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【技术分析】变频调速系统与高效电机的节能分

  北极星环保网讯:电机高效节能的两种重要方式:变频调速系统与高效电机。分析了变频调速系统在风机与泵类负载中的节能原理与特点;高效电机提高效率降低损耗的措施,与普通电机区别的特点。

  随着环境恶化、资源匮乏,节能环保理念越来越深入到经济社会发展中,各国都在节能环保技术及推广方面加大投资。电机耗能现象严重,不仅增加了企业生产成本,造成了电力能源的极大浪费,更与我国推行的节能减排战略不相符。目前提高电机运行效率可以有效地改变电机的高能耗现象,节能效果十分明显,能耗可比普通电机降低20%至30%。电动机节能的主要途径,一是通过变频调速系统,改善变频电机的运行效率;二是使用高效电机。

  变频调速技术用于节能,目前用得最多的是对风机、泵类负载设备的调速节能,原因是风机、泵类负载的转矩与转速的平方成正比。用调速的方法改变其负载流量,节电率可达20%~60%等。我国电厂大部分风机和水泵都采用定速驱动,靠调节风门、风道挡板或阀门的开度来调节风机风量,水泵流量来满足生产工艺对风量和水泵流量的要求,造成的电能浪费很严重。新会电机厂只有少数风机和水泵增设了液力偶合器等装置调速,虽然改变了负载转速,但是电动机转速不变,部分能量损耗在液力偶合器中,其运行效率较低,节能效果不明显。新会电机厂若采用高压变频器对风机水泵进行改造,通过改变风机水泵转速,从而改变风机风量,水泵流量以适应生产工艺的需要,运行能耗最省,节能效果非常明显。现在变频调速技术已成为最理想的一种调速节能方式。

  (1)变频调速可以实现变频起动,启动时间短,启动电流小,拖动更大的负载转动惯量,并且启动平稳,可无极平滑调速,对电网及电机无损害,延长机电设备使用寿命。

  (2)操作方便维护简单,无需设置调节挡板,避免了节流带来的能量损耗。需要调节流量、压力时,根据前面公式可知,只要改变频率来改变电动机转速即可。

  (3)采用变频调速不仅降低风机水泵的故障率,减少维修费用及管理费用的投入,同时也提高系统自动调节品质,节电效果明显。

  (4)采用变频恒压供水可消除水锤效应,实现闭环供水,用户可直接从管网取水,避免了高水位水箱、水塔储水的二次污染。不仅系统具有保护功能,自诊断和自处理能力强,实现楼宇智能化。

  总之,变频调速作为新型调速节能手段,有利于风机、水泵的安全经济运行。不足之处是对电源的质量、变频器的工作环境以及电机要求比较高,维修费用高等。

  高效电机是指效率较高的电机,其效率应该满足相关的能效等级要求。高效电机将新制造工艺及新材料完美运用到核心部件上,通过电机线圈优化设计,有效降低电磁能、热能和机械能的损耗,提升运转效率,电机发热量小、运行寿命长。

  众所周知,电动机的损耗主要由定子铜耗、转子铜耗、铁耗、机械损耗和杂散损耗组成,高效、超高效电动机的开发,必须从降低这五大损耗着手,采取多种措施,挖掘潜力,降低损耗,提高电动机的效率。

  3.1.1增加有效材料,降低铜耗和铁耗。对于高效电机,由于效率指标提高较大,为降低绕组损耗和铁心损耗,需要适当降低电流密度和磁感应强度,因此相应放大了导线截面和增加了铁心长度,部分机座放大了冲片外径,从而相应增加了有效材料用量。

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