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提高电动机能效促进系统节能
发布日期：2018-8-14　阅读次数：[1433]
　　电动机消耗的电能约占发电总量的60％~70％，我国80％以上的电机产品效率比国外先进水平平均低10％，电动机的节能已被国家相关部门列为国家十大节能工程之一，其目标是到2010年将中小型电动机的效率从87％提升到90％~92％。为了完成这个目标，提高电动机能效，促进系统节能变得尤为紧迫。
　　电动机耗能表现
　　电动机耗能表现主要在以下几方面：一是电机负载率低。由于电动机选择不当，富裕量过大或生产工艺变化，使得电动机的实际工作负荷远小于额定负荷，大约占装机容量30％~40％的电动机在30％~50％的额定负荷下运行，运行效率过低。
　　二是电源电压不对称或电压过低。由于三相四线制低压供电系统单相负荷的不平衡，使得电动机的三相电压不对称，电机产生负序转矩，增大电机的三相电压不对称，电机产生负序转矩，增大电机运行中的损耗。另外电网电压长期偏低，使得正常工作的电机电流偏大，因而损耗增大，三相电压不对称度越大，电压越低，则损耗越大。
　　三是老、旧(淘汰)型电机的仍在使用。这些电机采用E级绝缘，体积较大，启动性能差，效率低。虽经历年改造，但仍有许多地方在使用。
　　四是维修管理不善。有些单位对电机及设备没有按照要求进行维修保养，任其长期运行，使得损耗不断增大。
　　因此，针对这些耗能表现，选择何种节能方案值得研究。
　　电机的七种节能方案
　　目前的电机节能方案大致有七种。专家一一分析说，选用节能型电动机。高效电动机与普通电动机相比，优化了总体设计，选用了高质量的铜绕组和硅钢片，降低了各种损耗，损耗下降了20％~30％，效率提高2％~7％；投资回收期一般为1~2年，有的几个月。相比来说，高效电动机比J02系列电动机效率提高了0．413％。因此用高效电动机取代旧式电动机势在必行。
　　适当选择电动机容量达到节能。国家对三相异步电动机3个运行区域作了如下规定：负载率在70％~100％之间为经济运行区；负载率在40％~70％之间为一般运行区；负载率在40％以下为非经济运行区。电机容量选择不当，无疑会造成对电能的浪费。因此采用合适的电动机，提高功率因数、负载率，可以减少功率损耗，节省电能。
　　采用磁性槽楔代替原槽楔。磁性槽楔主要降低异步电动机中的空载铁损耗，空载附加铁损耗是由齿槽效应在电机内引起的谐波磁通而在定子、转子铁芯中产生的。定子、转子在铁芯内感生的高频附加铁损耗称为脉振损耗。另外，定子、转子齿部时而对正、时而错开，齿面齿簇磁通发生变动，可在齿面线层感生涡流，产生表面损耗。脉振损耗和表面损耗合称高频附加损耗，它们占电机杂散损耗的70%~90％，另外的10％~30％称为负载附加损耗，是由漏磁通产生的。虽然使用磁性槽楔会使启动转矩下降10％~20％，但采用磁性槽楔的电动机比采用普通槽楔的电动机的铁损耗可降低60k，而且很适应空载或轻载启动的电动机改造。
　　采用Y／△自动转换装置。为解决设备轻载时对电能的浪费现象，在不更换电动机的前提下，可以采用Y／△自动转换装置以达到节电的目的。因为三相交流电网中，负载的不同接法所获取的电压是不同的，因而从电网中吸取的能量也就不同。
　　电动机的功率因数无功补偿。提高功率因数，减少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，功率因数低，会造成电流过大，对于一个给定的负荷，当供电电压一定时，则功率因数越低，电流就越大。因此功率因数尽量的高，以节约电能。
　　变频调速。多数风机水泵类负载是根据满负荷工作需用量来选型，实际应用中大部分时间并非处于满负荷工作状态。由于交流电机调速很困难，常用挡风板、回流阀或开�；奔�，来调节风量或流量，同时大电机在工频状态下频繁开停比较困难，电力冲击较大，势必造成电能损耗和开�；钡牡缌鞒寤�。采用变频器直接控制风机、泵类负载是一种最科学的控制方法，当电机在额定转速的80％运行时，节能效率接近40％，同时也可以实现闭环恒压控制，节能效率将进一步提高。由于变频器可实现大的电动机的软停、软起，避免了启动时的电压冲击，减少电动机故障率，延长使用寿命，同时也降低了对电网的容量要求和无功损耗。
　　绕线式电动机液体调速。液体电阻调速技术是在传统产品液体电阻起动器的基础上发展而成的。仍以改变极板间距调节电阻的大小达到无级调速的目的。这使它同时具有良好的起动性能，它长期通电，带来了发热升温问题，由于采用了独特的结构和合理的热交换系统，其工作温度被限定在合理的温度之下。绕线电机用液体电阻调速技术，以其工作可靠、安装方便、节能幅度大、易维护及投资低等优点，得到了迅速推广，对于一些调速精度要求不高，调速范围要求不宽，并且不频繁调速的绕线式电动机，如风机、水泵等设备的大中型绕线式异步电动机采用液体调速效果显著。
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