高效节能电机

2024-09-18

高效节能电机（通用12篇）

高效节能电机篇1

2013年11月14日, 由中国半导体行业协会嵌入式系统工作委员会和电子产品世界杂志社共同主办的“第三届高效节能电机控制技术解决方案专题研讨会”在上海召开。

IMS Research公司周万木、微芯科技公司伍羡恩、Spansion公司钟成保、飞思卡尔公司陈刚、浙江大学陈阳生和上海大学阮毅共六位演讲者, 分别从高效电机控制市场、实际应用方案、控制技术理论三个方向, 分别向与会的近200位听众发表了精彩的技术演讲和热烈的互动交流。

在题为《中国高效节能电机全产业链透视与市场热点分析》的演讲中, 周万木指出, 中国正在推进传统制造业的转型与升级, 在这样的大背景下, 因此传统的电机和电机控制行业也正在发生变化。

为提升能效等级, 工信部2013年6月份公布了电机能效提升计划 (2013-2015年) , 到2015年, 实现电机产品升级换代, 50%的低压三相笼型异步电动机产品、40%的高压电动机产品达到高效电机能效标准规范, 累计推广高效电机1.7亿千瓦, 淘汰在用低效电机1.6亿千瓦, 实施电机系统节能技改1亿千瓦, 实施淘汰电机高效再制造2000万千瓦。

电机控制的集成化趋势使客户对电机控制MCU, FPGA和DSP性能的要求越来越高, 同时要求半导体芯片厂商也能提供集成的解决方案, 在单颗芯片中集成更多的功能, I/O、驱动、控制算法以及工业以太网模块等。

微芯科技公司伍羡恩在《家电应用中高效节能的双电机控制》中指出, 在过去几十年里家用电器中无刷永磁电机的合作始终稳步增长。一直以来, 这些无刷电机主要都是由梯形波控制的。现在, 随着数字信号控制器 (DSC) 的成本逐渐降低, 性能不断提升, 使得采用诸如磁场定向控制 (FOC) 等更为先进的控制算法成为可能, 从而可以极大地提高效能并支持更为平滑的运行。同时, 现场演示了微芯科技公司如何利用DSC的优势, 在洗衣机和干衣机等有两个电机的家电应用中运用先进控制算法, 只需采用一个DSC, 就能简化系统架构, 降低系统成本, 并可同时提升两个电机的能效。

接下来, Spansion公司钟成保和飞思卡尔公司陈刚分别分享了两家公司最新的电机控制解决方案, 并提出了他们对于当前电机控制技术趋势的见解。

论坛的最后两个演讲分别来自浙江大学陈阳生教授和上海大家阮毅教授, 他们分别从理论的高度分别讲述了《永磁电机弱磁条件下的控制方案》和《变频技术的演进与发展》两个题目, 很好地为现场一线应用工程师们恶补了“深奥”的控制技术方面的理论知识。

最后, 电子产品世界杂志社宣布, “第四届高效节能电机控制技术专题解决方案研讨会”将于2014年4月在深圳举行, 届时将会再次为电子控制工程师们献上更为精彩的内容。

高效节能电机篇2

在全球降低能耗的背景下，高效节能电机成为全球电机产业发展的共识

目前，我国电机产品种类繁多，但是效率不高，高效电机的推广情况与全球的水平还存在比较大的差距。与发达国家比，平均效率低3~5个百分点，运行效率低10~20个百分点。因此，如何提高电机的效能受到应用行业的广大关注。

北极星联手施耐德打造2013年能效大会，主题“创见.能效中国”，展览主要致力于展示创新科技、能效管理平台、节能增效管理软件、智慧城市、智能电网。此次盛会将阐述全新能源技术给我们日常生活带来的改变，助您了解最新能源趋势。展示企业能效解决方案，包括EcoStruxureTM能效管理平台、StruxureWareTM 软件应用和管理套件及智慧城市解决方案。作为中国区的活动城市，XEE在北京、深圳、苏州三个城市的举行，《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》政策刺激下，中国新能源汽车产业市场预期良好，带动驱动电机市场规模迅速增长等等。

高效节能电机是电机产业发展的必然方向

节能减排是中国政府近几年工作的重点内容，其中，工业节能又是节能减排工作的重中之重，而在电机系统节能又是工业节能最重要的内容，所以未来电机的发展之路在政策的指导之下应当走好高效节能的发展道路。

混合动力车用高效发电机篇3

种非传统的发动机设计正作为一

些混合动力汽车的氢燃料电池或传统发动机的潜在替代品而受到关注。自由活塞式发动机可以像燃料电池一样高效发电而且成本更低。

自由活塞式发动机并不是新鲜事物：它发明于20世纪20年代。但近期对混合动力车关注度的持续增长使得越来越多的研究组织和汽车制造商开始研究并发展这项技术。不同于传统的发动机，其活塞和曲轴之间没有机械连接(因此被称为自由活塞)。由于这种设计改善了燃烧状况并且摩擦更小，因此这种发动机比传统的发电机或较新型燃料电池技术的效率都要高。

找到一种便宜且有效的发电方法对于汽车制造商——他们要研发电动车辆的车载发电机来为电池组充电和扩容——来说变得越来越重要。被称为插电式混合动力车或增程型电动车之类的车辆，将于2010年底开始发售。首批车辆将会使用基于传统发动机的发电机。但之后的型号将包含燃料电池或其他的非传统发动机，比如自由活塞式发动机。

自由活塞发动机潜在的高效率使其与传统发动机相比更有优势，它们能使用更多种燃料，与氢燃料电池相比也存在优势。更重要的是，自由活塞式发动机不需要燃料电池所用的铂催化剂之类的昂贵材料，因此它们也更便宜。

汽车制造商，如通用、莲花和沃尔沃，已经开始研究将来在车辆中使用这种发动机的可行性。与此同时，过去几年，越来越多的学术研究机构也已开始研发这种发动机。迄今为止，大多数都致力于计算机的模拟。由桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratoryl的研究员彼得·范·布拉里甘(Peter Van Blarigan)领导的研究团队已领先一步，他们已对自由活塞式发动机的具体部件进行了测试。他正在装配一台完整的自由活塞式发动机的样机，并希望能在一年内完成这个项目。

在传统的内燃机中，多个活塞由金属杆连接到曲轴上，通过传动来驱动车轮。自由活塞式发动机去掉了曲轴：活塞不再与任何机件相连。取而代之的是两个反向的活塞来回往返于燃烧室内。如果要发电，活塞可以装上磁条，在金属线圈内穿梭就可以产生电流。

范·布拉里甘的实验表明，这些发动机可以达到50％的发电效率——接近于氢燃料电池的效率，且远高于传统发电机的效率。自由活塞式发动机高效的部分原因是因为它们比传统发动机拥有更少的运动部件。发动机配置也使发动机的调整切实可行，这使得燃烧室中的燃料能更快地燃烧。更快速的燃烧可以使发动机在给定数量的燃料下获得更多能量，提高了效率。这同样可以改善废气的排放。

自由活塞的设计使发动机可以在使用不同的燃料——如氢气、天然气、乙醇、汽油和柴油——情况下被立即优化。理想情况是，驾驶者可以使用随手可得的便宜燃料。

但是自由活塞式发动机的发展还处于早期阶段。通用公司动力系统研究室(Powertrain Systems ResearchLab)的科学主任加里·史密斯(GarySmyth)说：“自由活塞式发动机还有一些独一无二的特性——简单和可变压缩—这使其变得很有趣，但(它们)同时也向研究人员提出了许多挑战。”

