异步电动机节电的方法探讨

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1、异步电动机节电的方法探讨www.chinaqking.com期刊门户-中国期刊网2009-2-16来源:《黑龙江科技信息》2008年9月上供稿文/袁晓婷[导读]适当降低电动机运行电压摘 要：在实际生产中，要提高电动机运行效率，除了选择高效电动机投入使用和新工艺、新材料修理电动机外，还有一种节电方法——适当降低电动机运行电压。 关键词：异步电动机；节电；方法前言 异步电动机在生产中使用量约占总量的80%，而中小型异步电动机又占65%左右，负载率一般在0.2~0.7之间，效率非常抵，所以提高运行中的中小型异步电动机的效率

2、是电动机节电的一个重要途径。在实际生产中，要提高电动机运行效率，除了选择高效电动机投入使用和新工艺、新材料修理电动机外，还有一种节电方法——适当降低电动机运行电压。 1电动机节电与端电压的关系 生产中现有的中小型异步电动机大部分并未在额定工况上运行，其中大部分选折容量时，余度较大，以致长期运行在轻载工况，特别是当负载率小于0.4时，电动机效率和功率因数普遍很低。同时，在电动机设计制造等方面，基本上是根据满载或3/4负载的效率值作为设计依据的，并未考虑电动机运行时在低载运行点。因此，在生产中，运行在额定工况的电动机甚微

3、。根据这一特点，可以发现电动机端电压与其出力有关，适当降低电动机端电压可以减少出力，提高电动机运行效率，表1、表2是实测结果。 1.1当电动机在满载运行时，端电压偏离额定值±10%，效率均有所下降，并且端电压低于额定值10%时，效率最低，即最浪费电能。 1.2当电动机工作在3/4负载时，端电压偏离额定值±10%，效率最低，耗电最多。 1.3当电动机工作在半载状况运行时，端电压偏离额定值-10%，效率最高，即最省电。功率因数值始终在电压较低时为高。 由此可以看出，现有状况下运行的电动机的端电压比额定值稍低，可以提高电动

4、机运行效率，起到节电的效果。因此，根据现有运行中的电动机普遍在低载下运行的特点，正确调整最末级变压器的二次电压，适当降低电动机端电压是节电的一种方法。 现有运行电动机实际出力只有额定出力的β倍，即P2等于βPe。根据电机学理论知道，电动机转矩与端电压的平方成正比，那么，当额定电压为Un时，则对应的转矩为Mn，定子输入电流为In，功率因数为cosΦn，效率为ηn。现有负载转矩为Mc，Mc=βMn，则只要满足负载出力的理论要求，端电压Uc调整到 Un就够了，其对应定子输入电流为Ic，其值为Iv，功率因数为cosΦc,效率

5、为ηn。 2电动机在额定电压运行和降压后运行的功率因数与效率 2.1电动机在额定电压Un下运行 2.1.1定子输入电流及包含的分量 In=Inl+Io=Inla+Ioa+J(Inlr+Ior) 式中：In—额定电压时定子输入电流     Inl—额定电压时定子空载电流     Io—额定电压时定子空载电流     Inla—额定电压时负载电流有功分量     Inlr—额定电压时负载电流无功分量     Ioa—额定电压时空载电流有功分量  Ior—额定电压时空载电流无功分量  Inla=IncosΦn-Ioa  I

6、nlr=InsinΦn-Ior 2.1.2功率因数角 ?准n=ctgtg?准n 2.1.3效率 ?浊n=p2/p1%=   / UnIncos?准n% 2.2电动机在 Un下运行 2.2.1定子输入电流及包含的分量       Ic=Icl+Io=Icla+Ioa+J(Jclr+Ior) 式中：Ic—电压为 Un时定子输入电流     Icl—电压为 Un时负载电流     Icla—电压为 Un时负载电流有功分量     Iclr—电压为 Un时负载电流无功分量    Icla=βIncos?准n-βIoa    

7、Iclr=Icsin?准c-Ior 2.2.2计算功率因数角?准c    因为电动机负载为定值，定子输入电流中的无功分量在两种电压情况下可视为相等,则Inr约等Icr,计算可简化为 ?准c=ctg(Icr/Ica)=ctg(Inr/(βIncos?准n-βIoa))  =ctg(Insin?准n/(βIncos?准n-βIoa))≈ctg1/βtg?准n 因为βIoa很小,为了便于计算略去不计 2.2.3计算效率 ?浊c=P2/P1%=βPe/ UcIccos?准c100%  =βPe/   Un Incos?准c1

8、00%=Pe/UnIncos?准c100% 3电动机在两种电压运行时功率因数和效率比较 不难看出,?准c小于?准n,说明cos?准c大于cos?准n,也就是说，电动机在低于额定电压下运行时,功率因数提高了。同时可以看出?浊c大于?浊n，并且当β值越小,效率提高越多。 上面讨论的是在生产中，电动机的负载率是不变的，因此，只要适当降低运行电动机的端