三相異步電動機(jī)的節(jié)能控制

石雅輝

摘 ?要：提高異步電動機(jī)的工作效率，它不但可以節(jié)約日漸緊張的資源，還能為國家社會節(jié)省大量的費(fèi)用。開發(fā)出的高效節(jié)能電動機(jī)較普通異步電動機(jī)有很好的工作效率，可以節(jié)約大量的能量，但是這種高效節(jié)能異步電動機(jī)的造價(jià)很高，它的經(jīng)濟(jì)效果還很大程度上取決于負(fù)載的情況，當(dāng)異步電動機(jī)長期工作在連續(xù)運(yùn)行、額定負(fù)載的實(shí)際工作場合時，它的節(jié)能效果才能得到很好的發(fā)揮，因此，研究提升三相異步電動機(jī)的負(fù)載運(yùn)行控制與檢測，對保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用。

關(guān)鍵詞：三相異步電動機(jī);變頻節(jié)能;降低損耗.

一、引言

通過對異步電動機(jī)實(shí)施節(jié)能可以極大地緩解部分能源緊張問題。保護(hù)地球環(huán)境，推動綠色經(jīng)濟(jì)也起著非常重要的作用。節(jié)能相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀能源問題已是一個世界性問題。為了減少異步電動機(jī)的損耗，提高異步電動機(jī)的實(shí)際工作效率，世界各國在很早以前就進(jìn)行了大量的研究工作。多年來，各國研究人員從電機(jī)本身的設(shè)計(jì)制造、選擇、電網(wǎng)供電管理等各方面，做了大量的研究，同時也取得了很多的成果。

二、電動機(jī)能耗現(xiàn)狀

我國電機(jī)年用電量超過2萬億千瓦時，約占全國用電量的60%和工業(yè)用電量的80%。高效電機(jī)能耗比普通電機(jī)低20%～30%，但我國高效電機(jī)市場占有率只有10%，電機(jī)系統(tǒng)量大、面廣，節(jié)能潛力巨大。

三、電動機(jī)高能耗原因

1、設(shè)備陳舊落后

我國JO2等系列及其電動機(jī)在一些用戶中還大量存在，這些電動機(jī)采用E 級絕緣，體積大，啟動性能較差，效率較低。

2、電源電壓過低或不對稱

由于低壓供電系統(tǒng)中三相四線制的三相負(fù)荷分配不均，三相電壓不對稱，造成電動機(jī)產(chǎn)生了負(fù)序轉(zhuǎn)矩，增大了電動機(jī)的損耗。

3、運(yùn)行不當(dāng)、負(fù)載率過低

電動機(jī)沒有按照經(jīng)濟(jì)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)合理使用，而且管理不善，電動機(jī)維護(hù)、維修不及時，造成了電動機(jī)的電能大量損失。

四、異步電動機(jī)節(jié)能的主要途徑

1、優(yōu)化電機(jī)參數(shù)節(jié)能

優(yōu)化電機(jī)本身構(gòu)造來節(jié)能，就是建造比普通的異步電動機(jī)更高效的節(jié)能型電機(jī)來進(jìn)行節(jié)能。對于電機(jī)而言主要包含了電阻及漏電抗，漏電抗折算值、電阻折算值以及勵磁阻抗。對各種參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，它從異步電機(jī)的設(shè)計(jì)、工藝和材料上來采取措施。

2、優(yōu)化控制系統(tǒng)節(jié)能

變頻節(jié)能裝置可以在異步電動機(jī)的效率基本不變化的情況下， 通過三項(xiàng)異步電動機(jī)損失模型體現(xiàn)出轉(zhuǎn)差率與定子角頻率。進(jìn)而推導(dǎo)出轉(zhuǎn)子磁鏈、轉(zhuǎn)差率、定子磁鏈、定子角頻率、電磁轉(zhuǎn)矩以及運(yùn)行時電機(jī)轉(zhuǎn)速間函數(shù)關(guān)系，通過變化驅(qū)動電源的電壓和頻率，平滑地調(diào)節(jié)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，根據(jù)輸出量的要求來改變輸出功率來達(dá)到節(jié)能。變頻節(jié)能中的恒壓頻比控制很常見，它通過使比值恒定，保持磁通不變來控制異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。它能很迅速地適應(yīng)異步電機(jī)負(fù)載的變化，供給最大效率的電壓，達(dá)到相應(yīng)的節(jié)能狀態(tài)。

五、三相異步電動機(jī)的節(jié)能措施

電機(jī)的節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及電動機(jī)的全壽命周期，從電動機(jī)的設(shè)計(jì)、制造到電動機(jī)的選型、運(yùn)行、調(diào)節(jié)、檢修、報(bào)廢，要從電動機(jī)的整個壽命周期考慮其節(jié)能措施的效果，節(jié)能電動機(jī)的設(shè)計(jì)是指運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、新材料技術(shù)、控制技術(shù)、集成技術(shù)、試驗(yàn)檢測、技術(shù)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段，用新的絕緣材料增大導(dǎo)線截面積。更換電動機(jī)的外風(fēng)扇，將電動機(jī)的外風(fēng)扇改為節(jié)能型，對于不同型號的電動機(jī)，有對應(yīng)的節(jié)能型風(fēng)扇產(chǎn)品可供選用。提高電動機(jī)的電壓。當(dāng)異步電動機(jī)輕載時，降低其外在的電源電壓，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能，達(dá)到節(jié)能控制的效果。

六、結(jié)束語

總之，提升異步電動機(jī)節(jié)能系統(tǒng)，減小電動機(jī)的功率損耗，提高電動機(jī)的效率，設(shè)計(jì)出高效節(jié)能的電動機(jī)。才能提高效率和生產(chǎn)率，達(dá)到“節(jié)能增效”的目的。

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（作者單位：西安交通工程學(xué)院 電氣工程及其自動化）