范·布拉里甘说，一个主要的问题是发动机的声音：快速爆炸声音很响且很难被抑制。但也许最大的问题在于控制系统。在传统发动机中，活塞运动受限于连杆和曲轴，这使得周期循环产生的变化变得平稳。自由活塞式发动机更加的灵活，允许使用不同的燃料，但需要一些主动控制措施来确保每个周期都是一样的：变化会导致性能低下以及增加废气排放。在自由活塞式发电机中，高速计算机和电子控制活塞运动的能力(通过线圈和磁铁)有助于解决这些问题。

麻省理工学院机械工程教授约翰·海伍德(10hn Heywood)认为，这种发动机与传统发动机相比，是否更便宜、更有效率还不清楚。“但已经有足够的进展说明它起作用了。但发动机的几何形状各不相同，很难计算出这种发动机到底有多好。是否真的更好?”海伍德表示，随着研究的进展，需要解决关于效率、排放、性能，特别是成本方面的问题。

高效电机的节能经济分析及应用篇4

目前, 中国能源消耗占世界消耗总量的20%, 温室气体排放居世界首位, 节能减排刻不容缓, “十二五”规划纲要中将节能减排放在首位。电机作为重要的工业能耗设备, 广泛应用于流体机械领域, 其产量的增长速度直接反映国民经济的增长速度。电机系统具有巨大的市场空间和节能潜力, 电机系统节能工程已被列为“十二五”十大重点节能工程之一, 是国家实施节能减排既定工作的重点关注领域。

1 国内电机应用现状

目前, 中国生产和在用的电机以Y系列为主, 占据了近90%以上的市场份额, 效率平均值为87.3%左右, 中国在用高效电机比例仅占3%。近年来, 中国电机能效水平不断提高, 但总体水平仍然较低, 从电机自身效率看, 中国电机系统的运行效率比发达国家低3%~5%;从电机系统的运行效率看, 因匹配不合理、调节方式落后等原因, 中国电机系统运行效率仅为发达国家的80%~90%。

普通电机的大量使用造成巨大用电浪费。若电机能效水平提高2%, 可在全国范围内实现节电200×108k W·h, 相当于1×104MW装机容量的火力发电厂的年发电量。因此, 工业领域电机能效水平的提高, 不仅直接关系到工业能耗水平, 而且对社会整体用电效率具有很大影响。通过大力推广高效电机, 淘汰在用普通电机, 对现有普通电机进行改造等方式能够促进电机系统效率的提高, 对节约电能意义非常重大。推广使用高效电机既可节约大量电能, 还可带动压缩机、水泵、风机等设备提高能效水平, 进而提高中国整个装备制造业的能效水平。

2 高效节能电机的原理及效率分析

高效节能电机, 是采用新型电机设计、新工艺及新材料, 通过降低电磁能、热能和机械能的损耗, 提高输出效率。

提高电机的效率主要是降低电机的五种损耗, 即定子绕组损耗、转子绕组损耗、铁心损耗、风摩损耗和杂散损耗[1]。因此, 电机效率的提高主要从减少损耗入手, 高效电机对降低5种损耗的主要措施有:a) 更换磁性槽楔, 可使磁性槽楔气隙密度分布趋于均匀, 缩短有效气隙长度, 减少空载电流, 改善功率因数;b) 降低铁心损耗, 使用低损耗、高磁感的冷轧无取向电工钢替代高损耗的热轧电工钢, 损耗降低幅度能够达到20%;c) 增加定子和转子的有效材料用量, 改进线圈结构, 增加铜线截面, 减少铜耗, 提高制造精度, 降低杂质损耗;d) 降低机械损耗, 通常包括通风系统损耗及轴承摩擦损耗, 随着电机容量的增加, 其在总损耗中比重也随之增大。通过改善通风结构、改进风扇结构、减小风扇尺寸等措施, 损耗降低幅度能够达到35%;e) 降低杂散损耗, 包括杂散铁损和杂散铜损, 能耗量占总损耗的10%~15%。

与普通电机相比, 高效节能电机的节能效果非常明显, 通常情况下效率可平均提高4%, 总损耗比普通系列电机降低20%以上, 节约电能15%。电机的节能效果如图1所示, 随着高效电机的运行时间越长, 节电效果越明显[2]。

中国目前大批量生产的Y、Y2、Y3系列及J02系列三相异步电机为普通效率的电机产品;YE2、YX3系列为高效率三相异步电机产品, YE3系列等为超高效率产品, 如表1所示。

以六安江淮电机厂的Y系列普通电机、YE2系列高效电机、YE3系列超电机为例, 详细介绍其功率及各项技术数, 如表2所示, 并分析其各类电机的效率。六安江淮电机厂普通电机主要以热轧硅钢片为导磁材料, 高效电机主要以冷轧硅钢片为导磁材料, 见图2。

由表2和图2可看出, 六安江淮电机厂的Y系列普通电机平均效率为89.2%、YE2系列高效电机平均效率可达91.2%、YE3系列超高效电机平均效率可达92.6%, 高于国内目前的平均水平。普通电机更换为超高效电机, 效率可提高3.4%, 运行时间越长, 节能效果越好。

另外, 高效电机的效率明显比普通电机的效率高。电机额定功率越低, 其效率提高的幅度越大;反之, 电机额定功率越高, 其效率提高幅度越小, 主要原因是低功率电机损耗所占比例较高, 所以额定功率越低的电机, 更换为高效电机越好。

3 高效节能电机的应用

目前, 首都航天机械公司动力供应车间供冷工段低压电机型号主要Y2系列, 该工段主要厂房的供冷工作, 目前有8台电机, 3台Y-315M-4的电机, 运行时2用1备, 5台Y-250M-4的电机, 运行时4用1备, 每年供冷时间为120 d, 每天24 h, 年耗电量达到120×104k W·h。按照《工业和信息化部国家质量监督检验检疫总局关于组织实施电机能效提升计划 (2013年至2015年) 的通知》, 该系列电机属于普通淘汰电机。

针对上述问题, 经过调研、比较, 对供冷工段原有电机进行一对一更换。电机改造方案如表3所示。

超高效电机发展较为成熟, 改造方便, 运行稳定可靠, 完全适合长期运行的工况。电机安装尺寸符合IEC标准, 与原系列电机相同。

4 应用效果分析

4.1 工程项目投资

工程项目总费用为16×104元, 主要包括YE3-250M-4购置费用7×104元, YE3-315M-4购置费用9×104元, 生产厂家负责安装、调试。

4.2 经济效益

4.2.1 节电量理论计算

选用超高效电机比普通电机1 a的节电量、电费如式 (1) 所示:

式 (1) 和式 (2) 中, W表示年节电量, k W·h;T表示年运行时间, h;PN表示电机额定功率, k W;F表示电机平均负载率, F≤1;ηL表示普通电机效率, %;ηH表示高效电机效率, %;Ce表示电价, 元/ (k W·h) ;MY表示年节电费, 元。

根据电机的实际运行情况, 经计算, 55 k W电机每年可节电14 466 k W·h, 132 k W电机每年可节电17 863 k W·h, 改造项目每年可节省总电量32 392k W·h。首都航天机械公司现用电价为1.47元/ (k W·h) , 经计算年节电费为47 523元, 结合国家的财政补贴政策及原电机折旧费, 可使投资回收期控制在3 a以内。

4.2.2 年耗电量的实际数据对比

根据改造前后的实际耗电量, 每年可节省电量30780 k W·h, 其数据如表4所示。

通过对改造后理论耗电量和实际耗电量的对比可知, 两种计算方法的节电价值大体相当, 超高效电机可提高效率2.6%左右, 达到了节约能源的目的。

5 结语

推广使用高效电机对于中国当前的节能减排具有重要意义。通过对普通电机进行改造, 能够有效地降低能源消耗, 提高能源利用效率, 有利于改善环境, 这对于贯彻节能减排国策, 减少企业经营成本, 提高企业经济效益具有重要意义。

参考文献

[1]李发海, 朱东起.电机学[M].北京:科学出版社, 2001.

