三項異步電動機變頻調(diào)速控制及其節(jié)能改造

三項異步電動機變頻調(diào)速控制及其節(jié)能改造本文主要從三項異步電動機概述、三相籠型轉(zhuǎn)子異步電動機的傳統(tǒng)起動方式、三相異步電動機調(diào)速策略探討、電動機節(jié)能注意事項等方面進行了闡述。標簽：三相異步電動機；調(diào)速；節(jié)能一、 刖言三項異步電動機在我國電網(wǎng)中應(yīng)用非常廣泛，技術(shù)也相對成熟，但是如何使其變頻調(diào)速進行控制以及節(jié)能問題，都是需要進一步探討與總結(jié)的重點問題。二、 三項異步電動機概述全國年總發(fā)電量的一半以上，耗能非常之高。因此，加強和提高三相異步電動機的節(jié)能控制對我國電能的節(jié)約將會起到巨大的作用。當電流在滿負荷的情況下時，三相異步電動機的功效一般比較的高，可以達到85%左右。但是，如果電流的負荷量下降的話，三相異步電動機的功效就會明顯的降低。因此，總的來說，三相異步電動機的功效還是比較低的。如果我們通過對三相異步電動機節(jié)能控制，我們就會在這方面有所提高，從而提升電動機的運行效率，將會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。進行三相異步電動機的節(jié)能控制主要是從兩方面的工作著手，首先就是要提升三相異步電動機的制造技術(shù)，而這方面如今已經(jīng)取得了巨大的發(fā)展，另外一方面就是要做好電動機的運行控制技術(shù)，這才是我們進行電動機節(jié)能控制技術(shù)的關(guān)鍵。三相異步電動機的功效是指三相異步電動機的輸出功效同輸入功效的比例，因此供電機的一部分電能是用來使電動機驅(qū)動的，即輸入的功效，而另外一部分電能就會發(fā)生在三相異步電動機的自身損耗上，這就是我們所說的輸出功效。三相異步電動機的電能損耗主要是指電動機的鐵和銅，而電動機的銅耗則是在電流通過電動機的銅線繞組時而產(chǎn)生的，相比之下，電動機的鐵耗則是指電動機在運轉(zhuǎn)的過程中，其定子和轉(zhuǎn)子鐵芯中產(chǎn)生的電流而發(fā)生的損耗，這主要是與電壓有關(guān)。電動機的損耗除了這兩部分損耗外，還存在其他的損耗，但是這些損耗都比較小，可以忽略。而三相異步電動機的節(jié)能原理就是在電壓的負荷下降的時候，可以通過適當降低電源的電壓的方法，從而減少電動機中鐵耗，當電壓下降的時候，相應(yīng)的電流也會隨之下降，這樣也就降低了電動機中的銅耗，只有這樣電動機的功效才會得到提高。如何檢測點電動機的負荷大小，通常我們會采用功效因數(shù)的方法進行，就是說如果電動機的負荷增大時，則它的功效因數(shù)就會增大，當電動機的負荷降低的時候，則功效因數(shù)就會減小。三、 三相籠型轉(zhuǎn)子異步電動機的傳統(tǒng)起動方式直接起動。直接起動就是用開關(guān)或接觸器把電機的定子繞組直接接到額定電壓的電網(wǎng)上，直接起動是三相異步電動機應(yīng)用最多的一種，也是起動方式中最簡單、直接的一種，一般7.5kw以下電機允許直接起動，對小電機來說直接起動占有絕對優(yōu)勢。然而對較大功率的電機而言，這種起停方式的缺點也是顯而易見的。對于經(jīng)常起動的較大電機，過大的起動電流將造成電機發(fā)熱，影響電機壽命，同時電機繞組在電動力的作用下，會發(fā)生變形，可能造成短路而燒壞電機，過大的起動電流，會使電網(wǎng)電壓下降。降壓起動。降壓起動時，起動轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比例關(guān)系下降，故只適用于空載或輕載起動，其方式有以下幾種：星-角起動；延邊三角形起動；一次側(cè)串電阻起動；自藕變壓器起動；改變電壓電流極限的電子起動方法。電子起動方法使用晶閘管橋可以逐步增加電機的三相電源電壓，晶閘管橋由一對晶閘管反并聯(lián)而成，并分別與交流電源的各相相連。繞線型三相異步電動機的起動（1） 轉(zhuǎn)子串電阻起動繞線型三相異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻起動時，所串電阻既減小了起動電流，又增大起動轉(zhuǎn)矩。起動后在減小所串電阻，可獲得良好起動效果，結(jié)合起動后的調(diào)速，在冶金起重設(shè)備上應(yīng)用非常廣泛。（2） 頻敏變阻器起動頻敏變阻器是一種無觸點、能自動變阻的電磁元件，其等效電阻較大，隨著電流頻率而變化，即頻率越高等效電阻越大。故起動過程中等效電阻隨轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)子頻率的減小而自動減小，起動完畢后將其短接。優(yōu)點是控制簡單，無級起動，可獲得恒轉(zhuǎn)矩等，但不適合需調(diào)速的場合。新技術(shù)起停方式隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，軟起動裝置和變頻調(diào)速裝置應(yīng)運而生。