電動機節(jié)電技術(shù)簡介

節(jié)能是當前世界各國都很重視的一個課題,電能節(jié)約是節(jié)能的一個重要方面。而電動機是使用最廣泛的電氣設備之一,所消耗的電能約占全部工業(yè)生產(chǎn)用電的60%,其節(jié)電問題顯得十分重要。做好電動機電能節(jié)約對提高企業(yè)的經(jīng)濟效益及促進國民經(jīng)濟的發(fā)展,具有十分重要的意義 。

1、設備陳舊、老化

如我國J2、JO2 系列及其派生電動機在一些用戶中還大量存在，這些電動機采用E 級絕緣，體積大，啟動性能較差，效率較低。

2、電源電壓過低或不對稱

由于變電所供電半徑過大，供電線路中電壓損耗加大，電網(wǎng)電壓長期低于額定值，使得電動機的工作電流偏大，造成電動機損耗增大。同時由于低壓供電系統(tǒng)中三相四線制的三相負荷分配不均，三相電壓不對稱，造成電動機產(chǎn)生了負序轉(zhuǎn)矩，增大了電動機的損耗。

3 、運行不當、負載率過低

電動機沒有按照經(jīng)濟運行標準科學合理使用，而且管理不善，電動機維護、維修不及時，造成了電動機的電能大量損失。另外，電動機的額定功率（容量）應按照負載設備的實際需要通過計算和校驗來確定，“大馬拉小車” 。

電動機在額定運行時，隨著電源電壓的降低，不變損耗即鐵損耗將會降低， 而電動機的電磁轉(zhuǎn)矩也隨電壓成平方地迅速降低。為了穩(wěn)定運行，要增大電動機的轉(zhuǎn)差率，這必然引起轉(zhuǎn)子電流、定子電流增大，定、轉(zhuǎn)子銅耗即可變損耗的增加值超過不變損耗的下降值，電動機的效率降低。在輕載運行時，由電動機負載轉(zhuǎn)矩公式可知，適當降低供電電壓，是有利于節(jié)電運行的。因為輕載情況下，電動機的實際轉(zhuǎn)差率小于額定轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)子電流并不大。降壓運行時，轉(zhuǎn)子電流增加的數(shù)值是有限的。降壓使電動機的空載電流減少，空載損耗即不變損耗也減少，同時電動機的功率因數(shù)和運行效率也得到改善，具有可觀的節(jié)電效果。據(jù)研究，一臺鼠籠式異步電動機在額定負載運行狀態(tài)下，定子繞組的接線方式為“Δ”形連接時，效率為66.7%，在輕載運行時，改為“Y”形連接，效率可提高到79.7% 。

1、選用高效節(jié)能的電動機

選用YX 系列高效型電動機和Y 系列節(jié)能型電動機能降低空載損耗。據(jù)研究，若將我國所有的高能耗電動機用YX 高效型系列和Y 系列節(jié)能型電動機替代，1 年可節(jié)電48 萬kW·h，節(jié)電效果顯而易見。

2、調(diào)節(jié)運行電壓

異步電動機當三相電路不對稱時， 將在內(nèi)部形成負序磁場，使總損耗增加。如果能采取措施，平衡電力網(wǎng)的三相負荷，使電動機的三相電壓對稱，就能有效避免電動機的這部分損耗。

另外， 從電動機在輕載運行時的降壓節(jié)電原理分析可知，電動機在輕載下運行時，如果能適時降低電動機的電源電壓，就可降低損耗。常用的方法有：無級調(diào)壓法、功率因數(shù)（cosφ）控制法、最小輸入功率法和Δ/Y 電壓變換法。

3、調(diào)節(jié)電動機在最高效率下運行

當電動機的可變損耗與不變損耗相等時效率最高，電動機的可變損耗主要為銅損耗，不變損耗主要為鐵損耗。電動機效率最高時并不是在額定負載處。由電動機的運行特性曲線可知，對于常用的中小型異步電動機， 效率最高一般出現(xiàn)在額定負載的3/4 處左右。如果我們能適時調(diào)節(jié)電動機在最高效率下運行，那么電動機的損耗就能控制到最小。

4、異步電動機同步運行

異步電動機額定運行時的轉(zhuǎn)速略低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速，同步電動機的轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速：n1=60f/p。如果調(diào)節(jié)同步電動機在過勵磁的情況下運行， 同步電動機就能從電網(wǎng)吸收超前的無功電流，還能補償異步電動機等感性負載的無功電流，提高功率因數(shù)cosφ。同步電動機的功率因數(shù)cosφ 一般較高，可達到0.9～1.0。因此，在負載轉(zhuǎn)速變化不大的情況下，把三相繞線式異步電動機改作三相同步電動機運行。即先將三相繞線式異步電動機異步啟動，當轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時，繞線轉(zhuǎn)子繞組接入直流電可實現(xiàn)同步運行，調(diào)節(jié)其在過勵磁狀態(tài)下，以達到節(jié)電目的。

5、就地電容無功補償

電動機多為感性負載， 運行時要消耗一定的無功功率，功率因數(shù)都不高。如果用電容器給電動機就地無功補償，即感性負載兩端并聯(lián)電容，就能大大減少無功損耗，提高功率因素。感性電動機電容無功補償后的功率因數(shù)一般為0.92～0.96。同時由于電容補償后的總電流減小，因而線路上的有功損耗I2R 也有所減少。

