电动机节电技术的研究
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垫丛生鱼塑 ！ ！ ！ 竺 ！ ！！！ 墨 圆 电动机节电技术的研究 张晶 （大连海洋大学应用技术学院，辽宁 大连 １１６３００） 摘要：针对电动机目前存在的几个问题，简单分析了电动机在轻载运行时降压节电原理，重点对其节电技术措施进行了探讨。 关键词：电动机；节电；技术 中图分类号：ＴＭ３０６文献标识码：Ａ文章编号：１００３—５１６８（２０１４）１９－００８７－０１ １电动机使用中浪费电能的主要原因 １．１设备陈旧、老化。如我国Ｊ２、ＪＯ２系列及其派生电动机 在一些用户中还大量存在，这些电动机采用Ｅ级绝缘，体积大， 启动性能较差，效率较低。 １．２电源电压过低或不对称。由于变电所供电半径过大， 供电线路中电压损耗加大，电网电压长期低于额定值，使得电动 机的工作电流偏大，造成电动机损耗增大。同时由于低压供电系 统中三相四线制的ｊ相负荷分配不均，二三相电压不对称，造成电 动机产生了负序转矩，增大了电动机的损耗。 １．３运行不当、负载率过低。电动机没有按照经济运行标 准科学合理使用，而且管理不善，电动机维护、维修不及时，造成 了电动机的电能大量损失。另外，电动机的额定功率（容量）应按 照负载设备的实际需要通过计算和校验来确定，“大马拉小车”， 负载率过低，使得电动机的运行效率过低，造成了电能的浪费。 ２电动机在轻载运行时的降压节电原理分析 电动机在额定运行时．随着电源电压的降低，不变损耗即 铁损耗将会降低，而电动机的电磁转矩也随电压成平方地迅速 降低 为了稳定运行，要增大电动机的转差率，这必然引起转子 电流、定子电流增大，定、转子铜耗即可变损耗的增加值超过不 变损耗的下降值，电动机的效率降低。在轻载运行时，由电动机 负载转矩公式：Ｔ ＝ｃ Ｉ＇２ｃｏｓｑ￣２可知，适当降低供电电压，是有 利于节电运行的。因为轻载情况下，电动机的实际转差率小于额 定转差率，转子电流并不大。降压运行时，转子电流增加的数值 是有限的。降压使电动机的空载电流减少，空载损耗即不变损耗 也减少，同时电动机的功率因数和运行效率也得到改善．具有可 观的节电效果。据研究，一台鼠笼式异步电动机在额定负载运行 状态下，定子绕组的接线方式为“△”形连接时，效率为６６．７％，在 轻载（ＴＬ＝Ｏ．１ＴＮ）运行时，改为“Ｙ”形连接．效率可提高到７９．７％。 ３几种节电技术措施 ３．１选用高效节能的电动机 选用ＹＸ系列高效型电动机和Ｙ系列节能型电动机能降 低空载损耗。据研究，若将我国所有的高能耗电动机用ＹＸ高效 型系列和Ｙ系列节能型电动机替代，１年可节电４８万ｋＷ・ｈ．节 电效果显而易见。 ３．２调节运行电压 异步电动机当三相电路不对称时，将在内部形成负序磁 场，使总损耗增加。如果能采取措施，平衡电力网的三相负荷，使 电动机的三相电压对称，就能有效避免电动机的这部分损耗。 另外，从电动机在轻载运行时的降压节电原理分析可知， 电动机在轻载下运行时，如果能适时降低电动机的电源电压，就 可降低损耗。常用的方法有：无级调压法、功率因数（ｃｏｓ￣）控制 法、最小输入功率法和△ 电压变换法 ３．３调节电动机在最高效率下运行 当电动机的可变损耗与不变损耗相等时效率最高，电动机 的可变损耗主要为铜损耗，不变损耗主要为铁损耗。电动机效率 最高时并不是在额定负载处。由电动机的运行特性曲线可知，对 于常用的中小型异步电动机，效率最高一般出现在额定负载的 ３／４处左右。如果我们能适时调节电动机在最高效率下运行，那 么电动机的损耗就能控制到最小。 ３．４异步电动机同步运行 异步电动机额定运行时的转速略低于旋转磁场的转速即 同步转速，同步电动机的转速为同步转速：ｎｌ＝６０ｆｆｐ。如果调节同 步电动机在过励磁的情况下运行，同步电动机就能从电网吸收 超前的无功电流，还能补偿异步电动机等感性负载的无功电流． 提高功率因数ｃｏｓ‘ｐ。同步电动机的功率因数ｃｏｓ‘Ｐ一般较高，可 达到Ｏ．９～１．Ｏ。因此，在负载转速变化不大的情况下，把三相绕线 式异步电动机改作三相同步电动机运行。即先将三相绕线式异 步电动机异步启动，当转速接近同步转速时，绕线转子绕组接入 直流电可实现同步运行，调节其在过励磁状态下，以达到节电目 的。 ３．５就地电容无功补偿 电动机多为感性负载，运行时要消耗一定的无功功率．功 率因数都不高。如果用电容器给电动机就地无功补偿，即感性负 载两端并联电容，就能大大减少无功损耗，提高功率因素。感性 电动机电容无功补偿后的功率因数一般为０．９２～０．９６。同时由于 电容补偿后的总电流减小，因而线路上的有功损耗Ｉ２Ｒ也有所减 少。 ３．６节电器的使用 使用节电器能达到节能的目的。几年来，市场上相继出现 了多种节电装置，ＪＮ一１高效节电器就是其中的一种．其最高节 电可达损耗的４０％。它以电动机的工作电压和电流作取样对象． 自动监测负载变化，适时动态调整电动机的电源电压。在轻载情 况下，将电动机的供电电压自动降至最佳需求，提高了功率因数 ｃｏｓ＠，降低了无功损耗和有功损耗，对于长期处于轻载或负载变 化较频繁的电动机，其节电效果更佳。 ＪＮ一１节电器除具有节电功能外，还具有恒流软启动、缺相 保护、过载保护、过热保护等功能，是一种较理想的电机节电、启 动综合装置。 参考文献： ［１】陈义中．三相异步电动机的节能运行研究【Ｊ】．电机技术， ２００９（０２）． 基金项目： 辽宁省海洋与渔业厅科研项目：船舶电站供配电系统的研 究（项目号２０１２１７）。 作者简介： 张晶（１９６８．１一），女，辽宁大连人，大连海洋大学应用技术 学院副教授，主要从事电气自动化方面研究。
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