[2]李孟波.浅谈高效节能电机在电厂中的应用[J].电源技术应用, 2013 (2) :168.

铁路运输企业电机综合节能篇5

各类老式传统电机，有相当数量是各种不同类型、不同时期、生产厂家生产的电机、耗电多、体积庞大、安装困难，处于不合理、非经济的运行状态。

因此，对电机节能技术攻关，加强企业节支降耗，开展双增双节活动，深挖企业内部潜力，提高经济效益。

因此，如何结合设备维修，实施节能改造，使之成为优质、安全、高效的电机，已是头等大事，也是贯彻GB12497-90《三相异步电动机经济运行》的一项必要的工作。

一、电机在检修中综合节电技术改造做法

传统老式电动机(即效率相对低于Y系列电机标准值1%以上的)可采取综合节电改进措施，如采用磁性槽泥或槽楔、改变电机的绕组、改进电机的电扇等节电技术，从而结合检修是实施电机节电技改的最好时机。

三相异步电动机定转子都是有齿有槽的，由于齿槽的存在对磁场波形产生影响，且相当于有效气隙的增加。

采用磁性槽泥替代原来的槽楔，并填平电机定转子铁心槽口使之表面光滑，以减少其空载附加损耗(即高频涡流损耗和磁滞损耗)，另外磁泥又使定转子间有效气隙减少，气隙磁组减少，磁导率增大，从而减少电机激磁电流，既减少了无功功率和空载铜耗，从而节电。

国产老式电机的绝缘层较厚，改造时提高绝缘等级，用新绝缘材料代用时，由于绝缘变薄，有条件增粗导线线径，定子线重绕时，可充分利用原槽的面积，合理选择槽满率，电机效率提高1.5%—3.0%，电机功率提高，温升降低，节电的效益也很可观。

减小风扇直径或改用高效的电机节能风扇是降低电动机通风损耗的主要的途径，因为风磨损耗与风扇外径D、转速n和风扇轴向宽度b有如下的关系，即pt∞D5·n3·b。

选用电机节能风扇，再配以空气动力性能好的风罩，使通风损耗降为原来的1/3，噪声也降低。

利用老式电机大修绕组更换时机，采用综合节电技术进行改造，必须通过计算、分析、比较等多方面周密的考虑，且需要进行技术经济分析，求得一个最佳平衡点，才能达到电机理想的节电效果，取得较好的经济效益。

二、综合节电技术在电机修理中的应用效果对比

由此可见，电机效率决定于电机的总损耗。

电机的损耗越大则效率越低。

效率是评价电机在能量转换中有功功率利用的程度。

从《异部电机设计》资料分析各种损耗约占其总损耗的比例大致如下：(1)、定子、转子绕组损耗(I2R)占总损耗的50%-60%;(2)、铁耗由高频涡流损耗和磁滞损耗组成，它占总损耗的20%-25%;(3)机械损耗系风磨损耗和轴承损耗之和，占总损耗的5%-8%;(4)、带负荷时的附加损耗，它占总损耗的11%-14%。

根据资料统计分析，若降低损耗25%-30%，效率将相应提高2%-7%左右。

综合节电技术在老电机修理改造中的应用方法是在提高电机饶组绝缘等级的基础上又采用磁性槽泥或磁性槽楔，由于新绝缘变薄，计算确定电机定转子槽的有效面积，有条件适当加粗导线线径，优选漆包线型号QZ-2，计算控制槽满率在78%-80%，采用1052#二次沉浸处理工艺，可提高电机可靠性、降低损耗、提高效率、节省电能。

现以JO2 -91- 4 55KW电机修理综合节电技术改造方案为例，用表格形式加以说明。

三、结论

采用CC-2磁性槽泥替换原环氧板槽楔，达到改善电机性能和节电的目的;由于气隙磁势波形改善，从而减少空载电流，改善功率因数，降低电机铁耗与温升。

损耗下降24.47%，节省功率11.39kW，年电量(按年5000h计)5695Kw .h ，提高电机效率1.78%，但槽泥改造后启动电流减少一些，启动转距和最大转距倍数也会相应减少。

由电机节能风扇代替原设计的径向分布盆式风扇，使风扇功率减少780w

年节电(5000h计)3900kw .h ，电机效率提高1.21%。

从电机修理技改例子可看出，采用的四项技改措施，切实可行，能保证工业电机优质安全高效可靠经济运行。

参考文献

[1]王永昌电机制造工艺学，北京机械工业出版社[M].

[2]直流牵引电动机原理，北京人民铁道出版社 [M].

[3]张永瑞电路分析基础，西安电子科技出版社 [M].

铁路运输企业加强节能减排工作【2】

【摘要】本文分析了铁路运输企业“十二五”期间节能减排工作面临的形势和存在的问题，提出了分解细化节能减排任务、健全激励约束机制、加大能耗结构调整力度、狠抓重点用能管理、加强统计数据监测五方面的措施，以加强铁路企业节能减排管理，建设资源节约型、环境型社会。

【关键词】铁路节能管理探讨

随着世界范围内能源供应紧张的日益加剧，特别是贯彻落实科学发展观以来，我国*府加强把节能减排作为一项重要的战略任务来抓，实行节能目标责任制和节能评价考核制度，将节能目标完成情况作为对地方人民*府及其负责人考核评价的内容。

铁路运输具有占地少、能耗低、污染少、运量大的优势，是国民经济的大动脉和大众化的“绿色交通工具”。

铁路运输企业作为国民经济绿色发展的主力军，同时也是能源消耗大户，每年能源消耗折算标准煤达1600万吨，占全国能源消费32.5亿吨标准煤的0.5%。

因此，加强铁路运输企业节能减排管理，对推动国民经济绿色发展，建设资源节约型、环境友好型社会都具有重要意义。

一节能减排工作中存在的问题

为贯彻国家加强节能减排工作的有关要求，“十一五”期间，铁路运输企业通过全面加强节能降耗管理，建立健全节能管理工作体系，狠抓重点用能管理，严格节能管理考核等多种措施，全路单位运输工作量综合能耗由的6.48吨标准煤/百万换算吨公里下降到20的4.94吨标准煤/百万换算吨公里，下降幅度23.8%，超额完成了国家下达的单位产值综合能耗降低20%的约束性指标，节能减排成效突出，为国家“十一五”节能减排指标的完成做出了积极贡献。

“十二五”期间，铁路运输企业节能减排工作面临诸多新情况。

1.“十二五”节能减排压力巨大

“十二五”期间国家对铁路部门提出运输工作量单耗继续下降5% 的目标要求，铁路运输企业“十一五”期间通过采取多种措施，运输工作量单耗已经下降了23.8%，超额完成了国家下达指标。