三相異步電動機的起動技術(shù)發(fā)生了時代性的變化，尤其是變頻器，輸出頻率范圍可以從0.1Hz?500Hz，調(diào)速精度一般不小于1%，可高達0.02%。智能化設(shè)計可以與上位控制計算機接口連接，其最主要的特點是節(jié)能，但目前費用還較高。對一些不需要調(diào)速（特別是大功率電機）的場合，軟啟動裝置的應(yīng)用依然是首選。四、三相異步電動機調(diào)速策略探討變極對數(shù)電動機調(diào)速策略。對于一些機床、車床、起重機、鼓風機、抽水機等普通機械設(shè)備，對調(diào)速沒有特殊要求，更沒有必要采取無級調(diào)速。對于這種設(shè)備所采用的三相異步電動機的調(diào)速，可以通過改變定子繞組的接紅的方式，以改變籠型電動機定子極對數(shù)，從而達到調(diào)速目的。變極對數(shù)的調(diào)速策略具有性價比高、損耗低、穩(wěn)定性高、結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便等優(yōu)點，對于一些無特殊要求的普通機械設(shè)備，可以采用變極對數(shù)的調(diào)速策略進行電動機調(diào)速。串級電動機調(diào)速策略。繞線式異步電機的雙饋調(diào)速要求加在電機轉(zhuǎn)子繞組的電壓頻率與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢同頻率，這樣使控制電機變得復(fù)雜了。如果把異步電機轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢變?yōu)橹绷麟妱觿荩瑫r把轉(zhuǎn)子外加電壓也變?yōu)橹绷?，這樣就免去了對轉(zhuǎn)差頻率的檢測、控制，主電路和控制系統(tǒng)也相對簡單得多，符合三相異步電動機串級調(diào)速策略的基本思路。串級調(diào)速就是在繞線式電動機轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加雷勢，以改變電動機的轉(zhuǎn)差，從而實現(xiàn)調(diào)速。串級電動機調(diào)速策略能夠有效降低調(diào)速損耗，提高電動機效率。而且當調(diào)速機械出現(xiàn)問題時，可以進行全速切換，能有效降低因電動機停車而造成的損失。能耗轉(zhuǎn)送調(diào)速策略。能耗轉(zhuǎn)差調(diào)速時，電機轉(zhuǎn)差功率全部消耗在轉(zhuǎn)子上，因此隨著轉(zhuǎn)差率的增加，轉(zhuǎn)差功率的消耗也會增加，這將引起轉(zhuǎn)子發(fā)熱加劇、效率降低。這種調(diào)速方式稱轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速，它包括定子調(diào)壓調(diào)速、繞線式電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速和電磁調(diào)速電動機調(diào)速。定子調(diào)壓調(diào)速是通過調(diào)節(jié)電動機定子電壓，使轉(zhuǎn)子因電流的不同，產(chǎn)生與磁極間不同的扭力，使電動機產(chǎn)生不同的動力和速度。根據(jù)經(jīng)驗，定子調(diào)壓調(diào)速最好的方式是采用晶閘管調(diào)壓方式，該種調(diào)壓調(diào)速方式設(shè)備要求簡單、能耗較低、調(diào)速效果好。五、 電動機節(jié)能注意事項電動機運行前，應(yīng)檢查電動機各部分裝配情況，按電動機銘牌要求接線，測量絕緣電阻，繞組絕緣電阻應(yīng)符合要求，人工轉(zhuǎn)動電動機應(yīng)靈活無卡阻。除此之外，電動機節(jié)能中中應(yīng)注意以下幾個方面：注意運行參數(shù)，一般電動機要求電壓波動為額定電壓的±10%，三相電壓之差不得大于5%；允許各相電流不平衡值不得超過10%。注意電動機的保護，為確保電動機安全運行，必須正確配置所用的低壓斷路器、接觸器、熔斷器和熱繼電器等控制和保護電器，對于重要的電動機還應(yīng)裝設(shè)缺相保護。另外，電動機外殼應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)的運行方式可靠地接零或接地。注意保養(yǎng)和維護，電動機應(yīng)保持主體完整、零附件齊全、無損壞以及周圍環(huán)境的清潔。定期檢修和保養(yǎng)，是確保電動機安全運行的重要工作。日常維修包括清除外部灰塵和油污，監(jiān)聽有無異常雜音，并定期更換潤滑油。換油周期一般滑動軸承為lkh，滾動軸承為5kh。在巡視檢查中要注意電動機的溫升、氣味及振動情況。正常運行的電動機，聲音應(yīng)輕而均勻，無雜音和特殊的叫聲，無明顯振動，轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速，三相電流基本上平衡。六、 結(jié)束語三項異步電動機在應(yīng)用中有很多優(yōu)勢，運行穩(wěn)定、成本較低，但是也存在著問題，與實際情況相結(jié)合適當對其進行變頻調(diào)速控制是必要的。參考文獻：王