【正文】 的顯示三相異步電動機的節(jié)能效果。節(jié)能 II ABSTRACT Discusses the threephase Asynchronous Motor, several methods, including the rational selection and use of the motor to ensure the quality and the motor in place of the supply voltage reactive power pensation. Discusses the analysis and utilization of the inverter energyefficient fans and pressors, can significantly improve the efficiency of the threephase asynchronous motor. The appropriate use of these methods can improve the efficiency and power factor when the motor is running, energyefficient puting through the use of these methods to display the energy saving effect of the threephase asynchronous motor. Keywords:threephaseasynchronous motor。人類社會要發(fā)展，必須建筑在大量消耗能源的基礎(chǔ)上。堅決實行開發(fā)和節(jié)約并舉，把節(jié)約放在首位的方針。電動機是電能消耗的最大用戶，也是節(jié)電潛力最大的用戶。目前我國相當(dāng) 多的異步電機及其拖動系統(tǒng)處于非 經(jīng)濟運行狀態(tài)，白白浪費大量的電能 ，極大 地 影響著企業(yè)發(fā)展及經(jīng)濟效益。面對不可再生的一次能源，如 石油 、 煤 、 天然 氣等資源的枯竭，全世界對于節(jié)能的呼聲越來越高。當(dāng)電動機的額定負(fù)載附近運行的時候，其效率的功率因數(shù)都較高；但當(dāng) 負(fù)載率較低時候，其功率因數(shù)和功率都急驟降低。實際運行中的電機，由于產(chǎn)品容量的不連續(xù)性，安全系數(shù)過高的選擇等，經(jīng)常處于負(fù)載，甚至輕載，使電動機功率因數(shù)較小，效率很低，電能的浪費十分嚴(yán)重。 全國有上百億元的電動機市場 , 而且每年還在以 20%的速度增加 。 因而研究 三相異步電動機的節(jié)能技術(shù)是非常迫切和必要的 ， 開發(fā)帶有節(jié)能的產(chǎn)品勢在必行 。三相繞組 由三個在空間互隔 120176。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護式電機的機 座兩端端蓋開有通風(fēng)孔，使電動機內(nèi)外的空氣可直接對流，以利于散熱。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內(nèi)圓來沖制轉(zhuǎn)子鐵心。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個繞組的外形像一個鼠籠，故稱籠型繞組。 當(dāng) 電動機的三相定子繞組（各相差 120 度電角度），通入三相對稱 交流電 后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割 轉(zhuǎn)子繞組 ，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電 機 轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)，并且電機旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。另外，由于電網(wǎng)側(cè)采用可控硅移相整流，故輸入電流諧波較大，容量大時對電網(wǎng)會有一定的影響。 變頻器的工作原理 三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式為 1 60(1 ) (1 )fn n s sp? ? ? ? 式中 1n —— 同步轉(zhuǎn)速； f —— 電源頻率，單位為 Hz； p —— 極對數(shù)； s ——轉(zhuǎn)差率。 