
我國(guó)電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的能源利用率比國(guó)外約低20%左右,總的節(jié)能潛力約為1000億kWh,所以應(yīng)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)采取優(yōu)化節(jié)能措施以便挖潛節(jié)能。優(yōu)化電機(jī)結(jié)構(gòu)與工藝,開發(fā)高效電動(dòng)機(jī)提高電機(jī)效率可大幅度節(jié)電。YX系列高效電動(dòng)機(jī)由于采用性能好的優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片。利用專用繞線機(jī)提高槽內(nèi)導(dǎo)線的槽滿率,變更繞線方式,縮短端線長(zhǎng),采用最佳槽數(shù)比和氣隙值,采用先進(jìn)的轉(zhuǎn)子加工及表面處理新工藝,提高零件加工精度和裝配質(zhì)量等措施,有效地降低電機(jī)的鐵耗、銅耗和雜散損耗,提高了電機(jī)的效率。同時(shí)優(yōu)化風(fēng)路結(jié)構(gòu),適當(dāng)縮小風(fēng)扇外徑,較好地抑制了電機(jī)的噪聲和振動(dòng)。該系列電動(dòng)機(jī)具有高效率、低噪聲、振動(dòng)小、溫升裕度大、壽命長(zhǎng)及可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
在額定功率點(diǎn),YX高效電動(dòng)機(jī)平均效率要比Y系列約高3.1個(gè)百分點(diǎn),功率因數(shù)約高1.3個(gè)百分點(diǎn),在非額定負(fù)載段,YX系列高效電動(dòng)機(jī)平均效率比Y系列高3.9個(gè)百分點(diǎn),功率因數(shù)平均高1.9個(gè)百分點(diǎn)。
某采油廠在8口油井上將普通Y系列電動(dòng)機(jī)更換成同容量YX系列高效電動(dòng)機(jī),其中22kW1臺(tái)。更換前后各運(yùn)行計(jì)量測(cè)試產(chǎn)液量和耗電量,異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)化節(jié)能措施分析湖南大學(xué)衡陽分校(421101)雷美艷據(jù)估算,該采油廠采用高效電動(dòng)機(jī)后每年可節(jié)約費(fèi)用約430萬元,原油生產(chǎn)成本下降0.6個(gè)百分點(diǎn)。同時(shí),高效電動(dòng)機(jī)設(shè)有保養(yǎng)用的黃油嘴,安裝維護(hù)方便,工作效率高。
歐美國(guó)家積極推進(jìn)電動(dòng)機(jī)節(jié)能,美國(guó)以法律的形式強(qiáng)制推行高效電動(dòng)機(jī),使得在短短一年時(shí)間里,美國(guó)各大電機(jī)制造商推出高效電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品。我國(guó)目前制造的電機(jī)中僅有5%是高效電動(dòng)機(jī),且大多數(shù)用于出口。鑒于此況,我國(guó)把開發(fā)高效電動(dòng)機(jī)提上了“十五規(guī)劃”的議程,要求電機(jī)制造商批量生產(chǎn)高效率電動(dòng)機(jī),貫徹能效標(biāo)準(zhǔn),實(shí)施效率認(rèn)證制度。同時(shí)采取有效措施,鼓勵(lì)用戶積極使用高效率電動(dòng)機(jī)。
優(yōu)化電機(jī)起動(dòng)方式,實(shí)行變頻軟起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)的起動(dòng)方式有全壓起動(dòng)、Y-Y系列系列產(chǎn)液量/m耗電量/kWh表1《電機(jī)技術(shù)》2004(1)某地鐵車站對(duì)離心式冷水機(jī)組主冷凍泵所有閥/閘門調(diào)到全開啟狀態(tài),采用轉(zhuǎn)速控制方式,用ABB公司ACS400變頻器調(diào)速,在滿足冷水機(jī)組開機(jī)的要求下,測(cè)得表二數(shù)據(jù),節(jié)能效果很明顯,溫升基本符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