6、節(jié)電器的使用

使用節(jié)電器能達到節(jié)能的目的。幾年來，市場上相繼出現(xiàn)了多種節(jié)電裝置，JN-1 高效節(jié)電器就是其中的一種， 其最高節(jié)電可達損耗的40%。它以電動機的工作電壓和電流作取樣對象，自動監(jiān)測負載變化，適時動態(tài)調(diào)整電動機的電源電壓。在輕載情況下，將電動機的供電電壓自動降至最佳需求，提高了功率因數(shù)cosφ，降低了無功損耗和有功損耗，對于長期處于輕載或負載變化較頻繁的電動機，其節(jié)電效果更佳。JN-1 節(jié)電器除具有節(jié)電功能外，還具有恒流軟啟動、缺相保護、過載保護、過熱保護等功能，是一種較理想的電機節(jié)電、啟動綜合裝置 。

由于交流電動機的工作原理，使得電動機電能浪費成了各界人士廣泛關(guān)注的問題。作為消費電能達發(fā)電總量60%以上的電動機，任何微小的浪費累計都是一個驚人的天文數(shù)字。為了解決這世界性的難題，各國的科學家進行了不懈的努力，也誕生了許多有效的節(jié)電辦法，如使用變壓器強制降壓等。但是，這些節(jié)電方法并沒有獲得推廣，其主要原因是設計復雜、造價昂貴，而節(jié)電效果不很理想。直到80年代中期，由于微電子技術(shù)的發(fā)展以及半導體材料科學的發(fā)展，使得節(jié)電效果好、結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉的節(jié)電產(chǎn)品得以問世并迅速得到推廣成為現(xiàn)實。控制輸入電動機所需的最低電力，以達到省電的目的是當代節(jié)電技術(shù)的設計主流。它的原理基本上是以閘流體控制電力的供應。此一構(gòu)想首由美國 NASA于20多年前提出。利用閘流技術(shù)進行電能控制，可分為兩種情況：調(diào)壓、調(diào)頻。調(diào)頻是改變電網(wǎng)供電頻率的方法，促使電機在工作中始終在效率所要求最高狀態(tài)下，提供最低限正常工作電量的節(jié)能方案。這一技術(shù)的應用，在很大程度上改變了異步電動機的工作特性，其節(jié)能的有效性已被廣大客戶所共識。但是這一技術(shù)的應用投入成本非常高，投資回收期很長。正是由于這一投資方面的原因，其節(jié)能技術(shù)的應用廣泛性受到極大限制。

數(shù)字式異步電動機節(jié)電器是綜合最新高科技技術(shù)的一種新產(chǎn)品。由一臺微型電腦（單片機）和相關(guān)控制模塊所組成。是先進的微電子技術(shù)和半導體材料科學的杰出代表，具有實時監(jiān)控、智能調(diào)整、電機保護等多種功能。其極高的性能價格比，一經(jīng)問世就成了關(guān)注的熱點。通過世界60多個國家和地區(qū)的應用而最終成熟的一種采用最先進電子數(shù)字技術(shù)的程控節(jié)能產(chǎn)品 。2100433B

節(jié)約用電的措施包括采用有效的節(jié)電技術(shù)和加強節(jié)電管理兩個方面。

節(jié)約用電節(jié)電技術(shù)

主要包括：①應用高效率的電動機、并根據(jù)不同使用要求，正確選擇電動機的類型和容量，采用先進的電動機調(diào)速方式和控制設備（見電動機節(jié)電技術(shù)）。

②對電照明選用適當?shù)恼斩龋ㄒ婋姽庠矗?，采用高效率的照明設備和照明線路（見照明設備節(jié)電技術(shù)）。

③根據(jù)負荷特性，正確選擇變壓器的容量、臺數(shù)和運行方式，減少變壓器的電能損耗（見變壓器經(jīng)濟運行）。

④提高用電設備的功率因數(shù)，進行無功功率補償，減少供電線路和變壓器的電能損耗（見用電功率因數(shù)的改善）。

⑤對泵、風機、起重運輸機械等電動設備,正確選用其類型、容量、運行方式,提高其效率。

⑥將電力電子技術(shù)和計算機控制技術(shù)等先進技術(shù)應用于節(jié)電技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)。

節(jié)約用電節(jié)電管理

主要工作有：①根據(jù)用戶的規(guī)模和用電量的大小，設立節(jié)電管理機構(gòu)，或設專人負責節(jié)電管理工作； ②建立和實施節(jié)電管理的規(guī)章制度，包括用電管理制度、耗電定額管理制度、電能計量測試儀表管理制度、節(jié)電獎懲制度等； ③對本單位用電情況定期進行分析，根據(jù)需要進行用電設備的更新改造、生產(chǎn)工藝的改進、生產(chǎn)工序的調(diào)整，制訂節(jié)電計劃和措施；④加強對電能計量與測試儀器的管理； ⑤組織節(jié)電教育和技術(shù)培訓。

《節(jié)電管理與節(jié)電實用技術(shù)》共分15章，分別介紹了節(jié)電管理技術(shù)；廠礦企業(yè)配電系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)；電力無功補償及節(jié)電技術(shù)；電氣照明節(jié)電技術(shù)；電動機節(jié)電技術(shù)；水泵節(jié)電技術(shù)；風機節(jié)電技術(shù)；空氣壓縮機節(jié)電技術(shù)；電氣控制設備節(jié)電技術(shù)；空調(diào)設備節(jié)電技術(shù)；電焊機節(jié)電技術(shù)；電加熱設備節(jié)電技術(shù)；家用電器節(jié)電技術(shù)；賓館、商場節(jié)電技術(shù)；工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)電技術(shù)等內(nèi)容。