電動(dòng)機(jī)節(jié)約用電（下）

（二）電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行

対異步電動(dòng)機(jī)采用調(diào)速運(yùn)行，可以使電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速率大大提高。企業(yè)可以根據(jù)被拖動(dòng)機(jī)械負(fù)責(zé)的具體情況采用不同的調(diào)速方式來提高電動(dòng)機(jī)的效率，以達(dá)到節(jié)電目的。因此，在滿足需要的輸出量時(shí)，通過調(diào)速適當(dāng)降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以顯著地節(jié)約電能。研究、分析和選定調(diào)速方式負(fù)載特性調(diào)速范圍速度變化率反應(yīng)快速性運(yùn)轉(zhuǎn)效率設(shè)備費(fèi)用安裝面積維護(hù)檢修（二）電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式為式中n——異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min

——異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，r/min

s——電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率；

f——電源的頻率，Hz;p——定子繞組的極對數(shù)。（二）電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行1.變極調(diào)速節(jié)電 ·改變定子極對數(shù)，可在定子槽內(nèi)安裝有不同極對數(shù)的兩套或多套獨(dú)立繞組，每個(gè)繞組又可有不同的連接法，得到不同的極對數(shù)，從而達(dá)到變極調(diào)速節(jié)電目的。它主要適用于泵與風(fēng)機(jī)等以平方遞減轉(zhuǎn)矩的設(shè)備。2.變頻調(diào)速（二）電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行

改變電源頻率也可以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速。它具有調(diào)速范圍較大，平滑性較高，適用于負(fù)載變化大的特點(diǎn)。變頻調(diào)速技術(shù)目前被國內(nèi)外公認(rèn)為是最理想和最有發(fā)展前途的電動(dòng)機(jī)調(diào)速方式。采用變頻調(diào)速技術(shù)，般可以節(jié)約電能20%-50%,按提高能效25%測算，若我國目前運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)半采用變頻調(diào)速技術(shù)，則每平可節(jié)約電能640億kWh,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。（二）電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行3.改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速改變轉(zhuǎn)差率的調(diào)速方法，有轉(zhuǎn)子電路串接電阻調(diào)速、改變定子電壓調(diào)速、串級調(diào)速、脈沖調(diào)速以及在次級電路中引入附加電動(dòng)熱進(jìn)行調(diào)速等多種。它們的共同缺點(diǎn)是在調(diào)速過程中均產(chǎn)生大量的轉(zhuǎn)差功率，并消耗在轉(zhuǎn)子回路中，使轉(zhuǎn)子發(fā)熱，因此調(diào)速經(jīng)濟(jì)性較差(串級調(diào)速除外)。（三）改善電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)的計(jì)算可間接求取或直接求取。間接求取按式（8-10）計(jì)算式中P——輸入功率，W；U——線電壓，V；I——線電流，A。直接求?。簩τ谌嚯妱?dòng)機(jī)，采用兩互計(jì)法測功率，并用式（8-11）計(jì)算（三）改善電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)轉(zhuǎn)子繞組通過直流勵(lì)磁電流時(shí)，有三種連接方式，如圖8-2（a）、（b）、（c）所示。直流電源可以由三相橋式整流電路提供。繞線式異步電動(dòng)機(jī)采用同步化運(yùn)行，必須具備下列條件：(1)負(fù)載率在75%左右，且負(fù)載穩(wěn)定。(2)不需要調(diào)速。異步電動(dòng)機(jī)同步化運(yùn)行以后，過負(fù)載能力有較大降低，為了運(yùn)行可靠，負(fù)載不能超過額定輸入功率的0.75左右。同步化運(yùn)行以后，不僅可以做到不需向電網(wǎng)吸取無功功率，甚至可以向電網(wǎng)提供一部分感性無功功率，從而使電網(wǎng)的功率因數(shù)得以提高。（四）電動(dòng)機(jī)調(diào)壓節(jié)電，改善輕載運(yùn)行1.降低電動(dòng)機(jī)電源電壓提高功率因數(shù)和效率：采用同一規(guī)格的電動(dòng)機(jī)，且負(fù)載也相似，此時(shí)可采用調(diào)節(jié)變壓器分接點(diǎn)，并加裝降壓自耦變壓器、電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置等方式來調(diào)節(jié)電源電壓，以提高異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率。2.利用三角形——星形轉(zhuǎn)換降壓節(jié)電電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率低于40%時(shí)稱輕載運(yùn)行，此時(shí)損耗大、效率低、功率因數(shù)更低。（四）電動(dòng)機(jī)調(diào)壓節(jié)電，改善輕載運(yùn)行