Δ降壓起動(dòng)和自藕降壓起動(dòng),前者起動(dòng)電流大,5 ̄7倍額定電流的起動(dòng)電流造成能量的巨大損耗及對(duì)電網(wǎng)和變壓器的巨大沖擊,影響電機(jī)本身和其它控制器件的使用壽命。后兩者起動(dòng)電流減少,但同樣存在沖擊電流,設(shè)備故障率高,同時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)距減少,起動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)。
目前一種電子式晶閘管軟起動(dòng)器是將晶閘管調(diào)壓電路串接于電動(dòng)機(jī)的三相供電線路。其導(dǎo)通角β由微機(jī)控制系統(tǒng)按照預(yù)定的模式進(jìn)行控制,使起動(dòng)器根據(jù)需要調(diào)節(jié)輸出電壓,完成電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)的過程。起動(dòng)完后,再短路晶閘管調(diào)壓電路,讓電動(dòng)機(jī)直接運(yùn)行。該起動(dòng)器起動(dòng)性能好,可根據(jù)負(fù)載需要進(jìn)行調(diào)整,起動(dòng)電流小,無電流沖擊,但起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng),造價(jià)高,有諧波污染。
新型的優(yōu)化起動(dòng)方式是實(shí)行變頻器變頻軟起動(dòng),變頻器將工頻電源整流為直流電壓,然后再逆變成具有可變電壓和可變頻率的交流電源供給電動(dòng)機(jī)。變頻器采用調(diào)壓調(diào)頻方式,使轉(zhuǎn)差功率大為減少,起動(dòng)電流幾乎為額定電流,起動(dòng)能耗大大減少,無起動(dòng)沖擊,且能提供1 ̄2倍的起動(dòng)轉(zhuǎn)距,控制起動(dòng)速度,使電動(dòng)機(jī)平滑起動(dòng)。
優(yōu)化電機(jī)運(yùn)行方式,推廣變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)水泵類平方轉(zhuǎn)距負(fù)載的設(shè)備,采用調(diào)速運(yùn)行時(shí),可以根據(jù)生產(chǎn)需要通過調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量,這樣就大大減少了輸入電動(dòng)機(jī)的功率,達(dá)到大幅度節(jié)電的目的。
變頻調(diào)速是異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的發(fā)展趨勢(shì),其操作簡(jiǎn)單,只要將變頻器接在電源饋線與交流異步電動(dòng)機(jī)之間就構(gòu)成一套交流變頻調(diào)速系統(tǒng),具有自動(dòng)能量?jī)?yōu)化(AEO)功能、自動(dòng)電機(jī)適配(AMA)功能及自動(dòng)電壓調(diào)整(AVR)功能。且具有正弦波脈寬調(diào)制功能,從根本上克服了晶閘管調(diào)壓控制裝置的諧波問題,功率因數(shù)較高,省去了無功就地補(bǔ)償裝置,提高了電能質(zhì)量。
冷凍泵按每天運(yùn)行16小時(shí)計(jì)算,每年運(yùn)行180天,變頻器輸出頻率在37Hz時(shí)就能滿足冷水機(jī)組開機(jī)的要求,電費(fèi)按0.85元/kWh計(jì)算,則每年可節(jié)約電費(fèi)為雖然變頻器初期投資較大,但增加的投資可以在短時(shí)間里收回,其性能價(jià)格比較高,使用變頻器很劃算,所以應(yīng)積極推進(jìn)中國(guó)變頻器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,認(rèn)真推廣交流電機(jī)的變頻調(diào)速節(jié)電措施。
異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)化節(jié)能措施,一是大力開發(fā)高效電動(dòng)機(jī),降低電機(jī)的損耗,提高其效率;二是實(shí)行變頻軟起動(dòng),減少起動(dòng)時(shí)的能量消耗;三是積極推廣變頻調(diào)速,節(jié)省電機(jī)的拖動(dòng)功率。應(yīng)用變頻器調(diào)速調(diào)壓起動(dòng),是異步電動(dòng)機(jī)優(yōu)化節(jié)能的首選措施。