電動(dòng)機(jī)節(jié)電方法與技術(shù)原理淺析

輕載電機(jī)降壓節(jié)電：

任何利用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力傳動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械，電動(dòng)機(jī)的額定功率是按負(fù)載的zui大負(fù)荷選擇的。實(shí)際工作中大部分的電動(dòng)機(jī)不是滿載運(yùn)行，而是工作于滿電壓及負(fù)載荷較輕的狀態(tài)；對(duì)于負(fù)載波動(dòng)頻繁的電機(jī)，在滿載運(yùn)行的同時(shí)，也會(huì)有很大比例的空載運(yùn)行時(shí)間。

由電機(jī)運(yùn)行特性可以知道，電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)效率zui高 , 功率因數(shù) Cosφ zui高；輕載運(yùn)行時(shí)效率降低、電機(jī)的電能浪費(fèi)較大；而且 Cosφ 也降低，空載時(shí) Cosφ 甚至降到 0.3 以下。

Ener 節(jié)電器 通過檢測(cè)電機(jī)的負(fù)載大小的方法，根據(jù)負(fù)載的減少，適當(dāng)降低定子電壓可以提率。
這是因?yàn)楫?dāng)電機(jī)從滿載變化到輕載、空載時(shí)，定子電流有功分量減小，而勵(lì)磁的無功電流基本不變（所以 Cosφ 降低）；由于勵(lì)磁無功電流基本不變，則空載損耗中占主要成份的定子鐵損耗，一點(diǎn)沒有減少，所以效率很低。如果適當(dāng)降低定子電壓，見電機(jī)定子感應(yīng)電勢(shì)公式：

U1≈E1=4.44fkWΦm

其中 : W— 定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)； f.k.W 是常數(shù)。

由于輕載、空載時(shí)定子電流很小，可以忽略定子繞組的漏阻抗壓降，所以 U1≈E1 ，當(dāng)其他條件不變時(shí)，降低定子電壓 U1 ，則 Φm 比例下降 , 也即勵(lì)磁無功電流 Im 也成比例下降，這樣定子電流中的無功分量減少了， Cosφ 就提高了，適當(dāng)控制可以接近*值。

另外，其他條件不變，定子鐵耗： p Fel = p FeIN ×（U1/ UIN）2
其中： p Fel — 定子鐵耗； p FeIN — 定子額定鐵耗； UIN — 定子額定端電壓。
可以看出，隨著 U1 下降， p Fel 以平方比例迅速下降，這樣輕載、空載時(shí)占主要損耗的鐵耗大量減少，使電機(jī)的運(yùn)行效率大大提高，這就是輕載降壓節(jié)電的道理。

變頻調(diào)速節(jié)能：

風(fēng)機(jī)及泵類設(shè)備的機(jī)械特性：

Q ∝ N ； M ∝ N2 ； P ∝ N3 ；

其中： Q— 流體的流量； N— 風(fēng)機(jī)、水泵的軸轉(zhuǎn)速； M— 軸轉(zhuǎn)矩； P— 軸功率。

大多數(shù)風(fēng)機(jī)、泵類調(diào)節(jié)流量、壓力時(shí)，是用檔板或閥門調(diào)節(jié)，這時(shí)輸入功率變化不大，大量能量以壓差的形式損耗在檔板、閥門上了，不僅能耗大而且檔板、閥門容易磨損損壞，噪聲也大。

由上面公式可見，只要改變 N ，流量 Q 成比例變化，達(dá)到調(diào)節(jié) Q 的目的；而軸功率可大大減少，

如 Q ' =1/2Q ，則 P ' =1/8×P ，

軸上功率僅為額定時(shí)的 12.5% ，還能節(jié)能（節(jié)電） 80% 以上，當(dāng)然這是理想的，考慮其他因素，節(jié)能率要小些。

另外，即使對(duì)于許多 “ 恒轉(zhuǎn)矩 ” 性質(zhì)的機(jī)械，如活塞式空壓機(jī)等，用調(diào)速改變負(fù)載，也有明顯的節(jié)能效果，這是

因?yàn)榻邓俸螅ㄈ缬米冾l調(diào)速）電機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械的多種損耗都隨轉(zhuǎn)速風(fēng)速下降，效率都比機(jī)械方式調(diào)速有很大提高。

軟起動(dòng)節(jié)能

通常感應(yīng)電動(dòng)機(jī)采用直接啟動(dòng)或一般啟動(dòng)的方法，電動(dòng)機(jī)的全壓起動(dòng)電流為額定電流的 5-7 倍，不僅損耗大，對(duì)電網(wǎng)沖擊也大，機(jī)械磨損，振動(dòng)都大。如果用變頻調(diào)速起動(dòng)，可以將起動(dòng)電流限制到很小，即使是滿載起動(dòng)，也只比額定電流稍大就可以了，損 耗大大降低，既不沖擊電網(wǎng)，又不沖擊機(jī)械。

功率因數(shù) Cos φ 改善的好處：

采用變頻調(diào)速，由于變頻器中有直流電容器的隔離作用，使輸入側(cè)的功率因數(shù)接近于 1.0 ，電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁無功電流由電容器提供，這樣可以節(jié)省很大的一塊電網(wǎng)容量，一般可節(jié)省 30% 左右。所以很多大容量設(shè)備進(jìn)行變頻調(diào)速改造后，可以增加不少新設(shè)備而不需擴(kuò)容。