從公式可知，對 1E 和 1f 進行適當(dāng)控制即可維持磁通量不變。通過我的計算 :一臺水泵電機功率為 55KW，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到原轉(zhuǎn)速的 4/5時，其耗電量為 ，省電 ％，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到原轉(zhuǎn)速的 1/2時，其耗電量為 ，省電 ％ . 功率因數(shù)補償節(jié)能 無 功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無功電能消耗在線路當(dāng)中，設(shè)備使用效率低下，浪費嚴(yán)重，由公式 c os , = si nP S Q S??? ? ?，其中 S－視在功率， P－有功功率， Q－無功功率， cos ? －功率因數(shù)，可知 cos ? 越大，有功功率 P越大 ，普通水泵電機的功率因數(shù)在 ，使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用， cos ? ≈1，從而減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。 變頻器 節(jié) 能應(yīng)用的場合 變 頻器 在有的地方有 節(jié)能 效果，有的地方可能沒有。變頻器節(jié)能最為明顯的是在風(fēng)機水泵行業(yè)應(yīng)用，因風(fēng)機水泵的消耗功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，所以當(dāng) 外界用風(fēng) /水量不西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 7 高時，使用變頻會自動將轉(zhuǎn)速降低，則節(jié)能效果明顯。卸載后空壓機沒有進氣，但電機依然維持在工頻運轉(zhuǎn)，造成電能的浪費 。 傳統(tǒng)的加載和卸載控制方式使得壓縮空氣的壓力在 minP ~ maxP 之間來回變化。在壓力值達到最小后，檢測元件檢測到壓力低信號，這時控制元件會打開進氣閥門，空壓機對氣體做功，氣壓會持續(xù)上升直到最大壓力值。 當(dāng)壓力達到壓力最大值時，空壓機通過關(guān)閉進氣閥使電機處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)的方法來降壓卸載。 變頻器 和 PLC 的控制模式和節(jié)能效益 采用變頻凋速控制時，就把管網(wǎng)壓力作為控制對象，壓力變送器 YB 將儲氣罐的壓力 P 轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘査徒o PLC 的 PID 調(diào)節(jié)器，與壓力設(shè)定值 P0 作比較，并根據(jù)差值的大小按既定的 PID 控 制模式進行運算，產(chǎn)生控制信號送變頻器，通過變頻器控制電機的工作頻率與轉(zhuǎn)速，從而使實際壓力 P 始終接近設(shè)定壓力P0。加載時電機電流大約為額定電流的 倍，關(guān)閉閥門電機電流約為額定電流的 倍。如果按照每年正常供氣 350 天計算 (只在檢修時間停機 )，年節(jié)約電能為 。雖經(jīng)歷年改造，但目前我國的少數(shù)企業(yè)還在使用這類電機，如風(fēng)機、水泵、車床等使用的 主機 。如現(xiàn)在我國風(fēng)機的平均運行效率為 60%，水泵的平均運行效率只有 51%。 負(fù)荷調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)速控制不當(dāng) 在 調(diào)節(jié) 風(fēng) 機的風(fēng)量與水泵的流量 等 方面，還 有 些 場合是采 用 擋板或閥 門 來調(diào)節(jié)，使 得 截流功率 損 耗 大。 (2)采 用較 大 截面 的 銅導(dǎo) 線 ，縮 短 繞 組 端部 長 度 ， 增 大 電機的滿 槽 率，達到 減小導(dǎo)線電 阻 與定 子 電 流 、降低定子銅損的目的 。 P2：電動機機械輸出功率（ kW）； p1：電動機從電網(wǎng)或供電裝置中吸收的電功率； △ p： 電動機在能量轉(zhuǎn)換中的損耗功率（ kW）； 因此，電動機節(jié)能的關(guān)鍵是如何減小電動機在能量轉(zhuǎn)換中的損耗功率 △ p。