交流異步電機(jī)軟起動(dòng)及優(yōu)化節(jié)能控制技術(shù)(編輯修改稿)
2025-08-09 21:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 動(dòng)器的適用場合 (1) 生產(chǎn)設(shè)備精密，不允許起動(dòng)沖擊，否則會(huì)造成生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品不良后果的場合； (2) 電動(dòng)機(jī)功率較大，若直接起動(dòng)，要求主變壓器容量加大的場合； (3) 對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)要求嚴(yán)格，對(duì)壓降要求≤10% UN的供電系統(tǒng)； (4) 對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不高，可進(jìn)行空載或輕載起動(dòng)的設(shè)備。 嚴(yán)格地講，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)當(dāng)小于額定轉(zhuǎn)矩50%的拖動(dòng)系統(tǒng)，才適合使用軟起動(dòng)器解決起動(dòng)沖擊問題。對(duì)于需重載或滿載起動(dòng)的設(shè)備，若采用軟起動(dòng)器起動(dòng)，不但達(dá)不到減小起動(dòng)電流的目的，反而會(huì)要求增加軟起動(dòng)器晶閘管的容量，增加成本；若操作不當(dāng)，還有可能燒毀晶閘管。此時(shí)只能采用變頻軟起動(dòng)。因?yàn)檐浧饎?dòng)器調(diào)壓不調(diào)頻，轉(zhuǎn)差功率始終存在，難免過大的起動(dòng)電流；而變頻器采用調(diào)頻調(diào)壓方式，可實(shí)現(xiàn)無過流軟起動(dòng)，~2倍額定轉(zhuǎn)矩的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，特別適用于重載起動(dòng)的設(shè)備。但是變頻器的價(jià)格就要比軟起動(dòng)器的價(jià)格高得多了。3 異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和優(yōu)化節(jié)電控制技術(shù) 異步電動(dòng)機(jī)降壓節(jié)電技術(shù)概述 對(duì)于滿載或重載運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，降低其端電壓將會(huì)造成嚴(yán)重后果，隨著端電壓的降低，電動(dòng)機(jī)的磁通和電動(dòng)勢(shì)隨之減小，鐵耗無疑將下降。但與此同時(shí)，隨電壓平方變化的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩也迅速下降而小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)只能依靠增大轉(zhuǎn)差率，提高電磁轉(zhuǎn)矩以達(dá)到與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡的狀態(tài)。轉(zhuǎn)差率的增大，引起轉(zhuǎn)子電流增大，同時(shí)引起定子和轉(zhuǎn)子電壓間的相角增大，導(dǎo)致定子電流增大，從而使定子和轉(zhuǎn)子銅耗增加值大大超過鐵耗的下降值，這時(shí)電動(dòng)機(jī)繞組溫升將會(huì)增高，效率將會(huì)下降，甚至發(fā)生電動(dòng)機(jī)燒毀事故。因而，一般規(guī)程都規(guī)定了電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)電壓變化范圍不得超過額定電壓的95%~110%。 然而對(duì)于輕載運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，情況就截然不同，使供電電壓適當(dāng)降低，在經(jīng)濟(jì)上是有利的。這是因?yàn)樵谳p載運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)差率大大小于額定值，轉(zhuǎn)子電流并不大，在降壓運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子電流增加的數(shù)值有限。而另一方面，卻由于電壓的降低，使空載電流和鐵損大幅減少。在這種情況下，電動(dòng)機(jī)的總損耗就可降低，定子溫升，運(yùn)行效率和功率因數(shù)同時(shí)得到改善。由此可見，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性與電動(dòng)機(jī)負(fù)載率同運(yùn)行電壓是否合理匹配關(guān)系極大。理論分析表明電動(dòng)機(jī)的力能指標(biāo)（運(yùn)行效率與功率因數(shù)）與其端電壓之間存在如下的數(shù)量關(guān)系[2]：……………………………………（1）…………………………………………………（2）SN和S—電動(dòng)機(jī)額定工況和降壓運(yùn)行的轉(zhuǎn)差率；和 —電動(dòng)機(jī)額定工況和降壓運(yùn)行的功率因數(shù)；ηN和η—電動(dòng)機(jī)額定工況和降壓運(yùn)行的效率；KU—電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓系數(shù)，KU=U/UN；UN和U—電動(dòng)機(jī)額定電壓和降壓運(yùn)行時(shí)的實(shí)際電壓；K1—電動(dòng)機(jī)的空載電流系數(shù)，K1=Io/IN；IN和Io一電動(dòng)機(jī)的額定電流和空載電流。 從式（2）不難看出：并不是所有的降壓行為都能達(dá)到節(jié)電的目的，只有當(dāng)電壓降低程度大于轉(zhuǎn)差率及功率因數(shù)上升程度時(shí)，才能使運(yùn)行效率提高。實(shí)際上，電動(dòng)機(jī)效率隨電壓降低而變化的關(guān)系呈馬鞍形曲線，對(duì)應(yīng)于每一個(gè)輸出功率（或負(fù)載系數(shù)），必然存在一個(gè)最佳調(diào)壓系數(shù)Kum，當(dāng)Ku=Kum時(shí)，電動(dòng)機(jī)的損耗最低，效率最高。Kum稱為電動(dòng)機(jī)的最佳電壓調(diào)節(jié)系數(shù)。不同負(fù)載下最佳電壓調(diào)節(jié)系數(shù)Kum可按電動(dòng)機(jī)的負(fù)載系數(shù)β由下式確定[1]：……………………………………………………（3）式中： —電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的有功損耗（kW）； Po—電動(dòng)機(jī)的空載損耗（kW）；K—計(jì)算系數(shù)，K=（PoPfw）/ΣPN； Pfw—電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗（kW）； β—電動(dòng)機(jī)的負(fù)載系數(shù)，β=P2/PN100% P2—電動(dòng)機(jī)的輸出功率； PN—電動(dòng)機(jī)的額定功率。文獻(xiàn)[1]給出了輕載電動(dòng)機(jī)采用降壓節(jié)電措施后，節(jié)約電能的計(jì)算公式為：節(jié)約的有功功率 ………………………………………（4）節(jié)約的無功功率： …………………………………………（5）節(jié)約的電能：…………………………………………………（6）式中：QN—電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)的無功功率（Kvar）； Qo—電動(dòng)機(jī)的空載無功功率（Kvar）； KQ—無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，當(dāng)電動(dòng)機(jī)直連電機(jī)母線KQ=~，二次變壓取KQ=~，三次變壓取KQ=~； Tec—電動(dòng)機(jī)年運(yùn)行時(shí)間（h）。 優(yōu)
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