【正文】 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 21 總結(jié) 通過對三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與原理的分析，本論文 圍繞 對 三相異步電動機有效節(jié)能，通過變頻調(diào)速，無功損耗，電動機的選擇等方法來闡述了三相異步電動機的節(jié)能巨大潛力，在研究中運用了計算和實例來證明三相異步電動機的節(jié)能效果和結(jié)果，基本完成了課題的研究，但仍是處于理論當(dāng)中，要把理論向?qū)嶋H運用中轉(zhuǎn)換還有很大的差距。 由上式可知，當(dāng)電機轉(zhuǎn)速降至額定轉(zhuǎn)速的 80%，則空壓機供給管網(wǎng)風(fēng)量降為 80%，管網(wǎng)壓力降為（ 80%） 2，電機消耗功率則降為（ 80%） 3，即 %，去除電機機械損耗和電機銅、鐵損耗等影響，節(jié)能效率也接近 40%，這就是調(diào)速節(jié)能的原理所在。一般情況下， minP 、maxP 之間關(guān)系可以用下式來表示： C maxP =（ 1+δ） minP 是一個百分?jǐn)?shù)，其數(shù)值大致在 10%～ 25%之 間。此時用氣單位繼續(xù)用氣。 二期熱水泵額定電流： ，額定功率 37kW，額定 cos ? 為 ，運行電流約為 52A 則 P=√3IUcosφ= 52≈27(kW) 上變頻后熱水循環(huán)泵運行電流為 30A，頻率 38Hz 即 76%，變頻器效率為 96%，負(fù)荷率為 η ， η=λ （ n1/n2） 2/= （ ） 2/≈70% 則平均運行負(fù)荷為； 70%≈ ，年經(jīng)濟效益為循環(huán)泵年節(jié)電量：()24330=112464(kWh) ，平均電費是 元 / kWh，即循環(huán)泵一年可以節(jié)省 112464=56323 元。 實際應(yīng)用計算 煤氣循環(huán)水泵與豎爐熱水泵 節(jié)能的分析 （ 1） 煤氣生產(chǎn)過程中，需要循環(huán)水對煤氣進行洗滌冷卻。廣東肇慶小湘水泥有限公司一分廠制成 355kW 排風(fēng)機電動機使用了 l 臺 YQT500型液體調(diào)速器，投入前一次運行電流平均為 36A，投人后平均電流為 26A，節(jié)電率達(dá) 28%。該啟動器是利用頻敏變 阻器的原理，利用貼磁性材料的頻感特性研制而成，安裝在電動機轉(zhuǎn)軸原來裝集電環(huán)的位置，與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，省去了電動機的輔助啟動裝置。與用電抗器相比，電流下降了 28%，電網(wǎng)壓降由 8%降到了 5%。電動機軟啟動器是采用大功率晶閘管模塊作為主回路的開關(guān)元件，通過控制它的導(dǎo)通角以實現(xiàn)軟特性的電壓爬升。若電動機容量選得過大，雖然能保證設(shè)備的正常運行，但不僅增加了投資，而且它的效率和功率因數(shù)也都很低，造成電力的浪費。而目前國內(nèi)許多老水泥企業(yè)仍大量采用 JO2 系列電動機 ,相比來說 Y 系列比 JO2 系列電動機效率提高了 0?413%。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 12 更換 “大馬拉小車”電動機，電動機“大馬拉小車”除了浪費電能外，極易造成設(shè)備損壞。 降低雜散損耗： （ 1）合理設(shè)計齒槽關(guān)系和氣隙； （ 2）可靠的制造工藝減少磁場琦變。 電動機的選用 下 列情況下應(yīng)該考慮選用高效電動機。 電機電源電壓不對稱或電壓過低 由于三相四線制低壓供電系統(tǒng)單相負(fù)荷的不平衡，使得電動機的三相電壓不對稱，電機產(chǎn)生負(fù)序轉(zhuǎn)矩，增大電機運行 中的損耗。工業(yè)電價按 元 /()計算，每年可節(jié)約生產(chǎn)成本約為 萬元。 空壓機電機參數(shù) :功率為 185kW，轉(zhuǎn)速為 1480r/m，額定電流 405A，功率因數(shù)為 。在加壓過程中，一定要向外界釋放更多的熱量，從而導(dǎo)致電能損失。當(dāng)系統(tǒng)壓力變小后，進氣閥突然打開加載，會對供電電網(wǎng)和空壓機設(shè)備造成很大的沖擊，也增加了設(shè)備的機械磨損。風(fēng)機、水泵之類的需要調(diào)速的地方用變頻器，節(jié)能效果特別好。 