一种提高电机产品功率因数的方法.pdf

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1、一种提高电机产品功率因数的方法张勇(中铁十八局集团第二工程有限公司，摘要：电力资源关系着国计民生。为了提高电机的功率，本文采用一种新的技术，即用电抗来克服电抗，有效的提高电机的功率因数，达到了节能降耗的目的，在实际生产中收到良好的效果。关键词：电机；功率因数；电抗中图分类号：’IM301．4文献标识码：B文章编号：1672—4011(2012)03—0224—02O前言目前，各国都面临着电力及其它各种能源的短缺，节能降耗，倡导可持续发展已成为重中之重。我国的电网中运行着许许多多的电机产品，尤其是带有线圈的电机产品如：电焊机、变压

2、器、电动机等，在工农业生产和人们的日常生活中应用广泛，然而这类产品的功率因数都较低，一般都在O．6以下，浪费很多宝贵的能源，为了提高功率，通常用电感来克服电抗，但效果并不理想，这里采用一种新的技术，即用电抗来克服电抗，功率因数均可获得很大的提高。有效的提高电机的功率因数，节能降耗，是此领域技术人员长期渴望解决的技术难题。1电机功率因数存在的问题目前，电机产品的功率因数存在以下问题，以电焊机为例。现有的交流电焊机，是用调节电抗的大小来限制(降低)二次侧的工作电流，即增大电抗减小电流或改变接法来改变二次侧的空载电压用以调节二次侧的工

3、作电流，来满足焊接工件所需的各种电流，其功率因数均很低，耗能现象非常严重。例如B)(3系列动圈式交流电焊机的功率因数仅为O．43；Bxl系列磁分路动铁式交流电焊机的功率因数为O．48；B)(2系列功率因数为O．62。现有的无论是动铁式的、还是动圈式的交流电焊机，都是靠加入电抗的大小来调节焊接电流的大小，但只要有电抗的加入，功率因数就会降低，即加入电抗越大，工作电流就越小，功率因数也就越低，这些电焊机的电抗与功率因数成反比关系。而现有的抽头式交流电焊机是从原边绕组上抽头来改变二次空载电压的大小，来调节焊接电流的大小的，其电抗值不变

4、，功率因数也不会有所改善。因此，国家电力系统，如发电设备，输、变、配电设备等都需要供给大量的无功功率，同时还会影响供电的电压质量及供电的可靠性。在我国，钢铁工业持续发展，钢产量稳步提高的同时，与其相适应的电焊机行业也在发展，电焊机的年产量也逐年提高，按每万吨钢平均在役使用中的手工交流电焊机约为14台计算，设十年内在役手工交流电焊机的总台数保持在14000×14×10=1960000(台)，以容量最小的B)(3—120焊机为例，若假定平均每台的额定输入容量按8．2kVA，功率因数为O．45计算，每年在役的总容量为s总=196000

5、0×8．2=16072000(kVA)，则有功功率仅有P’=S总cos巾=16cr72000×O．45=7232400(kw)，无功功率却高达Q’=P’t砷=7232400×1．98=14320152(kVAR)可见浪费之严重。作者简介：张勇(197l一)，男，中铁十八局集团第二工程有限公司。因此，通过有效地提高电机产品的功率因数，节能降耗，在根本上解决上述问题，是问题研究的关键。2一种提高功率因数的方法2．1设计原理(以电焊机为例)原理为：将电焊机的一、二次绕组分别独立的绕在同一铁芯的两个不同的铁芯柱上，电抗绕组线圈同时缠绕电

6、焊机的一、二次两个绕组的铁芯柱，在一、二次两个绕组的铁芯柱上缠绕的电抗绕组线圈有效匝数完全相同，在两个不同的铁芯柱上的电抗绕组产生的磁通大小相等、方向相反，所产生的感应电动势之和等于零，相当于用电抗绕组的电抗来克服电焊机本身绕组的电抗，进行无功补偿，增加了二次绕组的输出电流，提高了电焊机的功率因数。2．2设计方案将电抗绕组统绕在一、二次两个绕组的外面，同时将一、二次两个绕组包围在电抗绕组内，电抗绕组是一个整体的绕组；也可以分别在一、二次两个绕组的铁芯柱上缠绕电抗绕组线圈，形成两个电抗绕组，然后将两组电抗绕组连接在一起。要求在一、

7、二次两个绕组的铁芯柱上缠绕的电抗绕组线圈有效匝数完全相同，在两个不同的铁芯柱上的电抗绕组产生的磁通大小相等、方向相反，所产生的感应电动势之和等于零。其中，电抗绕组线圈的匝数是任意的，最佳的方案是电抗线圈匝数与二次侧绕组匝数相同。此结构的电焊机焊接电流的调节是通过二次绕组与电抗绕组的接线方式的不同，即正向串入电抗绕组或反向串人电抗绕组来实现的。如果正向串人电抗绕组，简称为接法一，焊接电流的调节为小档，反向串入电抗绕组简称为接法二，焊接电流的调节为大档。如图1～2所示。LlL2图lBX3系列改进型(动圈式)原理接线图图2BX6系列改

8、进型(抽头式)原理接线图接法一接入：焊接电流与串入电抗绕组的有效匝数成反比，它与现有的手工交流电焊机原理基本一样。接法二接入：焊接电流与串入电抗绕组的有效匝数成正比，且接法二是将接法一的最大电流档的电流值近似等于接法二的最小电流档的电流值，接法二的最大焊接电流档