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 11 降低發(fā)熱損耗： （ 1）優(yōu)化電機內(nèi)電與磁的合理匹配； （ 2）選用優(yōu)質(zhì)的繞組材料； （ 3）選用損耗與磁性能匹配合理的鐵芯材料； （ 4）有效增大銅面積。 電動機的節(jié)能方法 和節(jié)能措施 新購電動機，應(yīng)首先考慮選用高效節(jié)能電動機，然后再按需考慮其他性能指標(biāo)，以便節(jié)能電能。 采油其他連續(xù)調(diào)速運行方式，如使用調(diào)速器、變極電動機、電磁耦合調(diào)速器、變頻調(diào)速裝置等。 合理安裝并聯(lián)低壓電容器進行無功補償，有效地提高功率因數(shù)，減少無功損耗，節(jié)約電能。其優(yōu)點是效率高、節(jié)能、啟動性能好。對于年運行時間大于 3000h，負(fù)載率大于 50%的場合，應(yīng)選擇 YX 系列高效率的三相異步電動機。 合理選用電動機的額定容量： 國家三相 異步電動機 3 個運行區(qū)域作了如下規(guī)定：負(fù)載率在 70%100%之間為經(jīng)濟運行區(qū)；負(fù)載率在 40%70%之間為一般運行區(qū)；負(fù)載率在 40%以下為非經(jīng)濟運行區(qū)。 老式電動機的節(jié)能改造 (1)更換電動機的外風(fēng)扇， 將電動機的外風(fēng)扇改為節(jié)能型，對于不同型號的電動機，有對應(yīng)的節(jié)能型風(fēng)扇產(chǎn)品可供選用。此類電動機可以用電動機軟啟動器啟動。 高壓籠型電動機 傳 統(tǒng)的啟動方式多選用電抗器、自耦變壓器等，但這些啟動設(shè)備都不能很好地滿足啟動要求，很難獲得理想的啟動參數(shù)。海螺集團回轉(zhuǎn)窯風(fēng)機上己有應(yīng)用 ，啟動電流為 。 大型繞線型電動機 目前較為成熟的方式是采用液體變阻啟動器。其一次啟動電流限制在 之間，適合于 11600kW 的高低壓繞線型電動機。 繞線式電動機液體調(diào)速 對于一些調(diào)速精度要求不高，調(diào)速范圍要求不寬，并且不頻繁調(diào)速的繞線式電動機，如風(fēng)機、水泵等設(shè)備的大中型繞線式異步電動機采用液體調(diào)速效果顯著。運行功率由 340kW 降為 286kW，節(jié)電達 16%。在 35 臺 37kW 以上的籠型低壓電動機上進行了并聯(lián)電容器補償，每年節(jié)電 17 萬 kWh。 應(yīng)注意的問題 經(jīng)常 停機的電動機，年利用率很低的電動機，多速電動機，經(jīng)常反復(fù)開停、點動或堵轉(zhuǎn)的電動機和雙向轉(zhuǎn)動或反接制動的電動機，不宜進行就地補償。 則沒上變頻器前 ? ?1 3 c o s 3 3 8 0 7 0 0 .8 5 3 9 k WP U I ?? ? ? ? ? ?， 上變頻器后循環(huán)泵運行電流為 57A，頻率 38Hz 即 76%，變頻器效率為 96%，負(fù)荷率 41%，則平均運行負(fù)荷為； 55 kW X41%= kW，年經(jīng)濟效益為循環(huán)泵年節(jié)電量： ()24330=130680(kWh) ，平均電費是 元 /kWh，即循環(huán)泵一年可以節(jié)省 130680=65340 元。一期 2臺水泵節(jié)省 78408 元。當(dāng)壓力下降到設(shè)定值下限時，空壓機打開進氣閥，小型空壓機則又啟動。當(dāng)空壓機出口壓力達到設(shè)定值上限時，通過油壓分路閥關(guān)閉進氣口，同時打開內(nèi)循環(huán)管路，作自循環(huán)運行。尤其是能源的嚴(yán)重浪費。minP 是最低壓力值，即能夠保證用戶正常工作的最低壓力。這一過程同樣是一個耗能過程。根據(jù)空壓機運行特性知： Q1 / Q2 = n1 / n2 H1 / H2 =（ n1 / n2） 2 P1 / P2 =（ n1 / n2） 3 式中 Q——— 空壓機供給管網(wǎng)風(fēng)量； H——— 管網(wǎng)壓力； P——— 電機消耗功率； n——— 空壓機轉(zhuǎn)速。本系統(tǒng)采用壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)方式，在原來的壓力儲氣罐上加裝一個壓力傳感器，將壓力信號轉(zhuǎn)換成 420mA的電信號，送到變頻器內(nèi)部的 PID 調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器將信號與壓