电动机节电方法与技术原理浅析—河北方圆

电动机节电方法与技术原理浅析

轻载电机降压节电：

任何利用交流感应电动机作为动力传动的生产机械，电动机的额定功率是按负载的zui大负荷选择的。实际工作中大部分的电动机不是满载运行，而是工作于满电压及负载荷较轻的状态；对于负载波动频繁的电机，在滿载运行的同时，也会有很大比例的空载运行时间。

由电机运行特性可以知道，电动机在额定运行时效率zui高 , 功率因数 Cosφ zui高；轻载运行时效率降低、电机的电能浪费较大；而且 Cosφ 也降低，空载时 Cosφ 甚至降到 0.3 以下。

Ener 节电器 通过检测电机的负载大小的方法，根据负载的减少，适当降低定子电压可以提率。
这是因为当电机从满载变化到轻载、空载时，定子电流有功分量减小，而励磁的无功电流基本不变（所以 Cosφ 降低）；由于励磁无功电流基本不变，则空载损耗中占主要成份的定子铁损耗，一点没有减少，所以效率很低。如果适当降低定子电压，见电机定子感应电势公式：

U1≈E1=4.44fkWΦm

其中 : W— 定子每相绕组串联匝数； f.k.W 是常数。

由于轻载、空载时定子电流很小，可以忽略定子绕组的漏阻抗压降，所以 U1≈E1 ，当其他条件不变时，降低定子电压 U1 ，则 Φm 比例下降 , 也即励磁无功电流 Im 也成比例下降，这样定子电流中的无功分量减少了， Cosφ 就提高了，适当控制可以接近*值。

另外，其他条件不变，定子铁耗： p Fel = p FeIN ×（U1/ UIN）2
其中： p Fel — 定子铁耗； p FeIN — 定子额定铁耗； UIN — 定子额定端电压。
可以看出，随着 U1 下降， p Fel 以平方比例迅速下降，这样轻载、空载时占主要损耗的铁耗大量减少，使电机的运行效率大大提高，这就是轻载降压节电的道理。

变频调速节能：

风机及泵类设备的机械特性：

Q ∝ N ； M ∝ N2 ； P ∝ N3 ；

其中： Q— 流体的流量； N— 风机、水泵的轴转速； M— 轴转矩； P— 轴功率。

大多数风机、泵类调节流量、压力时，是用档板或阀门调节，这时输入功率变化不大，大量能量以压差的形式损耗在档板、阀门上了，不仅能耗大而且档板、阀门容易磨损损坏，噪声也大。

由上面公式可见，只要改变 N ，流量 Q 成比例变化，达到调节 Q 的目的；而轴功率可大大减少，

如 Q ' =1/2Q ，则 P ' =1/8×P ，

轴上功率仅为额定时的 12.5% ，还能节能（节电） 80% 以上，当然这是理想的，考虑其他因素，节能率要小些。

另外，即使对于许多 “ 恒转矩 ” 性质的机械，如活塞式空压机等，用调速改变负载，也有明显的节能效果，这是

因为降速后（如用变频调速）电机和生产机械的多种损耗都随转速风速下降，效率都比机械方式调速有很大提高。

软起动节能

通常感应电动机采用直接启动或一般启动的方法，电动机的全压起动电流为额定电流的 5-7 倍，不仅损耗大，对电网冲击也大，机械磨损，振动都大。如果用变频调速起动，可以将起动电流限制到很小，即使是满载起动，也只比额定电流稍大就可以了，损 耗大大降低，既不冲击电网，又不冲击机械。

功率因数 Cos φ 改善的好处：

采用变频调速，由于变频器中有直流电容器的隔离作用，使输入侧的功率因数接近于 1.0 ，电动机的励磁无功电流由电容器提供，这样可以节省很大的一块电网容量，一般可节省 30% 左右。所以很多大容量设备进行变频调速改造后，可以增加不少新设备而不需扩容。