电动机节电器在恒转速电机技能改造上的应用.docx

电动机节电器在恒转速电机技能改造上的应用

摘要：

本文主要分析了我厂的节电以及在恒转速电机上引用节电装置的必要性，通过阐述了电动机节电器的工作原理，以及同型电机的对比试验验证效果，并以此未依据推广电动机节电器在恒转速电机技能改造上的应用。

关键字：节电器横转速拖动节能

引言

我国电力工业目前发电装机容量达到3.16亿kW，年发电量达到了13500亿kWh。我国的电力消耗仅次于美国位居世界第二位，但我国人均用电只有1038kWh，还不到发达国家用电水平的10%。而乌鲁木齐石化公司2008年以来多次因为系统用电负荷过大而拉闸限电，造成装置的大面积停工，究其原因乌石化用电负荷过大，电网容量裕度有限，抗干扰能力较低的原因造成。

石油化工企业中使用的大量三相异步电动机，其运行状态大致可以分为经济运行状态、允许状态和非经济允许状态。而目前我厂大多数的异步电动机及其拖动系统还处于非经济运行状态，白白浪费掉大量电能，影响着企业的经济效益。造成大量的异步电动机处于非经济运行状态的原因大致为：

低效老式电动机的使用相当普遍，BJO型等陈旧型号电动机功率因数较低，国家已经要求进行更换，但由于资金问题还没有得到及时更新。

由于设计时欲量的过大，拖动系统中存在着严重的“大马拉小车”的现象，轻载运行状态的电动机相当普遍，而当电动机轻载运行时，其效率和功率因数都较低。

由于大多数异步电动机采用直接起动方式，除了造成对电网及拖动系统的冲击和事故之外，6～10倍的启动电流也造成巨大的能量损耗，对于频繁起动的设备尤其如此。

在需要恒转速的场合(如反应搅拌拖动电机等)仍采用定速电机拖动，而电机的运行大多数时间运行在电机的低功率低功率因数的非经济状态下，短时间运行经

济运行状态。提出问题

当异步电动机处于非经济运行状态时，应采取改造措施，使电动机进入经济运行状态或允许运行状态。这些措施包括更换高效电动机，电动机调压节电，电动机的调速节电以及电动机的无功功率就地补偿节电等。这些措施中尤其以变频器对电动机的调速节电最为突出，效果最好。但由于变频技术改变频率将改变电机的运行速度，但由于工艺条件的要求，电机的运行速度不能改变而不能使用。

为了提高电动机的运行效率，保护电机的安全运行，经过市场的多方考查，决定化工聚合车间主要设备聚合釜上采

用江苏斯菲尔德电气设备有限公司生产的电动机专用节电器，检测实际效果，为大规模的技术改造提供技术依据，为进一步提高设备的自动化程度，保证设备安全运行，降低企业的运行成本，增加企业市场竞争力，为乌鲁木齐石化公司的可持续发展打下坚实的基础。

电机节电器节电原理

电动机是石油炼化企业生产中使用量及耗电量最多的一种电气设备。在电机拖动系统中，往往以最高负载量加上裕量来设计参数及选型，而在实际的运行中，大部分的电动机不是满载运行，而是工作于满电压、满速度而负载荷较小的状态；对于负载波动频繁的电机，在满载运行的同时，也会有很大比例的空载运行时间。

负载的变化会随着实际需求变化，因此，大多数情况存在大功率电机拖动小负载的情况（即常说的“大马拉小车”）。由电机设计和运行特性可以知道，电动机在满载运行时效率最高,功率因数COSΦ

最佳；轻载运行效率降低、COSΦ也降低，空载时COSΦ甚至降到0.3以下，所以在轻载运行时电机的电能浪费较大。

这是因为当电机从满载变化到轻

OSΦ就提高了，适当控制可以接近最佳值。

另外，其它条件不变，定子铁耗：P

Fe

=P ×(U/U)2

l FeIN 1 IN

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。

下图表示典型的电机损耗与负荷的关系：

其中：P —定子铁耗；P —定子额

Fel FeIN

定铁耗；U —定子额定端电压。

IN

可以看出，随着U下降，P 以平方比例迅

1 Fel

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，这就是电机节电器轻载降压节电的道理。

4电机节电器的性能特点

损耗可变损耗固定损耗

损

耗

可变损耗

固定损耗

可节省能量

负载

其控制原理图图二。

同时，电机节电器可控功

380VAC可控

380VAC

可控

功率元件

接三相电动

电源检测

触发系统

电测装置

（与设定值标胶给出动作值）

控制模块

人机对话系

统（键盘和数显装置）

I/O接口电路

与负载的关系

根据电机定子感应电势公式可以知道：

U≈E=4.44F

1

NKNΦ

1

其中:N

11 1 m

—定子每相绕组

1

串联匝数；F.K.N

1

是常数。

由于轻载、空载时定子电流很小，可以忽略定子