從圖8-4可知，電動(dòng)機(jī)由三角形變化成星形接法后，當(dāng)負(fù)載率>0.3時(shí),雖然無功損耗有所減少,但有功損耗卻增加了;當(dāng)<0.3時(shí),總的損耗有所減少,節(jié)約了電能.所以在輕載時(shí)將異步電動(dòng)機(jī)的三角形接法改換為星形接法后,功率因數(shù)和效率均有顯著提高。（四）電動(dòng)機(jī)調(diào)壓節(jié)電，改善輕載運(yùn)行電動(dòng)機(jī)三角形——星形轉(zhuǎn)換接線方式，如圖8-5所示。電動(dòng)機(jī)三角形——星形轉(zhuǎn)換的接線方式，適用于重載時(shí)采用三角形接法運(yùn)行、輕載時(shí)轉(zhuǎn)換為星形接法運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)；也適用于在啟動(dòng)時(shí)負(fù)載很重，工作時(shí)多為輕載的機(jī)床、磨床、刨床、沖床、鉆床等機(jī)械設(shè)備。（五）推廣應(yīng)用節(jié)能型電動(dòng)機(jī)企業(yè)大量使用著電動(dòng)機(jī)，但原來老型號的電動(dòng)機(jī)存在耗能高、效率低、溫升高、過載能力小等缺陷，浪費(fèi)電能嚴(yán)重。為了節(jié)約用電，提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率，應(yīng)盡可能地使機(jī)械負(fù)載在各種運(yùn)行狀態(tài)下所需要的電能與電動(dòng)機(jī)所輸入的電能相平衡，為此我國于2002年1月1日發(fā)布，于2002年8月1日實(shí)施的《中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及節(jié)能評價(jià)值》國家標(biāo)準(zhǔn)，其中主要規(guī)定了電動(dòng)機(jī)能效限定值和節(jié)能電動(dòng)機(jī)的評價(jià)。（五）推廣應(yīng)用節(jié)能型電動(dòng)機(jī)1.電動(dòng)機(jī)能效限定值定義額定功率(kW)效率①(%)額定功率(kW)效率(%)2極4極6極2極4極6極0.55-71.065.03091.491.491.50.7575.073.069.03792.092.092.01.176.276.272.04592.592.592.51.578.578.576.05593.093.092.82.281.081.079.07593.693.693.5382.682.681.09093.993.993.8484.284.282.011094.094.594.05.585.785.784.013294.594.894.27.587.087.086.016094.694.994.51188.488.487.520094.894.994.51589.489.489.025095.295.294.518.590.090.090.031595.495.2-2290.590.590.0

（五）推廣應(yīng)用節(jié)能型電動(dòng)機(jī)2.節(jié)能電動(dòng)機(jī)評價(jià)額定功率(kW)效率①(%)額定功率(kW)效率①(%)2極4極6極2極4極6極0.55-80.775.43092.993.292.50.7577.582.377.73793.393.693.01.182.883.879.94593.793.993.51.584.185.081.55594.094.293.82.285.686.483.47594.694.794.2386.787.484.99095.095.094.5487.688.386.111095.095.495.05.588.689.287.413295.495.495.07.589.590.189.016095.495.495.01190.591.090.020095.495.495.01591.391.891.025095.895.895.018.591.892.291.531595.895.8-2292.292.692.0

（五）推廣應(yīng)用節(jié)能型電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)額定功率（kW）負(fù)荷散雜損耗占輸入功率的比值（%）電動(dòng)機(jī)額定功率（kW）負(fù)荷散雜損耗占輸入功率的比值（%）0.552.5301.80.752.5371.71.12.5451.71.52.4551.62.22.3751.632.3901.542.21101.55.52.11321.47.52.11601.4112.02001.3151.92501.318.51.93151.3221.8

（五）推廣應(yīng)用節(jié)能型電動(dòng)機(jī)3.世界主要國家電動(dòng)機(jī)效率平均值比較4.我國高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)國內(nèi)目前廣泛使用的主要有Y和Y2兩個(gè)低壓異步電動(dòng)機(jī)系列。Y系列和Y2系列電動(dòng)機(jī)比老型的JO2系列從設(shè)計(jì)、選材及制造工藝等方面均應(yīng)用了許多節(jié)電措施，電動(dòng)機(jī)效率得到很大的提高，也有效地節(jié)約了電能。系列中國Y中國Y2中國Y2-E德國Siemens德國ABB歐盟eff2歐盟eff1美國EPACT美國NEMA-E美國NEMAPremium美國IEEE841-2000η（%）87.386.387.986.587.386.489.190.392.291.791.1（五）推廣應(yīng)用節(jié)能型電動(dòng)機(jī)5.Y系列高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)

(2)Y系列電動(dòng)機(jī)比J02系列電動(dòng)機(jī)體積減小約15%，質(zhì)量減輕12%，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，外形美觀。(3)Y系列電動(dòng)機(jī)采用B級絕緣材料電動(dòng)機(jī)運(yùn)行較可靠，且噪聲小，壽命長，經(jīng)久耐用。(4)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，便于配套使用。