运输工作量单耗继续下降空间非常有限，但节能减排指标又是约束性指标，是铁路运输企业必须完成的。

2.能源消耗总量逐年增长

铁路运输企业随着全路客货运输任务的逐年提高，机务、车辆、工务等部门增加检修能力、客运部门提高服务质量、职工大规模生产生活设施改善等，增加大量耗能设备，能源消耗总量呈逐年增加趋势。

3.运输工作量增长有限

“十一五”期间，铁路运输企业通过大量新建铁路和既有线路大规模扩能改造等措施，计算节能单耗指标的运输工作量(总换算周转量)由20的25367亿换算吨公里增加到年的32728亿换算吨公里，增加了27.7%，铁路运输实现跨越式发展，“十二五”期间，全路运输工作量将呈现平稳增长的态势。

二加强节能减排采取的措施

1.分解细化节能减排任务

铁路运输企业应将节能减排指标层层分解，细化落实到车间班组及重点能耗岗位。

从铁道部、路局、基层站段、车间班组，各个层次管理机构和人员都能明确企业节能减排面临的严峻形势以及当年节能减排的目标和任务，形成人人都有节能指标，大家共同为企业节能减排做贡献。

2.健全激励约束机制

在继续巩固和加强全铁路局“十一五”期间建立的将节能单耗指标完成情况纳入到对单位领导经营业绩考核的基础上，调整考核指标内容，增加能源消耗总量及节能管理工作评价部分。

同时，探讨调动企业职工节能的积极性和主动性的激励和约束机制，实行对能源消耗数量的.节约奖励、超耗罚款办法，能源消耗使用单位节能，每个耗能岗位人员都有奖励，超耗按规定罚款。

3.加大能耗结构调整力度

能耗结构调整方面应加大以下几方面的力度：

桥吊俯仰电机风扇节能运行改造篇6

在上海港外高桥码头的岸桥作业中,时常发现桥吊进行吊箱作业时,俯仰电机风扇不停运转,这不但无谓损耗了电机硬件,还浪费了电力能源。

1电机属性及工况

在桥吊运行时,起升、小车以及俯仰电机风扇在送上控制电后就开始工作,但在日常作业中,桥吊并不总是处于频繁俯仰的状态,只在进出船舶时需要进行俯仰动作,因此,让俯仰电机风扇一直处于工作状态是不必要的。

俯仰电机风扇的规格一般为额定功率,额定电压,额定电流,频率。虽然功率不大,但对于全天候工作的机械来说,也是不小的能源损耗。岸边为数众多的桥吊同时运行,全年的能源消耗相当大,并且加快了俯仰电机风扇的老化速度。

外高桥码头的桥吊使用的是安川(Yaskawa)PLC编写的程序,俯仰电机风扇的启动由B MASTER控制,而B MASTER的通断,在送上控制电后,最终是由PARK OK决定的。

简单地说,在桥吊进行吊箱作业时,俯仰电机风扇的开通和关断,取决于小车是否在停车位这个条件:如果小车在停车位,则风扇开始运行;如果小车离开停车位,则风扇停止运行。俯仰电机风扇一旦开始运行,在满足停止条件后,才会停止运行;然而在实际操作中,内就可能有小车多次通过停车位,导致俯仰电机风扇无法停止运转,造成能源浪费。

2技术改造及改造后运行情况

在反复检查程序后,决定对俯仰电机风扇启动的判定条件进行修改,将俯仰控制室以及司机室内俯仰上升、下降的控制指令作为开启指令。

改造后,桥吊俯仰电机风扇的工作负荷大大减轻,不仅降低了运行能耗,为更换滤网等平日保养工作节约了开支,还延长了电机的运行寿命。

节能三相交流电机篇7

(专利申请号:200910008296.0)

节能三相交流电机 (三相异步电机、三相同步电机) 因结构简单、运行可靠、维修方便, 使用广泛, 在使用中可节约50%～60%电能。功率由小到大, 电压380V到6000V。具备生产三相交流电机能力的工厂无须再增加设备均可制造。本发明研制节能三相交流电机20多年, 充分运用杠杆原理及电机磁场电动势, 调整电机的电、磁、力。热忱欢迎海内外朋友对本发明进行认证。

[施之仿供稿江苏阜宁县阜城镇城河路211号彩票站转224400] (2)

高效节能电机篇8

当前, 我国要想从根本解决能源问题, 应坚持开发与节约并举, 把节约放在首要位置。电机是最广泛使用的终端用能设备, 是风机、水泵等常见用电装备的主要驱动装置, 其耗电量占我国工业耗能的60%~70%, 而西方先进国家只有45%左右[1]。总体而言, 我国电机效率的平均水平比国外低3%~5%, 考虑与拖动设备匹配、运行调节等因素, 我国电机系统运行效率比国外先进水平低10%~20%[2]。因此, 加快推广使用节能高效电机、淘汰低效电机, 提高电机能效水平, 对我国节能减排具有重要意义。

1 电机能效

电机是把电能转换成机械能的一种设备, 在转换过程中自身也有一部分损耗, 一般用电机效率的高低来反应电机设备的先进性。

根据GB/T29456-2012《能源管理体系实施指南》[3]和GB18613-2012《中小型三项异步电动机能效限定值及能效等级》[4], 1级能效为超高效电机, 2级能效为高效电机, 而3级能效即为普通电机。与普通电机相比, 使用高效节能电机的节能效果非常明显, 通常情况下效率可平均提高4%[1]。

电动机能效等级如表1所示[4]。通过表1分析发现, 对中小型三相异步电动机而言, 随着电机功率的增加, 电机效率是逐步提高的, 但提高幅度越来越小。高效节能电机与普通电机的效率差值也随着功率的增加逐渐变小, 至55 k W时, 超高效电机与普通能效电机的效率差值在2.1%~2.3%之间, 高效电机与普通电机的效率差值在1%~1.1%之间。电机功率再增加将导致超高效电机、高效电机与普通电机的效率差值分别低于2%和1%, 节能效果不明显。因此, 原则上55 k W及以下的普通电机可以由高效节能电机取代, 实施节能技术改造。

2 高效节能电机推广前景

由于高效节能电机的巨大节能潜力, 自2006年发布实施的《“十一五”十大重点节能工程实施意见》, 将电机系统优化纳入十项重点节能改造工程之列, 并安排中央预算内投资和中央财政资金支持。为进一步推广使用高效节能电机, 推进节能减排, 2010年6月以后, 国家先后发布了6批《“节能产品惠民工程”高效电机推广目录》, 对节能高效电机采取财政补贴的方式进行推广。与此同时, 《高耗能落后机电设备 (产品) 淘汰目录 (一、二、三批) 》和《中小型三项异步电动机能效限定值及能效等级》均将3级能效的普通电机列入限期淘汰范围之列, 加大了落后电机淘汰力度。