因此，異步電動機的變頻調(diào)速必須按照一定的規(guī)律同時改變其定子電壓和頻率，即必須通過變頻器獲得電壓和頻率均可調(diào)節(jié)的供電電源。電壓型變頻器由于在變頻器的直流環(huán)節(jié)采用了電容元件而得名，其特點是不能進行四象限運行，當(dāng)負(fù)載電動機需要制動時，需要另行安裝制動電路 。小型籠型電動機采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組，對于 100KW 以上的電動機采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。 端蓋主要起固定轉(zhuǎn)子，支撐和防護作用。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 第 2 章 三相異步電動機的構(gòu)造及 工作 原理 造 三相異步電動機主要有由定子和轉(zhuǎn)子 兩大部分 組成。 對于非滿載的運行的情況下的電動機，節(jié)能的關(guān) 鍵在于采取必要地措施提高其運行的效率，改善功率因數(shù)。基于這方面的考慮。 三相異步電機節(jié)能目的及意義 現(xiàn)代社會中 ， 三相異步電動機成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn) 中 的主要動力設(shè)備 。然而現(xiàn)有的不可再生資源已經(jīng)被人類過度消耗。 關(guān)鍵字： 三相異步電動機 。變頻器 。 我國的能源政策是注重能源資源節(jié)約和合理利用。 統(tǒng)計表明世界各國電動機的用電量 約 占發(fā)電 總 量的 60%， 我國正處于經(jīng)濟高速發(fā)展期 ,電動機的用電量占全國總發(fā)電量的 60%以上 。我們要更努力著手于用電設(shè)備的節(jié)能研究。利用調(diào)壓的方法 , 可以根據(jù)電動機的負(fù)載率來不斷的降壓電動機的端電壓 , 使其運行處于高效率的狀態(tài) 。 定子主要由 三相繞組， 鐵心，機座，端蓋組成。 轉(zhuǎn)子主要由鐵心和繞組組成。鼠籠轉(zhuǎn)子分為：阻抗型轉(zhuǎn)子、單鼠 籠型轉(zhuǎn)子、雙鼠籠型轉(zhuǎn)子、深槽式轉(zhuǎn)子幾種，起動轉(zhuǎn)矩 等特性各有不同 。功率較大時，輸出還需要增設(shè)正弦波濾波器。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 6 變頻器節(jié)能原理 變頻節(jié)能 由流體力學(xué)可知， P（功率） =Q（流量） ? H（壓力），流量 Q與轉(zhuǎn)速 N的一次方成正比，壓力 H與轉(zhuǎn)速 N的平方成正比，功率 P與轉(zhuǎn)速 N的立方成正比，如果水泵的效率一定，當(dāng)要求調(diào)節(jié)流量下降時，轉(zhuǎn)速 N可成比例的下降，而此時軸輸出功率 P成立方關(guān)系下降。變頻器具有節(jié)電功能，前提條件是： 大功率并且為風(fēng)機 /泵類負(fù)載； 裝置本身具有節(jié)電功能（軟件支持）； 長期連續(xù)運行。 螺桿式空氣壓縮機的工作原理和能耗分析 螺桿式空壓機由一對相互平行嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子 (或稱螺桿 )在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化，空氣沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè)，實現(xiàn)螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。另一方面，大于氣動元件所需要的壓力的壓縮空氣在進入氣動元件前，其壓力一般需要經(jīng)過減壓閥減壓，這一過程同樣是一個釋放能量的過程。變頻器功率為 200kW。 利用變頻器 +PLC 的控制模式實現(xiàn)了螺桿式空氣壓縮機的節(jié)能運行，同時空壓機電機從靜止到旋轉(zhuǎn)工作由變頻器來啟動，實現(xiàn)了軟啟動，避免了啟動沖擊電流和啟動給空壓機帶來的機械沖擊，降低了原系統(tǒng)噪音，減少了設(shè)備維 修最等，該控制模式具有實用價值。另外電網(wǎng)電壓長期偏低，使得正常工作的電機電流偏大，因而損耗增大。（ 1）在新上項目需要新的電動機時；（ 2）舊電動機損壞或電動機需要進行重繞時 ； （ 3）在電動機長期運行于低負(fù)載或過負(fù)載狀態(tài)下需要更新 電動機時。 