電動機耗能表現(xiàn)主要在以下幾方面:
一是電機負載率低。由于電動機選擇不當,富裕量過大或生產(chǎn)工藝變化,使得電動機的實際工作負荷遠小于額定負荷,大約占裝機容量30%~40%的電動機在30%~50%的額定負荷下運行,運行效率過低。
二是電源電壓不對稱或電壓過低。由于三相四線制低壓供電系統(tǒng)單相負荷的不平衡,使得電動機的三相電壓不對稱,電機產(chǎn)生負序轉(zhuǎn)矩,增大電機的三相電壓不對稱,電機產(chǎn)生負序轉(zhuǎn)矩,增大電機運行中的損耗。另外電網(wǎng)電壓長期偏低,使得正常工作的電機電流偏大,因而損耗增大,三相電壓不對稱度越大,電壓越低,則損耗越大。
三是老、舊(淘汰)型電機的仍在使用。這些電機采用e級絕緣,體積較大,啟動性能差,效率低。雖經(jīng)歷年改造,但仍有許多地方在使用。
四是維修管理不善。有些單位對電機及設(shè)備沒有按照要求進行維修保養(yǎng),任其長期運行,使得損耗不斷增大。
因此,針對這些耗能表現(xiàn),選擇何種節(jié)能方案值得研究。
電機節(jié)能方案大致有六種。專家一一分析說,選用節(jié)能型電動機。高效電動機與普通電動機相比,優(yōu)化了總體設(shè)計,選用了高質(zhì)量的銅繞組和硅鋼片,降低了各種損耗,損耗下降了20%~30%,效率提高2%~7%;投資回收期一般為1~2年,有的幾個月。相比來說,高效電動機比j02系列電動機效率提高了0.413%。因此用高效電動機取代舊式電動機勢在必行。
1.適當選擇電動機容量達到節(jié)能。國家對三相異步電動機3個運行區(qū)域作了如下規(guī)定:負載率在70%~100%之間為經(jīng)濟運行區(qū);負載率在40%~70%之間為一般運行區(qū);負載率在40%以下為非經(jīng)濟運行區(qū)。電機容量選擇不當,無疑會造成對電能的浪費。因此采用合適的電動機,提高功率因數(shù)、負載率,可以減少功率損耗,節(jié)省電能。
2.采用磁性槽楔代替原槽楔。磁性槽楔主要降低異步電動機中的空載鐵損耗,空載附加鐵損耗是由齒槽效應(yīng)在電機內(nèi)引起的諧波磁通而在定子、轉(zhuǎn)子鐵芯中產(chǎn)生的。定子、轉(zhuǎn)子在鐵芯內(nèi)感生的高頻附加鐵損耗稱為脈振損耗。另外,定子、轉(zhuǎn)子齒部時而對正、時而錯開,齒面齒簇磁通發(fā)生變動,可在齒面線層感生渦流,產(chǎn)生表面損耗。脈振損耗和表面損耗合稱高頻附加損耗,它們占電機雜散損耗的70%~90%,另外的10%~30%稱為負載附加損耗,是由漏磁通產(chǎn)生的。雖然使用磁性槽楔會使啟動轉(zhuǎn)矩下降10%~20%,但采用磁性槽楔的電動機比采用普通槽楔的電動機的鐵損耗可降低60k,而且很適應(yīng)空載或輕載啟動的電動機改造。
3.采用y/△自動轉(zhuǎn)換裝置。為解決設(shè)備輕載時對電能的浪費現(xiàn)象,在不更換電動機的前提下,可以采用y/△自動轉(zhuǎn)換裝置以達到節(jié)電的目的。因為三相交流電網(wǎng)中,負載的不同接法所獲取的電壓是不同的,因而從電網(wǎng)中吸取的能量也就不同。
4.電動機的功率因數(shù)無功補償。提高功率因數(shù),減少功率損耗是無功補償?shù)闹饕康?。功率因?shù)等于有功功率與視在功率之比,通常,功率因數(shù)低,會造成電流過大,對于一個給定的負荷,當供電電壓一定時,則功率因數(shù)越低,電流就越大。因此功率因數(shù)盡量的高,以節(jié)約電能。
5.變頻調(diào)速。多數(shù)風(fēng)機水泵類負載是根據(jù)滿負荷工作需用量來選型,實際應(yīng)用中大部分時間并非處于滿負荷工作狀態(tài)。由于交流電機調(diào)速很困難,常用擋風(fēng)板、回流閥或開停機時間,來調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量,同時大電機在工頻狀態(tài)下頻繁開停比較困難,電力沖擊較大,勢必造成電能損耗和開停機時的電流沖擊。采用變頻器直接控制風(fēng)機、泵類負載是一種最科學(xué)的控制方法,當電機在額定轉(zhuǎn)速的80%運行時,節(jié)能效率接近40%,同時也可以實現(xiàn)閉環(huán)恒壓控制,節(jié)能效率將進一步提高。由于變頻器可實現(xiàn)大的電動機的軟停、軟起,避免了啟動時的電壓沖擊,減少電動機故障率,延長使用壽命,同時也降低了對電網(wǎng)的容量要求和無功損耗。
6.繞線式電動機液體調(diào)速。液體電阻調(diào)速技術(shù)是在傳統(tǒng)產(chǎn)品液體電阻起動器的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的。仍以改變極板間距調(diào)節(jié)電阻的大小達到無級調(diào)速的目的。這使它同時具有良好的起動性能,它長期通電,帶來了發(fā)熱升溫問題,由于采用了獨特的結(jié)構(gòu)和合理的熱交換系統(tǒng),其工作溫度被限定在合理的溫度之下。繞線電機用液體電阻調(diào)速技術(shù),以其工作可靠、安裝方便、節(jié)能幅度大、易維護及投資低等優(yōu)點,得到了迅速推廣,對于一些調(diào)速精度要求不高,調(diào)速范圍要求不寬,并且不頻繁調(diào)速的繞線式電動機,如風(fēng)機、水泵等設(shè)備的大中型繞線式異步電動機采用液體調(diào)速效果顯著。
節(jié)能環(huán)保,智能生活。以后將是人類發(fā)展的重要方向標!