从上述政策来看, 国家对推广高效节能电机的力度不可谓不大, 但从接触的多家生产企业来看, 高效节能电机推广效果并不理想。究其主要原因不外乎两点:第一, 电机大多数运行环境下, 要求不高也不属于易损设备, 普通电机仍然在很多企业中运行良好。在市场经济下, 部分企业不愿意拿出额外的投资来更换超出普通电机20%以上价格的高效节能电机。第二, 部分企业对高效节能电机的节能效果产生疑惑, 无法判别电机节能改造的投资在经济效益的可行性, 以致迟迟下不定决心进行改造。因此, 为打消企业的疑虑, 下面将通过财务评价的技术手段, 对高效节能电机技术改造项目进行研究, 判别项目投资在财务上是否可行, 为企业投资决策提供依据, 以期对国家推广高效节能电机提供一定帮助。

3 高效节能电机技术改造经济效益评价

众所周知, 资金是具有时间价值的。为反映高效节能电机技术改造项目整个寿命周期内全面财务效益情况, 应充分考虑资金的时间价值, 采用动态评价方法, 计算项目财务净现值 (FNPV) 、财务内部收益率 (FIRR) 以及动态投资回报期, 据此评价项目投资在财务上的可行性。

文章以55 k W及以下4极电机改造为例进行分析, 项目实施期1 a, 有效运营期10 a。各项参数设定如下:高效节能电机价格按市场售价、基础收益率按当今社会平均值8%、电机平均负荷率按80%、年运行5 500 h、电价按企业峰谷电平均价格0.75元/k Wh。普通电机进行高效电机技术改造、超高效电机技术改造节电效益财务评价结果分别如表2、3所示。

由表2、3分析可知, 企业进行高效节能电机技术改造在计算期内FNPV均大于0, FIRR均大于设定的基准收益率8%, 表明项目财务效益可以被接受, 项目具有非常好的经济效益。从财务评价角度判断项目实施是可行的, 且项目回报期最高为6.54 a, 最小仅为2.45 a, 可以很快回收投资。进一步分析表明, 普通电机采取超高效电机进行改造, 比高效电机改造节电量更大、效益更好、投资回报期更短, 企业在财力状况可行的条件下, 应一步到位地采取超高效电机节能技术改造方案, 以期获得更大的经济效益、环境效益和社会效益。

4 结论

(1) 在我国推广使用高效节能电机, 积极实施技术改造, 对提高我国能源使用效率, 节约能源, 落实节能减排工作具有重要的意义。

(2) 从财务评价的角度分析, 实施高效节能电机技术改造具有较好的经济效益, 能够很快回收投资, 项目实施是可行的。建议企业在财力状况允许的条件下, 应进一步到位采取超高效电机节能技术改造方案, 以期获得更大的经济效益、环境效益和社会效益。

(3) 为推动高效节能电机技术改造项目的实施, 建议政府部门加强监管, 强制企业如期淘汰落后电机, 并加大宣传力度, 提高企业的节能意识和节能改造的积极性, 工作中鼓励和惩罚并举。

参考文献

[1]闫光启, 万朋, 潘世全, 等.水泥厂推广应用“高效电动机”节能效果的分析和研究[J].河南建材, 2012 (4) :45-47.

[2]赵光连, 王龙生.高效节能电机节能效果分析及推广前景[J].科技视界, 2013 (24) :254.

[3]GB/T29456-2012, 能源管理体系实施指南[S].

高效超声电机驱动电源研究篇9

超声电机是一种全新概念的新型电机。它利用压电材料的逆压电效应,使定子表面产生一定轨迹的微米量级的振动,进而通过摩擦耦合将振动动能转换成转子或滑块的宏观运动(转动或平动)动能。与传统电磁电机相比,超声电机具有惯性小、回应快、不受磁场影响且其本身也不产生磁场的特点。另外,它还具有重量轻、结构简单、噪声小、低速大扭矩以及可直接驱动负载等优点。超声电机可以广泛应用于航空航天、国防、医疗、精密微动机构、工业控制、对磁干扰敏感的设备、机器人工业、高档汽车等不需要连续工作的领域,这主要由于超声电机利用了摩擦,长期连续工作会引起温升和参数的变化[1,2,3,4,5,6,7,8]。

超声电机需要专用电源供电。驱动电源将输入电压转换为具有一定功率的,频率和相位可调的超声信号,该信号作用于超声电机。超声电机虽具有诸多优点,但因其特殊的运行机理,使得其驱动控制电路变得很复杂。驱动电源需要输出两相幅值和频率都相同,存在一定相位差的正弦波达到几百伏高电压来驱动超声电机。

目前超声电机的驱动电源电路大都采用了低直流电压输入,经功率变换电路和变压器升压隔离,高压输出的电源结构可以选用的拓扑有推挽、半桥和全桥等。由于在推挽电路中,开关管位于低端,其驱动电路结构简单,是目前最常用的拓扑形式[3,4,5,6,7,8,9,10]。但由于超声电机本体的复杂性,在运行过程中,推挽电路的开关管经常出现极度发热损坏情况,这主要由于偏磁引起变压器饱和。本文设计的高效超声电机驱动电源将直接用市电供电,采用PFC技术提高电源功率因数,利用谐振技术提高转换效率。

1 系统设计

目前使用的超声电机驱动电源框图如图1所示。

图中驱动电路大都采用推挽结构,利用回馈检测电路来检测驱动电压电流再送入控制器,实现频率跟踪、调压、调相位等功能。而控制器由数字控制芯片逐渐取代了复杂的分离组件,目前已使用PIC、AVR、ARM、DSP、CPLD等中高端产品[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11]。

图2为高效率超声电机驱动电源结构框图。

电源由市电供电,SPD电路防止由雷电引起的超高电涌对设备的冲击损坏;经过EMI滤波,为后级电路提供“干净”的工频电压源;加入PFC电路减弱整流电路带来的谐波污染;高压直流经过开关转换电路和谐振网络实现DC-AC转换,使得驱动超声电机的信号为正弦信号。

1.1 SPD电路

雷击危害主要有直击雷和感应雷。感应雷过电压是雷击在线路附近的物体或大地上,剧烈的电磁场变化对线路产生静电感应和电磁感应而形成的过电压,最高可达500～600 kV。雷雨时期感应雷是造成电子设备损坏的主要原因。在电源最前级设计SPD电路,可以把由感应雷电引起的过电压,以及由系统的状态发生突然变化而引起的过电压限制在安全水平。根据“GB/T 21714”和“IEC 62305”技术规范,结合目前主要的开关型气体放电管、嵌位型压敏电阻以及瞬态电压抑制二极管等防护器件的特性,雷电浪涌保护采用了复合设计方法,电路如图3所示。该电路实现2级保护,响应时间为纳秒级,保护电路对接地要求不高。

1.2 PFC电路

整流电路使得输入电流的畸变比较严重,谐波比例大,功率因数很低,不能满足规定的谐波标准要求。电源电路采用了PFC电路来提高功率因数,PFC控制芯片选用了OB6563,PFC电路如图4所示。OB6563是一款高性能的临界模式功率因数校正器,这款产品对传统的临界模式控制进行了优化设计,使系统易于实现接近于1的功率因数。该芯片具有如下特点:(1)具有专利的谐波优化技术能实现极低的谐波失真;(2)具有专利的消除工作时异音的技术;(3)电流检测电阻开路保护和三重过压保护,确保了系统的安全性;(4)电流检测回路内置双重噪声抑制功能,无须外加RC低通滤波器;(5)更低的动态OVP(过电压保护)检测电流,与PWM结合使用,系统能实现低待机能耗。

