《电机节能技术论》word版

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1、电机节能控制技术摘要：随着应用的时间推移更新淘汰低效电动机及高耗电设备；节能电动机概念和技术，合理匹配电动机系统，提高电动机效率；以先进的电力电子技术传动方式改造传统的机械方式，实现被拖动装置控制和设备制造；推广软启动装置、无功补偿装置、计算机自动控制系统技术、优化电动机系统的运行和控制。关键字：电机节能控制节能电动机1.感应电动机的轻载调压节能1.1调压节能原理及条件大部分异步电动机运行点并不在额定工况，有些负载是变动的，运行点常偏离额定点，有些由于选择电机容量偏大，长期运行于轻负荷工况。当负

2、载小于额定值三分之一时,即俗称"大马拉小车”，这时电机的效率和功率因数都很低．而一般系列异步电机都是根据满载或四分之三负载的效率值作为设计的依据．并没有顾及轻载点，因而轻载节能问题近年来为广大电机技术工作者所重视．将对机床等负载的节电，提供了条件。调压节能的基本原理是利用电机轻载时效率很低这一点，降低输入电机端的电压运行，来提高电机效率。电压降低后，气隙主磁通大体上成正比下降，电机定子电流中的励磁分量电流a也随着下降，由于饱和程度的下降。1.2相控电动机节电器由于电动机在轻载或空载运行时，电动机

3、电流主要是励磁电流，这时功率因数比额定负载时低。相控电动机节电器就是通过测量负载的功率因数，在电动机轻载时通过降低电压，减少励磁电流，从而达到节能的目的。根据三相电动机功率公式，要降低功率消耗可以通过减少电动机的U和来实现。实际上由于电度表安装在节电器的前端，因此测量的电压实际上并没有变化，因此要减少功率消耗，电动机电流和功率因数的乘积一定要下降，才能节电。由于在降低电压，减少励磁电流的同时，功率因数会上升，因此，电流降低的程度一定要大干功率因数上升的幅度，才能实现节能。从相控电动机节电器的原理

4、来说，节电主要是降低电动机在低负载时的空载损耗，因此，空载损耗所占比例的大小就直接影响节电率的高低。因此（1）电动机效率越低，电动机的损耗就越大，则电动机的节电空间越大。（2）电动机功率与效率的关系以Y系列电动机为例。电动机越小，效率越低，电动机越大，效率越高。同样功率的电动机转速越低，效率越低，转速越高，效率越高。由于电压降低，电动机鱼载不变，转差率增大，电动机输出功率也会有所减少，因此在实际测量过程中，节约的有功会比理论计算的要偏大。由于电动机的转矩与电压平方成正比，若电动机的转矩不变，则转

5、差率近似地与电压的平方成正比。在采取降压节电时，只要转差率不超过电动机的临界转差率，将不会对电动机运行产生影响。2.大型电动机的起动与电力系统稳定2.1大型电动机起动方式作为电动机起动问题的研究，在过去多数着眼于电动机的保护，与此不同的是，如今大型电动机从本体设计与制造而言，大多是允许全电压直接起动的，因此对大型电动机起动的研究着眼点放在电机起动对电力系统的影响方面。目前还有些行业因特殊原因必须采用全压直接起动，这种情况一般都会配置非常大的电力供电系统或者是高阻抗的变压器电机机组。2.2热变电阻

6、降压起动方式热变电阻软起动器是一种新型的高压大功率电动机软起动装置。其主要技术特性是：电阻器是由具有负温度系数的电阻材料制成。电阻器串于电机定子回路，当电机起动，电阻体通过起动电流时，电阻体温度升高而阻值随之减小，从而使电动机端电压逐步升高，起动转矩逐步增加，以实现电机的平稳起动。起动电阻值，可以根据电动机参数和负载要求的起动转矩，能方便地配制到最佳的起动参数。即在较小的起动电流下，获得足够大的起动转矩。2.2.1采用高压热变电阻器降压起动的电动机有以下显著的起动特性：（1）恒电流软起动特性：在

7、电机起动过程中，电流基本保持不变，数值在2.5Ie以下，且有显著的软起动特性。（2）起动过程中系统功率因数高且接近恒定：一般采用热变电阻降压起动的电动机系统功率因数都在0.8以上，且整个起动过程接近于恒定不变的。（3）母线压降低：由于上述1、2特性，使电机起动对电力系统的影响降到最低，母线压降在5%左右。2.3高压变频软起动装置在石化、冶金、电力等工业领域的大型电动机或抽水蓄能的大型电动发电机常采用变压变频软起动方式。高压变频软起动方式主要还是针对风机、压缩机及泵类设备的电动机起动而研制的，起动

8、过程中这些机械阻力矩较低，或者可以通过调节风门、阀门来改变降低起动阻力矩，从而可以降低对电机起动力矩的要求，一般情况下，要求电机起动力矩为额定的50%左右就足够了。高压变频软起动装置实际上是一个直接转矩控制的交直交电流型VVVF变频器。当输出频率从0Hz（同步起动）或5Hz（异步起动）逐步升高到50Hz，电机转速从0转速逐步升高到额定转速，实现电动机的软起动。一般情况，起动电流控制在额定电流的50%以内。3.感应电动机的变频软起动技术3.1同步电动机软起动原理下面以西门子公司高压变频软起动为例介