

倒拉反接稳定制动时的电枢电流：

Ibk TL24.67CTN 倒拉反接制动电阻：

RbkUNEaRa11.05Ibk

能耗制动稳定运行时的电阻：

RbkCeNnRa2.13Ibk

想使电动机以n =-1200r/min速度，在反向回馈制动运行状态下，下放重物，电枢回路应串多大的电阻？若电枢回路不串电阻，在反向回馈后制动状态下，下放重物的转速是多少？

反向回馈制动运行时的电阻：

RbkUNEaRa0.8Ibk

反向回馈制动运行，不串电阻时的转速：

nUNIbkRa1105r/minCeN

四、总结

直流电动机的制动方式有多种，本文设计的研究方向重点是能耗制动，根据制动要求和条件的不同能耗制动又分为迅速停机和下放重物，并以他励直流电动机为例进行分析。

通过本次课程设计，我对所学的直流电机的工作原理及其调速方式有了进一步的认识，巩固了所学的理论知识。

本次课程设计提高了我分析问题和解决问题的能力，提高了我的团队意识。

五、参考文献

[1] 刘锦波.张承.电机与拖动[M].北京：清华大学出版社.2006 [2]王中鲜.MATLAB建模与仿真应用[M].北京：机械工业出版社.2010 [3]许晓峰.电机与拖动学习指导[M].北京：高等教育出版社.2010

教师评语及成绩评定：

指导教师签名： 年 月 日