1.3 谐振网络

超声电机需要正弦驱动信号,传统驱动电源采用硬开关技术得到方波,利用电感将方波信号整形成准正弦波,高效超声电机驱动电源采用谐振技术来获得正弦信号,并能实现功率开关管的软开关功能,降低损耗和电磁干扰。由于超声电机工作在谐振状态时,其阻抗特性为容性,因此在设计超声电机驱动电源的谐振网络时需要把超声电机作为谐振网络的一部分。本文采用了半桥LLC谐振拓扑结构,电路原理图如图5 a)所示,图5 b)中的R0、L0、C0、CP为超声电机的等效电学参数:(1)L0为等效电感,也称动态电感,与材料的机械性质有关;(2)R0为等效电阻,与材料的机械损耗有关;(3)C0为动态电容,类比与振子的振动弹性;(4)CP为静态电容,与安装等因素有关。正常工作时,超声电机工作在谐振频率点附近,为了便于分析的可将图5 b)中的L0和C0的支路可以视为短路,电路原理图又可等效成图5 c)。

实际上,图5 c)中的谐振网络由四个谐振组件组成。该电路包含了LLC谐振网络的特点,又具有其自身独特的特点。图5 c)中,Cs、Ls构成串联谐振电路,Lp、Cp构成并联谐振电路。该多谐振转换器包括四个谐振组件,则构成LLCC谐振转换器。Cs、Ls谐振产生的串联谐振频率:

并联谐振电感与电容谐振产生的并联谐振频率:

结合式(1)和式(2),超声电机的工作频率f与谐振频率fs、fp可能存在以下几种情况:

(1)f=fs。谐振电感Ls和谐振电容Cs发生串联谐振,其电路支路等效为短路。从图5 c)可知,若工作频率f>fp,Lp、Cp所构成的谐振电路呈容性;若f

(2)f=fp。谐振电感Lp和谐振电容Cp发生并联谐振,其电路支路等效为开路。从图5 c)可知,若工作频率f>fs,Ls、Cs所构成的谐振呈感性;若工作频率f

(3)f

(4)fp>f>fs。从图5 c)可知,此时并联谐振频率大于串联谐振频率,电路工作频率介于两者之间,Ls和Cs构成的谐振呈感性,Lp和Cp所构成的谐振也呈感性。

(5)fp

为了利于开关管实现零电压软开关,谐振电路应能工作在感性状态下。从上述几种分析情况可知,有3种能够直接得到感性谐振网络。本文选用fp>f>fs这种情形,因为Ls和Cs构成的等效感抗与Lp和Cp所构成等效感抗串联,有分压作用,对于超声电机的输入端来说刚好起到了降压作用,以免电压过高加剧超声电机疲劳;且此种情况负载的轻重对电路影响也不大,无需辅助电路,简化了电路结构。

谐振变换器的驱动信号由芯片IR2153提供。IR2153是为高压、高速功率MOSFET管或IGBT(绝缘栅双极晶体管)提供驱动集成电路。IR2153具有自振荡和外接同步振荡功能,振荡频率为:

改变外围电路中RT、CT的参数,就可以得到不同频率的驱动信号。IR2153提供了1.2μs的死区时间,无需额外设计死区电路。半桥电路的两个MOSFET管分别由IR2153的管脚5和管脚7驱动,为谐振变换器提供激励源。电路原理图如图6所示。在设计参数时,式(3)中的fc取值为超声电机的谐振频率。

2 试验测试

图7为IR2153集成驱动电路高端输出的PWM波形,其幅值达到11 V,能保证MOSFET管良好导通。图8为LLC谐振网络与超声电机组成的LLCC谐振网络工作在超声电机谐振点附近时的输出波形。从图8可知,在谐振的作用下,加在超声电机的驱动信号是正弦信号,而非传统设计的准正弦信号。

3 结语

针对传统电源的缺陷,提出了一种高效超声电机驱动电源电路,具备完善的浪涌保护和功率因数校正;通过采用集成控制IC芯片,简化电路结构,并利用超声电机的特性,结合LLC谐振电路特点,组成了LLCC谐振网络,通过理论分析,选定了利于实现零电压软开关的谐振工作状态,降低了损耗。利用制作的样板进行了实验验证,实验结果证明了电路的可行性和有效性,对超声电机驱动电源技术研究有一定参考价值。

摘要：为了解决传统超声电机驱动电源结构复杂、效率不高、使用不便、对浪涌无吸收能力的问题,提出了一种高效超声电机驱动电源电路。结合超声电机的特性和对驱动电源的性能要求,通过理论分析,在高效驱动电源电路应用了雷电浪涌保护技术、PFC技术、LLC谐振技术。完成了实际电路的设计,并利用TRUM-60型超声电机做了调试,得到的正弦驱动信号证明了电路的有效性。

关键词：超声电机,驱动电源,雷电浪涌保护,PFC技术,LLC谐振

参考文献

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[10]Sashida T,Kenjo T.An introduction to ultrasonic motors[M].London:Oxford Clarendon Press,1993.

水泥厂的电机节能篇10

随着规模化基础设施的建设和社会经济的飞速发展, 大、中型水泥厂的建设日趋完善, 随之而来的节能减排任务相当繁重。在水泥厂用电中, 中小型电机占据主导地位, 每年所消耗的电能占整个水泥厂电能损耗的一半以上。为了进一步落实国家节能减排政策, 实现节能减排的指标, 中小型电机的节能是水泥行业所面临的一大课题, 也是水泥行业发展的新机遇。

1 国产电机及节能现状

1.1 现状[1]

目前, 我国中小型电机有三大系列三相异步电动机:Y、Y2和Y3。目前水泥厂工艺装备所配电机大多为此类异步电动机。

1985年Y系列三相异步电动机及其派生系列产品被大力推广, 功率范围从0.55 k W到250 k W。后经过引进、并消化美国西屋公司和瑞士BBC公司的技术, 自行研发了Y系列6 k V中型高压三相异步电动机, 功率范围从220 k W到2 800 k W。随着我国电力技术的进步, 电网电压从6 k V上升到10 k V, 相继又研发了10 k V系列高压异步电动机, 并采用新颖的箱式结构, 此类高压电机目前占据国内中高压电机市场的主导地位。

1996年我国又研发了Y2系列三相异步电动机, 功率范围从0.12 k W到315 k W, 此系列电机不仅大大降低了空载噪声, 而且还有效抑制了负载噪声。

2003年Y3系列三相异步电动机相继上市, 此类电机采用冷轧硅钢片成型, 其能耗已达到GB 18163-2002《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评定值》中能耗限定值的有关规定, 其主要性能指标也已达到目前国际先进水平。

1.2 水泥厂电机的配置和节能现状

水泥厂无论大小装备都采用的是电机拖动, 其中90%是交流异步电机, 而且约50%是高压电机, 这其中约70%拖动的是风机等类负载, 而且这类负载有很大一部分需要调速。目前在传统的水泥厂中, 应用最广泛的调节风量的方式是利用电动执行机构来调节挡风板, 通过调节挡风板的开度来调节所需风量。在调节挡风板的过程中, 电机的转速保持不变, 其输出能量也不变, 只通过调节挡风板的开度来达到负载所需的风量要求。根据能量守恒定律, 当负载根据系统的需求需要很小的风量时, 其挡风板的开度就要减小, 此时电机的输出能量与负载所需能量之差, 在此过程中就被白白消耗和损失掉。另外, 水泥厂的风门调节大多采用电动调节阀来实现的, 电动调节阀的品质决定了风门开关的灵活度。由于水泥厂是多粉尘企业, 即使在每个扬尘点都使用了环保设备, 水泥厂也想尽办法采取了一系列的收尘措施, 也难避免细微粉尘的排放。在使用过程中, 有很多挡风板由于受环境的影响, 不能按照上面下达的指令灵活的开关风门, 甚至有些闸门在使用过程中被物料死死卡住, 导致无法调节, 如生产中常用的库顶物料分料阀, 工人经常要上去巡视和现场清理, 不仅费时费力, 还给生产带来很大损失, 同时这也是生产环节中的一大隐患, 更重要的是能量损耗严重。再加上采用闸板控制阀门引起的阻力损耗, 严重影响设备的经济运行, 改善这一调节方式势在必行。

