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解析电机耗能原因及解决方式

作者:肇庆富威电机有限公司 浏览: 发表时间:2021-01-31 14:11:54

电机能耗主要表现在以下几个方面。

第一,电机负载率低。由于电机选择不当、过剩或生产过程中的变化,电机实际工作负荷远小于额定负荷,约30%~40%的电机装机容量在30%~50%的额定负荷下运行,导致运行效率低。

二是电源电压不对称或过低。由于三相四线制低压供电系统单相负载不平衡,电机三相电压不对称,电机产生负序转矩,增加了电机三相电压的不对称性,增加了电机运行中的损耗。另外,电网电压长期偏低,使得正常工作的电机电流变大,所以损耗增大。三相电压不对称越大,电压越低,损耗越大。

第三,老旧(淘汰)电机仍在使用。这些电机采用E级绝缘,体积大,启动性能差,效率低。经过多年改造,很多地方仍在使用。

第四,维护管理不善。有些单位没有按要求维护电机和设备,让它们长时间运行,使损失不断增加。

因此,针对这些能耗性能,选择何种节能方案值得研究。

1、选择节能电机。

与普通电机相比,高效电机整体设计优化,选用优质铜绕组和硅钢片,各种损耗降低20%~30%,效率提高2%~7%。投资回收期一般为1~2年,有时几个月。与J02系列电机相比,高效电机的效率提高了0.413%。因此,用高效电机取代旧电机势在必行。

2.适当选择电机容量可以节能。

国家对三相异步电动机的三个运行区域作了如下规定:经济运行区域在负荷率的70%-100%之间;40%-70%之间的负荷率为一般作业区;负荷率低于40%为非经济运行区。电机容量选择不当,无疑会造成电能的浪费。因此,采用合适的电机,提高功率因数和负载因数,可以降低功率损耗,节约电能。

3.用磁性槽楔代替原来的槽楔。

磁槽楔主要减少异步电机空载铁损,空载附加铁损是电机中齿槽效应引起的谐波磁通造成的。定子和转子在铁芯中引起的高频附加铁损称为脉冲振动损耗。此外,定子齿和转子齿有时会对齐和交错排列,齿面上的齿簇磁通量发生变化,会在齿面层感应出涡流,产生表面损耗。脉冲损耗和表面损耗统称为高频附加损耗,占电机杂散损耗的70%~90%,另外10%~30%称为负载附加损耗,由漏磁通产生。虽然使用磁槽楔会使起动转矩降低10%~20%,但磁槽楔电机的铁损比普通槽楔电机可降低60k,非常适合空载或轻载起动电机的改造。

4.采用Y/△自动转换装置。

为了解决设备轻载时电能的浪费,可以使用Y/△自动转换装置,不需要更换电机就可以节电。由于三相交流电网中不同连接的负载获得的电压不同,从电网中吸收的能量也不同。

5.电机的功率因数和无功功率补偿。

提高功率因数和降低功率损耗是无功补偿的主要目的。功率因数等于有功功率与视在功率之比。通常,低功率因数会导致电流过大。对于给定的负载,当电源电压恒定时,功率因数越低,电流越大。因此,功率因数尽可能高,以节省电能。

6.频率控制。

风机和泵的大部分负荷是根据满负荷运行所需的量来选择的,但在实际应用中大多数时候并不是满负荷运行。由于很难调节交流电机的速度,所以经常使用导风板、回流阀或启停时间来调节风量或流量。同时,大电机在工频状态下很难频繁启停,功率冲击大,在启停运行过程中必然会造成功率损失和电流冲击。用变频器直接控制风机和水泵负荷是最科学的控制方法。当电机以80%的额定转速运行时,节能效率接近40%。同时,可以实现闭环恒压控制,节能效率将进一步提高。由于变频器可以实现大型电机的软停软启动,避免了启动时的电压冲击,降低了电机的故障率,延长了使用寿命,同时降低了电网的容量要求和无功损耗。

7.绕线电机的液体调速。

液阻调速技术是在传统液阻起动器的基础上发展起来的。通过改变电极板间距调节电阻的大小,达到无级调速的目的。这使得它同时具有良好的启动性能,并且长时间通电,带来了发热的问题。由于其独特的结构和合理的换热系统,其工作温度被限制在合理的温度以下。绕线式电机液阻调速技术以其运行可靠、安装方便、节能量大、维护方便、投资少等优点得到了迅速推广。对于一些调速精度低、调速范围宽、调速不频繁的绕线电机,如风机、水泵等设备的大中型绕线异步电机,液体调速效果显著。


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