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1、《中小型电机》2001,28(6)电动机软启动器的节能功能及应用分析43电动机软启动器的节能功能及应用分析南昌水利水电高等专科学校(330029)吕树清摘要对电动机软启动器的节能原理、节能效果以及对电动机的影响进行了分析,提出了在应用中应注意的问题和观点。吴树清1957年8月叙词电动机软启动节能生,1982年7月毕业于合肥工业大学电机制造专业,工学学士,副教授。从事电机及控制技术的AnalysisonEnergy-SavingFunctionand教学和科研工作。AppilcationofSoft-StartertoMotorNanchangWaterResourc
2、esCollegeLuShuqingAbstract:Theprincipleandtheefficiencyofenergysavingonsoft2starterformotorsandtheeffectsformotorsareanalysed.Theproblemsnoticedinusingandviewpointsareraised.Keywords:SoftstartingEnergySaving近年来,一种以计算机为核心,采用双向晶闸间的相位差来获得。管为主控回路的新型电动机软启动器以其控制方式灵活简便,对系统冲击小、兼有节能控制模式和多种保护等诸多
3、优点正逐步取代传统电动机启动装置。本文就其节能功能及应用加以分析。1电动机软启动器的节能原理电动机软启动器一般以大功率双向晶闸管构成三相交流调压电路。以微处理器及信号采集、保护环节构成控制器,通过控制晶闸管的触发角,实现电动机的无触点降压软启动、软停车和空载、轻载的节能及保护功能。其控制原理框图见图1。通常异步电动机总是在全电压下运行。电动机从空载到满载,磁场几乎不变。因此磁化电流在所有负载下近似地相同。当电动机工作在空载或轻载图1电动机软启动器原理图时,功率因数很低,造成电机效率低。如在轻载时,2电动机软启动器的节能效果分适当地降低定子线圈的电压,则定子电流中的无
4、功分量Im将减小,从而使电动机的功率因数上升。析由此可见,功率因数既能反映电动机轴上负载异步电动机的损耗分为以下五部分:P2的变化,又能反映供电电压的波动,是一个理想211铁耗PFe的控制量。而功率因数角可以采用以电压和电流之44电动机软启动器的节能功能及应用分析《中小型电机》2001,28(6)U1′2为恒定负载下,不同负载率时,功率因数cosU与电PFe′≈PFe(),随U1′的下降而明显下降。U1N压率Ku的关系曲线。其中Ku=U1öU1N,1,2,⋯⋯212机械损耗Pmec7分别表示负载率为011,012,013,014,015,018,反映摩擦和风阻等机械
5、损耗与机械特性有关,110。在不调速异步电动机中,机械特性一般都比较硬,运行点在小滑差范围内变化。当降压时,输出转矩不变,转差率S略有增加,机械损耗降低不多。213转子铜耗Pcu2由于电压U′1的降低导致气隙磁通5下降,而电磁转矩Tem正比于5·I2′cosU2,所以为了保持Tem不变,则转子电流将增加,从而引起转子铜耗增大。降压时V1N21-SN2P′cu2≈Pcu2()()V1′1-S图2功率因数与电压率的关系曲线214定子铜耗Pcu13非正弦波供电对电动机的影响电压降低时I2′增加而Im下降,因此定子电流I1是增加还是下降取决于Im与I2′的大小比例关异步电动
6、机是典型的电感性负载。双向晶闸管系。所以定子铜耗在降压运行时的变化是不确定的。带上这种负载时,其电压和电流波形如图3所示。215附加损耗Pad图中A为延迟角,H为异通角。当电源电压降到零Pad主要有两部分,一部分与磁路中局部饱和时,因电流还没有降到零,双向晶闸管仍继续导通,程度相联系,可视为与定子线圈感应电势E1(∝滞后一个H′角才关断。H′角的大小与延迟角A,功率U1)的平方成正比;另一部分则为载流导体周围的因数角U都有关系。电动机上电压为非正弦波,其杂散损耗,近似于和I2有效值U′的大小为1成正比。由以上分析可见,在满足以下条件时,异步电1H′P22U′1=∫[
7、(2U1sinwt)d(wt)+∫(2U1sinwt)d(wt)]动机在轻载降压运行时可达到明显的节能效果。P0A由于H′+(P-A)