2 电机节能的发展趋势

在国家出台的《节能环保产业发展规划》中, 运用高效节能技术和采用高效节能装备是重要一环。采用变频调速和使用高效节能电机是提高电机运行效率的两个重要的途径。

2.1 通过变频调速实现节能

在实际运行中, 系统需求的风量会随工况、产量的变化而变化, 由于变频器能够根据实际需要对电动机转速进行实时调节, 能够使电动机在最节能的转速下运行, 减少轻载运行时的电能消耗, 调速范围宽, 调节精度高, 运行效率高, 并可以实现电动机的软启动, 减少启动冲击和设备磨损, 降低电动机运行的综合电耗, 这种节能方式节能效果明显, 一般节电率在20%~30%, 有时甚至可以达到50%, 而且最重要的是:投资回收期较短, 很快就可以收回全部投资。

目前低压变频技术日渐成熟, 产品质量也较稳定, 在新建大中型规模水泥厂中, 需要进行风量调节的低压电机基本上已经采用交流变频器进行调速, 改变所需风量, 改善运行效率, 对电机转速进行有效控制, 从而实现电机的节能, 如窑头熟料输送部分的篦冷机冷却风机、窑头一次风机、循环水泵以及部分收尘风机等。

我国高压电动机多为10 k V。由于受电力电子器件耐压限制, 目前尚难实现该等级变频器的直接高压输出。目前国内高压变频器都采用单元串联式多电平变频器技术, 其输出电压可达到10 k V甚至更高, 且输入、输出波形好, 对电网的谐波污染小。国外高压变频技术成熟, 但其价格却是国内高压变频器价格的2~4倍, 在国内很多水泥厂资金不是很充裕的情况下, 国内变频器由于价格低, 得到了广泛应用。但也有极少数水泥厂受资金限制, 目前较少甚至未使用高压变频调速, 其节能效果不明显。在国家节能大环境的推动下, 10 k V拖动的动态负荷其高压电机采用高压变频调速势在必行。

而在承接的国外水泥厂设计过程中, 情况会好很多。由于资金充足, 新建国外水泥厂, 除了需要调速的低压电机和窑尾高温风机采用变频调速外, 其他需要调速的高压电机基本都已经采用高压变频调速, 且采用的大多是国外著名品牌 (如ABB) 的高压变频成套装置, 如生料循环风机、窑尾后排风机、窑头余风风机、水泥磨收尘风机等, 节能效果显著。

变频调速控制方式作为一种新型的调速方法, 性能优越, 性价比高, 节能效果明显, 是目前国内大中型水泥厂应广泛采用的一种节能控制手段。变频调速节能在实际应用中总结出三大优点:一是减少电能损耗, 降低成本, 节约电能;二是拓宽了系统的调速范围, 提高了系统运行的灵活性;三是改变了电动机的启动方式, 真正实现了电机的软启动, 大大减少了对电动机、风机、风门等设备的磨损以及对电网的启动冲击, 延长了它们的使用寿命, 大幅度节省这些设备的维护费用, 是目前水泥厂最有效的一种调速节能控制手段。

2.2 使用高效电机实现节能

从节约能源、保护环境角度出发, 高效率电动机不仅是水泥厂更是国内所有工业发展的趋势。在国家六大耗电行业之中, 水泥行业名列其中, 同时它也是中小型电动机的主要应用领域, 能耗越大, 节能的潜力越高。一般情况下, 水泥厂主要生产车间 (生料磨车间、回转窑和水泥磨车间) 的电动机大多都是24 h连续工作制, 工作时间长, 工作负荷也相对稳定, 这些特点都有利于高效电动机在水泥厂的推广和使用。

根据GB18613-2006《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》, 我国将电机能效分为三级, 能效一级为超高效电机, 能效二级为高效电机, 能效三级为普通电机。

高效电动机工艺通过优化设计并采用优质材料整型而成, 其能耗平均可以下降20%左右。而超高效电动机能耗比普通电动机能耗节能超过30%, 并且在整个生产周期内, 都可为企业节约电能。虽然价格比普通电动机高15%~30%之间, 但在一般情况下, 其高于普通电动机的一次性投资一般可以在1~3年内全部收回。因此, 在长期连续运行、负荷率较高的水泥厂选用优质高效节能电机, 既符合我国节能政策, 而且无论从企业生存和发展等角度考虑, 都是非常有必要的, 也是切实可行的。

2.3 合理选择电机功率

由于历史原因, 在实际应用中, 存在大量电机所驱动的负载功率远远小于电动机本身的功率, 造成大量的电动机处于低效运行状态。如:用电量较大的风机、水泵、压缩机类负载, 其平均系统运行效率均在50%左右。在设计选型中, 设计人员为了保证足够的动力, 层层加余量, 级级加保险, 很容易造成“大马拉小车”的状态, 其效率之低可想而知。甚至有的用户主要利用变频器来调速, 使得电动机长期处于低频低效运行状态, 这也是一种“大马拉小车”的现象。

众所周知, 电动机的最佳运行效率一般发生在负荷率0.7~0.85之间, 过高和过低的负荷率, 不仅会降低电机的使用效率, 而且对电机本身也会造成很大的伤害, 从而增加维修成本和维护费用。曾经在某个水泥厂某个车间的负荷计算中, 依据工艺所提电机功率, 理论计算选配变压器的负荷率在0.75左右, 可在实际运行中其负荷率仅在0.6以下, 这种严重的“大马拉小车”的现象不仅浪费了设备资源, 同时也浪费了宝贵的电力。尤其在目前有些水泥厂资金不足甚至短缺的情况下, 给企业造成了很大的资金和生存压力, 同时企业也丢失了再发展的宝贵机遇。在设计过程中, 合理选配电动机的功率, 不仅符合国家节能政策, 也减少了企业的资金压力, 更重要的是为企业今后的生存和发展创造了良好的经济基础和发展环境, 合理选配负载所需电动机的功率任重道远。

3 结语

推广变频调速等先进电机调速技术, 改善电机系统调节方式, 逐步淘汰闸板、阀门等机械节流调节方式。重点对传统水泥厂电动机进行系统改造, 选择合适的调速方式;合理选配电动机, 使电机运行在最佳效率状态;新建或改扩建水泥厂设计时要认真核算, 力争做到电机功率与负载的最佳匹配, 逐步消除或减少“大马拉小车”现象;设计选型时优先采用高效节能电动机拖动负载, 从根本上真正实现电机的节能。

摘要：大中型水泥厂, 绝大部分电能都消耗在电机上, 电机的节能对降低能耗至关重要。设计选型中应优先选用高效节能电动机, 进一步选用和推广变频调速控制技术, 合理选用电动机的功率, 逐步降低或减少电能损耗, 从而达到节能降耗的目的。