(1)Y系列電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能好，比JO2系列增大了定子和轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)線節(jié)面積，減少了銅損耗等。（五）推廣應(yīng)用節(jié)能型電動(dòng)機(jī)

我國推廣應(yīng)用的部分高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)的主要性能參數(shù)，如表8-7所示。表8-7部分高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)的主要性能參數(shù)6.高效電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品名稱主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益可代替的老產(chǎn)品型號Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)全系列共65個(gè)規(guī)格，11個(gè)機(jī)座號，19個(gè)功率等級，0.55~90kW，與老產(chǎn)品JO2比較；效率提高0.413%，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩提高30%，體積縮小15%，質(zhì)量減輕12%以年產(chǎn)1600萬kW計(jì)，全部代替J02系列，每年可以節(jié)電1.4億kWhJ02，J03YX系列三相高效異步電動(dòng)機(jī)己試制出4個(gè)規(guī)格，2個(gè)機(jī)座號;與JO2比較:效率提高3.2%~3.5%達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩提高20%每臺(tái)75kW計(jì)，每年可以節(jié)電1.27萬kWhJO2，JO3，JYYB系列防爆型三相異步電動(dòng)機(jī)全系列共65個(gè)規(guī)格，11個(gè)機(jī)座號，全系列效率為88.265%，較JO2提高0.413%;啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩平均值為1.96倍，較BJO2提高33%

JB，BJO2冶金起重電機(jī)LZRYZ系列共43個(gè)規(guī)格，11個(gè)機(jī)座號，與JZR2、JZ2比較:效率提高1.87%，功率因數(shù)提高9.35%以年產(chǎn)43萬kW計(jì)，全部代替老產(chǎn)品，每年可以節(jié)電150萬kWhJZR2，JZ，JZ2，JZB,JZRGB三、電動(dòng)機(jī)檢修、技術(shù)改造及運(yùn)行管理節(jié)電(一)電動(dòng)機(jī)的檢修和提術(shù)改造節(jié)電

1.降低銅損耗

在電動(dòng)機(jī)的各種損耗中，銅損耗所占比例最大。所以，降低電動(dòng)機(jī)的銅損耗是很主要的節(jié)電措施，主要途徑是降低繞組的電阻。

當(dāng)電動(dòng)機(jī)繞組重新繞制時(shí)，保證繞組阻數(shù)不變;重新繞制繞組時(shí)，保證繞組截面積應(yīng)不小于原繞組截面，以保證繞組電阻不會(huì)比原來增大;選用合理的繞組型式，降低繞組電阻；合理縮短繞組長度或繞組端部長度，減少繞組電阻;適當(dāng)增大繞組導(dǎo)線截面積，降低繞組電阻。三、電動(dòng)機(jī)檢修、技術(shù)改造及運(yùn)行管理節(jié)電2.降低鐵芯損耗

鐵芯因長期處于高溫和振動(dòng)狀態(tài)，使導(dǎo)磁性能下降，鐵芯絕緣老化，從而導(dǎo)致鐵芯飽和程度增加，勢必造成電動(dòng)機(jī)空載電流增加，鐵芯損耗增大，功率因數(shù)降低。3.降低雜散損耗和機(jī)械損耗

改進(jìn)電動(dòng)機(jī)風(fēng)扇形式，減小風(fēng)扇直徑，變更風(fēng)扇角度，采用摩擦系數(shù)小、性能好的軸承和潤滑劑，提高檢修后的裝配質(zhì)量，都可降低電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗。

在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)涂絕緣涂料，采用磁性槽?；虼判圆勰啵m當(dāng)增大氣隙，減少氣隙磁阻等均可降低雜散損耗，達(dá)到節(jié)電目的。4.采用先進(jìn)檢修工藝三、電動(dòng)機(jī)檢修、技術(shù)改造及運(yùn)行管理節(jié)電(1)對電動(dòng)機(jī)絕緣進(jìn)行清洗時(shí)，采用洗滌劑溶液進(jìn)行清洗;對不需要烘干或局部清洗的電動(dòng)機(jī)可選用混合液劑進(jìn)行清洗。(2)電動(dòng)機(jī)絕緣浸漆及烘干，采用元溶劑滴浸工藝和遠(yuǎn)紅外線加熱烘干方式。(3)低壓電動(dòng)機(jī)的絕緣材料，采用B級及以上的絕緣材料代替以前使用的E級或E級以下絕緣材料，如表8-8所示。表8-8 各種絕緣材料的允許溫度級別AEBFH允許溫度（℃）105120130155180三、電動(dòng)機(jī)檢修、技術(shù)改造及