降低風(fēng)磨損耗： 降低風(fēng)磨損耗：合理的軸承結(jié)構(gòu)和滑設(shè)計； 降低通風(fēng)損耗： （ 1）提高熱傳導(dǎo)效率； （ 2）提高自然對流散熱能力，減小通風(fēng)量需求； （ 3）提高冷卻的熱交換效率； （ 4）提高冷卻風(fēng)扇的效率。 “小馬拉大車” 會損害電動機。因此用 Y 系列電動機 取代舊式電動機勢在必行。因此考慮到既能滿足水泥廠設(shè)備運行需要，又能使其盡可能地提高效率，水泥企業(yè)一般負(fù)載率保持在 60%一 100%較為理想。它具有對電網(wǎng)無過大沖擊，對機械傳動系統(tǒng)（齒輪及軸連接器）震動小，啟動轉(zhuǎn)矩平滑穩(wěn)定等諸多優(yōu)點。這說明在啟動過程中有一定的節(jié)能效果，延長了電動機的使用壽命，減少了對機械設(shè)備的沖擊。 變頻調(diào)速 變頻調(diào)速結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠，調(diào)速精度高，啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍廣，節(jié)能顯著。因此水泥企業(yè)的窯尾排風(fēng)機高壓繞線電動機最適宜液體調(diào)速改造。循環(huán)水泵是煤氣生產(chǎn)工藝中的重要設(shè)備，循環(huán)水泵不能調(diào)速，利用出口閥門來控制水流量和管網(wǎng)壓力，由于循環(huán)水泵的選擇是按最大負(fù)荷情況來選型，而 在實際運行中循環(huán)水泵留有較大的余量，冷卻水的流量與壓力是通過冷卻水循環(huán)泵出、入口聯(lián)絡(luò)管上的調(diào)節(jié)閥來進行調(diào)節(jié)，從而造成 電動機運行效率較低，造成電能浪費，為降低生產(chǎn)成本，因此 對煤氣循環(huán)水泵進行變頻調(diào)速節(jié)能改造，以解決能源浪費問題。一期 2臺水泵節(jié)省 112464 元。當(dāng)壓力下降到設(shè)定值下限時，油壓分路閥關(guān)閉循環(huán)管路，打開空氣進口，空氣又由過濾器經(jīng)壓縮到儲氣罐中。 而若采用變頻調(diào)速技術(shù)可連續(xù)調(diào)節(jié)供氣量的話，則可將管網(wǎng)壓力始終 維持在能滿足供氣壓力上，即 minP 附近。 恒壓供氣控制方案的設(shè)計 應(yīng)用 變頻調(diào)速技術(shù)進行恒壓供氣。 由于自己的能力有限， 在有些方面闡述的也不是很到位，但我通過這次畢業(yè)設(shè)計 ，我更加深刻的理論以實際聯(lián)系的重要性，在學(xué)習(xí)過程中要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度很向上的進取心，這樣才能不斷提高自己，通過這次畢業(yè)設(shè)計我也認(rèn)識到了自己的不足，促使我以后后會更加努力。 以一臺 55KW、 380V空壓機為例： 每天工作 24 小時，全年運行 320 天，電費為 元 /度，電機工作效率 80%，節(jié)電效果按 20%計算： 投資費用： 元 /臺 年節(jié)省電費 =55KW24 小時 /天 320 天 /年 元 /度 80%電機工作效率 20%節(jié)電效果 = 元。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。minP 是最低壓力值，即能夠保證用戶正常工作的最低壓力。當(dāng)空壓機出口壓力達(dá)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。一期 2臺水泵節(jié)省 78408 元。 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。運行功率由 340kW 降為 286kW，節(jié)電達(dá) 16%。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。海螺集團回轉(zhuǎn)窯風(fēng)機上己有應(yīng)用 ，啟動電流為 。此類電動機可以用電動機軟啟動器啟動。 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)。其優(yōu)點是效率高、節(jié)能、啟動性能好。 采油其他連續(xù)調(diào)速運行方式，如使用調(diào)速