关键词：变频器,电机,功率,节能,高效

参考文献

高效节能电机篇11

【关键词】中央空调；变频电机；节能技术

随着建筑行业的不断发展，中央空调在建筑中的应用越来越多，其主要是由制冷器、冷却冷冻水循环系统、风机盘管和散热水塔组成，人们生活水平的提高对中央空调的需求越来越多，特别是在炎热的夏季，但是由于中央空调的能耗比较大，在使用的过程中，产生了极大的能耗，所以必须要对这一问题加以解决，以更好地发挥中央空调的作用。

1、中央空调系统中存在的不足

1.1空调负载设置不合理

空调的负载量是空调能承载的最大极限，这样设置的原因虽然能极大的满足人们的使用需求，但是会产生很大的能耗浪费，因为人们在使用的过程中，正常的设定温度与极限值相差很远，所以在工作的过程都是属于超量运行，人们可以根据自己需要的温度进行调节，但是水泵量的大小是不会改变的，所以就会产生浪费的现象，为了改变这种高能耗的现象，必须要对空调系统进行改善，因为空调的工作是需要电机来作为支持，所以要对电机的转速进行相应处理，减少工作过程中产生的能耗。

1.2冷却水系统的不足

在设计空调冷却水电机时，都是把极限值设定到最大的标准，以便适应人们的不同需求，但是实际使用的过程中，根本达不到极限值的使用情况，所以水电机在运行中产生的能力浪费超出了实际工作的能量范围，冷却水电机的工作目的就是为了调节空气中的热量，达到人们想要的温度标准，实现对室内空气的制冷效果，如果把极限值设置的过大，就会产生严重的浪费现象，因为冷却水电机在工作时的转速是一定的，需要通过调节阀来进行控制，当电机转速较高时，水的流动速度会更高，因此就生产了较大的能耗，而且对于冷热水的交换工作也不是十分彻底，影响空调正常的工作状态。

1.3空调电机的频繁启停会影响空调使用寿命

中央空调一般都是出于长期工作的状态，其与家庭使用的一般空调不同，如果经常开启或者停止，就会降低空调的使用寿命，因为电机在开始运行或者骤然停止时，会产生较大的电流，如果超过电流的使用限制，就会使得空调工作的环境温度过高，发生短路的现象，严重的甚至会使得零部件烧毁，影响空调正常的使用寿命。

2、变频电机的调节原理

在中央空调工作的系统中，存在着不同功能和不同类型的风机水泵，其在设计容量时都是根据实际工作中的最大限制制定的，而且还会比实际的限制大一些，而人们在使用中央空调时，所需要的温度与实际设定的极限值有着很大的差距，而系统仍然是在较大功率的情况下进行工作，常常是属于低负荷的情况。传统的中央空调水泵在工作的过程中都是全速运行的状态，通过阀门对其进行调节时，就会产生大量的能量损失，浪费了能源和经济资源，随着变频电机的出现，很好地改变了这一浪费的现象，使得水泵在工作的过程中可以实现自我调节，根据实际设定的温度不同，水泵的转速也会不同，近而对水流速度进行控制，免去了阀门的使用，这样既实现了人们对温度的调节作用，又实现了节能空调的发展。

2.1基本工作原理

随着人们对节能空调的需求不断加大，变频电机逐渐被人们提及出来，其主要的工作原理有交到交，交到直到的两种形式，第一种是通过交流电进行互相的转换，第二种是通过直流电的方式进行轉换，二者之间进行相互转换，以达到实际的工作需求。

2.2电机变频调速的功能

在以往电机工作的状态下，其功率都是固定的，这样就会使得水流的速度过快，交换的时间被大幅度缩短，因为水的流转速度是由电机决定的，而电机又直接决定了功率的大小，因此电机工作的状态下输出的功率和水流的速度是成正比的，变频式电机正是利用了这一工作原理，通过降低水的流动速度，来降低电机输出的功率，既能达到调节室温的作用，又能很好地降低空调运行中的能耗。

2.3变频式电机的启停功能

正常的电机在工作的状态下突然受到启停的影响，就会产生大量的电流，使得电机承载的电流过大，近而就会影响电机正常的使用寿命，系统内的调水管就会出现断裂的情况，变频电机的出现很好地改变了这一现象，其自身具有软启动的功能，在突然停启的时候电流通过软启动会缓慢上升，而且不会超过系统限制的最大电流值，可以保证空调的正常使用功能，而且减少运行中产生的能耗。

2.4变频式电机的节能原理

通过技术的改善，变频电机在工作时已经可以实现自动调节电机的转速，通过控制冷却水的流动速度，保证空调在运行状态下的功率正常，以免产生超负荷的现象，而电机工作的能耗自然就会降低，使得空调的运行逐渐朝着低能耗的方向发展。

3、变频式电机在中央空调中的应用

变频电机在空调系统中的应用很受人们的欢迎，随着空调用户的逐渐增多，变频电机的应用也越来越多，其改变了原有的工作方式，使得空调系统在工作中能起到节能的作用，其主要是通过控制电机的转速，以往的空调生产厂家，在生产空调时就已经把极限值设定好，而人们日常对为温度的需要与其设定的极限值相差甚远，而且不可以根据实际的使用情况进行自我调节，使得在使用的过程中产生了极大的浪费现象，变频电机的出现很好地改变了这一现象，使得空调在运行的过程中免去了控制阀的应用，这样就已经减少了系统工作运行的一部分能耗，而且变频式电机通过调节水流的速度，还使得电机自身的工作功率降低，近而产生的能耗就会降低，在保证人们使用情况的同时，极大地降低了工作过程中产生的能耗，增加了空调的使用寿命。

3.1变频电机在送风系统中的应用

变频电机在送风系统工作中，首先把冷风吹到指定的位置，近而达到降温的目的，在改变送风量的同时，有效地控制了室内的温度，在水系统的整体温度一定时，变频电机可以改变送风的速度，近而使温度得到调节的作用，近而使得工作过程中产生的电量能耗明显降低，而且对于工作人员的工作量也有适当的减轻，使得空调系统的工作更加的平稳。

3.2水泵的变频控制

中央空调的冷却水泵控制原理与冷冻水泵相类同，当空调负荷低或冷却水散热效果好时，也可以通过变频调速器来调节冷却水泵的转速，降低冷却水的循环流量，提高供回水温差，从而达到节能目的。

在对水泵进行变频控制时，首先要在系统上安装温差检测的装置，使其形成一个密封的循环系统，可以对系统的工作情况进行监督，实现对电机的自动控制，把温度控制在合理的范围内，而且水泵转速也会随着温度的变化发生变化，通过变频式电机的调节，使得水泵在运行的过程中缓慢的停止和开启，既保证了空调的使用功能，也使得系统的使用寿命得以提高。

4、结束语

随着空调使用的人数逐渐增多，人们对节能空调的需求越来越多，所以生产厂家要把节能技术作为发展空调的首要方向，变频电机的出现很好地实现了空调的节能功能，保证空调正常运行的情况下，减少工作中产生的能耗，更好地促进变频式电机在空调系统中的应用，真正实现节能式空调的发展。

参考文献

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[2]林延彬，刘东岩，马子兴.变频技术对中央空调系统的控制[J].机电信息，2008，（23）.