【正文】 在這里非常感謝 閻老師的指導(dǎo)和幫助，并致以誠摯的謝意！ 同時感謝和我一個小組的同學(xué)，你們也給我很大的幫助和自信，謝謝所有關(guān)心我的同學(xué)和老師，在此我向你們致以真誠的謝意！ 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 23 參考文獻 [1]胡 新 晚 ， 雷 美 艷 . 從 節(jié) 能 的 觀 點 談 電 動 機 的 選 用 [J].電氣時 代 ， 2021(3). [2]周 希 章 .節(jié) 電 技 術(shù) 與 方 法 [M].北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社， 2021. [3]梁南丁 .風機水泵類負 載 電動機的高效節(jié)能運行 方 式 [J].機電 產(chǎn) 品開發(fā)與 創(chuàng) 新，2021， 19(3) [4]王 益 全 .電 動 機 原 理 與 實 用 技 術(shù) [M].北 京 ： 科 學(xué) 出 版社 ， 2021 [5]顧 繩 谷 .電 機 及 拖 動 基 礎(chǔ) [M].北 京 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社， 2021 [6]顧繩谷．電機及拖動基礎(chǔ)［下、上冊］．北京：機械工業(yè)出版社， 2021(8)． [7]閻治安 崔新藝 蘇少平． 電機學(xué)［第 2版］．北京：機械工業(yè)出版社， 2021(8)． [8]陳世坤．電機設(shè)計（第 2版）．北京：機械工業(yè)出版社， 2021(3)． [9]唐任遠．現(xiàn)代永磁電機 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)過程中要有嚴謹?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。 回收期 = 247。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)器將信號與壓力設(shè)定值進行比較運算后輸出控制信號，變頻器根據(jù)該信號輸出頻率，改變電動機的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)供氣壓力，保持壓力的恒定，使空壓機始終處于節(jié)電運行狀態(tài) . 同時，該方案可增加工頻與變頻切換功能，并保留原有的控制和保護系統(tǒng)，另外，采用該方案后，空壓機電機從靜止到旋轉(zhuǎn)工作可由變頻器來啟動，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。 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。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)風量； H——— 管網(wǎng)壓力； P——— 電機消耗功率； n——— 空壓機轉(zhuǎn)速。這種調(diào)節(jié)方法要造成很大的能量浪費。這一過程同樣是一個耗能過程。 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。minP 是最低壓力值，即能夠保證用戶正常工作的最低壓力。節(jié)能潛力相當大。尤其是能源的嚴重浪費。當壓力下降到設(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。當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。正常工作情況下，空氣被壓縮到儲氣罐。當壓力下降到設(shè)定值下限時，空壓機打開進氣閥，小型空壓機則又啟動。一期 2臺水泵節(jié)省 112464 元。一期 2臺水泵節(jié)省 78408 元。 一期熱水循環(huán)泵是 3備兩用，額定電流 ，額定功率 ，額定 cos ?為 ，運行電流約為 28A。 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%，負荷率 41%，則平均運行負荷為； 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。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。 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。進相機補償分旋轉(zhuǎn)式和靜止式 2 種，由于旋轉(zhuǎn)式進相機結(jié)構(gòu)上的缺陷，目前逐步被靜止式進相機所代替。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。因此水泥企業(yè)的窯尾排風機高壓繞線電動機最適宜液體調(diào)速改造。運行功率由 340kW 降為 286kW，節(jié)電達 16%。該設(shè)備采用強制冷卻的方法由循環(huán)水裝置來降低在調(diào)速過程中液體電阻因通電發(fā)熱所升高的溫度，有效地解決了以前熱容量不夠容易引起開鍋的現(xiàn)象。 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。 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。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。其特點是啟動電流小，對電網(wǎng) 無沖擊，熱容量大，可連續(xù)啟動 510 次，維護方便，使用可靠。 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。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。海螺集團回轉(zhuǎn)窯風機上己有應(yīng)用 ，啟動電流為 。熱變電阻器由具有負溫度系數(shù)的電阻材料制成，電阻器串于電動機定子回路，當電動機啟動、電阻體通過啟動電流時，其溫度升高，而阻值隨之減小，從而使電動機端電壓逐步升高，啟動轉(zhuǎn)矩逐步增加，以實現(xiàn)電動機的平穩(wěn)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)。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。此類電動機可以用電動機軟啟動器啟動。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 14 (2)采用磁性槽泥代替原來的槽楔，用磁性槽泥進行電動機節(jié)能改造后，可降低電動機的鐵芯損耗和附加損耗，提高效率，雖然啟動轉(zhuǎn)矩會下降 10%20%，但很適應(yīng)空載或輕載啟動的電動機改造。 老式電動機的節(jié)能改造 (1)更換電動機的外風扇， 將電動機的外風扇改為節(jié)能型，對于不同型號的電動機，有對應(yīng)的節(jié)能型風扇產(chǎn)品可供選用。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)一般負載率保持在 60%一 100%較為理想。 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：負載率在 70%100%之間為經(jīng)濟運行區(qū)；負載率在 40%70%之間為一般運行區(qū)；負載率在 40%以下為非經(jīng)濟運行區(qū)。 同步電動機能提高企業(yè)電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低供電線路損耗，但控制系統(tǒng)繁雜，價格較高。對于年運行時間大于 3000h，負載率大于 50%的場合，應(yīng)選擇 YX 系列高效率的三相異步電動機。因此用 Y 系列電動機 取代舊式電動機勢在必行。其優(yōu)點是效率高、節(jié)能、啟動性能好。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 13 第 5 章 三相異步電機節(jié)能分析與應(yīng)用實例 電動機的合理選型和節(jié)能改造 選用節(jié)能型電動機： Y 系列 電動機是全國統(tǒng)一設(shè)計的新系列產(chǎn)品 ,是國內(nèi)目前較先進的三相異步電動機。 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。 “小馬拉大車” 會損害電動機。 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?？稍谪摵珊苄』驊敉怆妱訖C在冬季時停用冷風扇，有利于降低能耗。 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，以便節(jié)能電能。 降低風磨損耗： 降低風磨損耗：合理的軸承結(jié)構(gòu)和滑設(shè)計； 降低通風損耗： （ 1）提高熱傳導(dǎo)效率； （ 2）提高自然對流散熱能力，減小通風量需求； （ 3）提高冷卻的熱交換效率； （ 4）提高冷卻風扇的效率。 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。 pcu2：轉(zhuǎn)子繞組銅損； pmec ：雜散損耗；pad：機械摩擦損耗。 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。（ 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載或過負載狀態(tài)下需要更新 電動機時。 (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 。此 外 ，由于調(diào) 速 方法與負載 的 性質(zhì)、大 小 配 合不好， 轉(zhuǎn) 速控制不 當 ，也使得調(diào) 速過程中的 損 耗增大 。 負荷調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)速控制不當 在 調(diào)節(jié) 風 機的風量與水泵的流量 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