异步电动机节能控制方法及抗干扰技术

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1、异步电动机节能控制方法及抗干扰技术翟羽耀　张　旭（中核核电运行管理有限公司运行一处，浙江海盐314300）【摘　要】主要介绍了异步电机的节能技术，对离心连接方式、变频调速起动方式、降压起动方式、固态起动器起动方式进行了深入的研究。对异步电动机的损耗进行了分析，并对节能控制抗干扰的技术进行了初步的描述。.jyqkI2r，m为相数，I为每相电流，r为每相电阻。铜耗约占总损耗的20%~70%，电动机容量越大，铜耗占比例越小。2.3　杂散损耗杂散损耗主要由定子漏磁通和定子、转子的各种高次谐波在导线、铁心及其他金属部件内所引起的损耗。这些损耗

2、约占总损耗的10%~15%。3　异步电动机节能控制方法3.1　异步电动机调压节能对于变转矩负载，降低端电压不仅可以降低电动机本身的铁耗和铜耗，而且输出功率的降低进一步减小了电动机的输入功率，节能率更高。或者可以理解为降低电动机端电压同时提高了电动机本身和负载的效率。降压节能电动机异步电动机采用降压节能运行方式时，必须满足两个先决条件：首先，必须保证电机的稳定运行；第二，转子电流不能超过额定允许值，否则会造成转子过热，严重时会烧毁电机。电动机转矩不仅与电压的平方成正比，与负载率成反比，而且还与电动机本身的承载能力有关。功率因数在空载时

3、数值很小，仅为0.1～0.15，随着负载率增加而递增。通常6、8、10极电动机递增幅度比2、4极电动机来得大，小容量电动机的增幅度比大容量递增幅度来得大。不同系列、不同类型的电动机效率、功率因数均不相同。一般说来，同容量的鼠笼型电动机的效率、功率因数要比绕线式电动机高；转速高的电动机效率、功率因数比转数低的高；同一类型电动机容量大的电动机的效率、功率因数比容量小的电动机高。对于同一台电动机，其效率曲线也不是一成不变的，使用时间过长，维护保养不良将使各种损耗增加，导致效率曲线的下降。要使电动机经济运行，必须合理选择电动机类型、容量与负

4、载机械特性适应，力求有最高的运行效率；对运行的电动机要提高电动机的负载率；加强维护检修，采取各种改造措施减少损耗，提高电动机的效率。在恒定负载长期轻载运行时，不宜采用降低端电压而应更换小容量电机。需注意的是：降低定子端电压并不显著降低电机转速，即电机转差率在允许范围之内；电动机本身的空载电流较大，或者电网电压偏高的场合也很适宜降压节电运行。降低端电压有利于电机经济运行，提高效率，改善功率因数。轻载时，降低定子端电压，可以提高电动机效率，但必须降压合适，否则就不能达到节能效果。3.2　异步电动机变频节能电气传动的P控制技术是调速传动的

5、关键技术之一，是电气传动自动控制领域研究的热点。P控制技术是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变成电压脉冲序列，并通过控制电压脉冲宽度或周期以达到变压的目的，或者控制电压脉冲宽度和脉冲列的周期以达到变压变频目的的一种控制技术。在交流变频传动中，使用较早的控制技术是VVVF控制技术，该控制技术分为两种：一是把VV与VF分开完成，即先把交流电整流为直流的同时进行相控调压，而后逆变为可调频率的交流电，这种前后分开控制的VVVF控制技术称为脉冲幅值调制方式（pulseAmplitudeModulation）。二是将VV与VF集中于逆变

6、器一起来完成，即前面为不可控整流器，中间直流电压恒定，而后由逆变器既完成变频又完成变压，这种控制技术称为脉冲宽度调制技术（Pulseodulation）。这种控制技术整流器无须控制，简化了电路结构，而且以全波整流代替相控整流，提高了输入端的功率因数，减小了高次谐波对电网的影响。P控制技术有许多种，而且在不断发展之中，从控制思它们分为四类：（1）等脉宽P法，（2）正弦波P法，即s流跟踪型P法，（3）磁链追踪型P法（SVP法，也称电压法）。具体实现的技术有:自然采样法，对称规则采样法、特定谐调制技术，相位调制技术，面积等效法等10多种调

7、制技术。等脉宽P法的每一脉冲的宽度均相等，改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法可以实现电压与频率的协调变化，其缺点是输出电压除基波外，包含较多的谐波分量。SP法克服了等脉宽P法的缺点，它从电动机供电电源的角度出发，着眼于如何产生一个可调频调压的三相正弦波电源，它是以一个正弦波作为基准波（称为调制波），用等幅的三角波（称为载波）与基准正弦波相交，由它们的交点确定逆变器的开关模式。电流跟踪型P法采用电压源型逆变器，却是控制输出电流的，其基本思想是将电动机定子电流的检测信号与正弦波电流给定信号相比较，

8、如果实际电流大于给定值，则通过逆变器的开关动作使之减小，反之使之增大，这样实际电流波形围绕给定的正弦波做锯齿状变化，而且开关器件的开关频率越高电流波动就越小，使用这种方法，电动机的电压数学模型改成电流模型，可使控制简单，动态响应加快，