高压电机节能的现状与发展ppt

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1、高压电机节能的现状与发展广东明阳龙源电力电子有限公司地址：广东中山火炬高科技产业开发区大岭管理区2006(广州)国际节电设备与技术展览会交流电机发展简史1889年，俄国人德·多布罗沃利斯基和美国人特斯拉发明感应电机1895年美国西屋公司15马力近代感应电机1896年美国GE公司150马力大型电机目前，世界各工业化国家的电机消耗本国电力水平基本在60%左右，而大型电机占其中的3/4左右，即总量的45%为什么要使用高压交流电机？交流感应电机结构简单，维护方便，制造成本低；大功率电机使用电压增高，电流下降，减少输电线路

2、损耗；电压等级提高，如10kV可以省去配电变压器，进一步降低能耗；目前高压电机等级有1140V、3kV、6kV、10kV，国外有35kV电缆电机。降低损耗的要求普遍存在电动机功率高配，“大马拉小车”；电机结构设计存在优化空间；风机、水泵类变转矩负载保有量大，存在工艺节能空间；运行功率因数低部分需要恒转矩、恒张力的高性能拖动系统使用直流电机较多。高压电机运行现状针对电机结构采取的方法感应电机常见的节能运行方法（一）减少电机齿槽效应损耗，采用磁性槽楔；改进绕组结构，降低气隙磁场谐波；针对调速要求，采用变极结构；使用极

3、幅调制技术，变速运行。针对输出轴调速采取的方法感应电机常见的节能运行方法（二）电机拖动变转矩负载，调速即可节能。变速齿轮箱调速；小功率下使用电涡流耦合器调速；大功率使用液力耦合器调速，可到数MW规模。后两种属损耗型调速，调速范围较窄。针对电机转子采取的方法感应电机常见的节能运行方法（三）绕线转子改变转子电阻，调节运行转差率，调速运行；绕线转子附加电势，串级（整流管+晶闸管电源换相）调速运行；绕线转子双馈（交流励磁）调速。针对电机定子采取的方法感应电机常见的节能运行方法（四）调节定子电压的调压运行，提高电机功率因数

4、；针对恒速变转矩负载，可显著提高功率因数和电机的效率。调节定子电压和频率的变频调速方法。对调速负载广泛适用的一种方法，现代交流调速主要使用的方法。现有工艺：出口截流如水泵类负载调速节能基本原理（一）20406080100120140160020406080100120%流量%压力20406080100120140160020406080100120%流量%输入功率现有工艺：入口挡板如风机类负载调速节能基本原理（二）20406080100120140160020406080100120%流量%压力204060801

5、00120140160020406080100120%流量%输入功率调速工艺：变频调速或液力耦合器调速节能基本原理（三）20406080100120140160020406080100120%流量%压力20406080100120140160020406080100120%流量%输入功率节能分析调速节能基本原理（四）水泵、风机参数变化与功耗的关系（以泵类为例）流量Q和(电动机轴)转速n成正比：Q∝n水压(压头)H和转速n的平方成正比：H∝n2轴功率P和转速n的立方成正比：P∝n3由此可见，当流量减少10%时，则相

6、应降低电机转速，电机功耗可降低30%；效率比较：定速节流运行调速节能基本原理（五）常用的定速泵采用节流阀控制，将节流阀关小，泵的工作点由额定的A点变化到B点，流量减少而压力增加，效率降低效率比较：调速不节流运行调速节能基本原理（六）调速控制不采用节流（入口挡板、出口阀），依靠改变电机转速，即叶轮转速来调节流量，转速降低，压力减少，流量减少，工作点从A到C，效率增加。液力耦合器与变频比较调速节能基本原理（七）液力耦合器传递转矩，变化转速，输入转速接近同步速，近似为n1，自耗功率为：P12=P1-P2=M·(n1-n

7、2)=s·P1=P2·s/(1-s)对平方律负载,转差率s=1/3时,损耗最大。如额定速度下1000kW,80%速度时轴输出降为512kW,自损为128kW,效率80%。变频控制时，此时的效率约97%，自损仅512/0.97-512=16kW计算忽略电机效率，结论是变频比液力耦合器更节能。与变频相比，液力耦合器成本低，维护难度大，潜在漏油故障高压感应电机变频调速方案（一）针对特大功率，低速运行要求的循环变流器方案，适用于低频，有多种结构。由于晶闸管电流大电压高，因而，高低压均有。应用如抽水蓄能电站的60MW机组。

8、高压感应电机变频调速方案（二）电流源方案，运行功率因数低，对过载频繁的系统适用输入输出带滤波器M高压感应电机变频调速方案（三）高压变频方案：早期的“高-低-高”方式，适用500kW以下。6kV降到380V，输出升到6kVMVFD降压变压器r断路器升压变压器低压变频器两电平电压源型高压感应电机变频调速方案（四）高压变频方案：三电平“高-高”方式，适用3kV、6kV、10kV