三相异步电动机的节能运行

研究与交流　三相异步电动机的节能运行　杨旭丽　湖南铁道职业技术学院（４１２００１）　Ｅｎｅｒｇｙ－Ｓａｖｉｎｇ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｍｏｔｏｒｓ　，ｌｇ　Ｘｕｌｉ　Ｈｕ　Ｎａｎ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ＆Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｌｌａｇｅ　摘要：三相异步电动机为使用最广泛的电机，它的　节能运行有重要的现实意义。提出了三相异步电动机的节　能运行的几种方法，供同行参考。　＝　ｌ　‰一　＝而　ｌ　＝＝＝　＿０．０７６２６　电机运行效率最大值为：　＝０．９０６５　关键词：节能运行调压变频调速　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ　ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｉｎ　ｓａｖｉｎｇ－ｅｎｅｒｇｙ　ｓｔａｔｅ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ．　Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｔｏ　ｍａｋｅ　ｉｔ　ｒｕｎ　ｉｎ　ｓａｖｉｎｇ－ｅｎｅｒｇｙ　ｓｔａｔｅ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｓａｖｉｎｇ－ｅｎｅｒｇｙ　ｓｔａｔｅ　Ｖｏｌｔａｇｅ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　电机运行效率最大时的输出功率：　Ｐ２＝Ｐｎ×　＝１８．５×４０．４５７＝１２．５ｋＷ　可见，当电机输出功率为１２．５ｋＷ时，效率最　高，提高０．６５％。　（２）当电机轻载运行时，如将电源电压适当降　三相异步电动机具有结构简单、运行可靠、效　率较高等优点，是应用最广泛的一种电机。因而它　的节能运行显得尤为重要。　低或将电机绕组合理改接，使相绕组匝数增加以　及△联结改为Ｙ联结等均可节约电能。负载率小于　３０％时，可不经计算将△联结改为Ｙ联结运行，降压　后的电机效率和功率因数均有所提高。　ｌ　合理运行于最节能状态　三相异步电动机的节能，首先考虑的是选择　高效率电动机。但对于已有的电动机，如何根据电　动机及其负载、电源等情况，合理安排电机的运行　方式，使其运行在最节能的状态为大家关心的话　题。就此提出一些见解及实例。　电机的负载功率千变万化，而电机制造厂一　般只生产ＧＢ４８２６规定的输出功率的电机。这样，便　当电动机的负载率为Ｄ时，电机的最佳电源电　压　为：　Ｕ＝　×　式中：卜系数，２极时为０．１５；４极时为０．２５：６　极以上为０．３。　上一电机的Ｐｏ＝６４０Ｗ，电机实际输出功率为　５．５５ｋＷ，Ｄ＝５．５５／１８．５＝０．３。其在　下工作性能　指标见表ｌ。　表１　有电机的输出功率大于实际负载的情况。这时可　有以下几个方法使电机运行在效率较高的状态。　（１）根据电机原理，当电机的可变损耗尸ｂ与不　变损耗Ｐ０相等时，电机的运行效率最高。　例：一台电机，３８０Ｖ、Ｙ接法、１８．５ｋＷ，２Ｐ＝４，　＝９０％，ｃｏｓ　＝０．８７，／ｏ＝１３．５Ａ，输出额定功率　时的Ｐｂ＝１４００Ｗ，Ｐｏ＝６４０Ｗ。　Ｐｏ＿　电压（Ｖ）输出功率（ｋＷ）　效率（％）　功率因数３８０　５．５５　８７．６６　０．５７３　定子电流（Ａ）　ｌ　６．８　用式（１）求得的最佳电源电压为：　Ｕ＝３８０×　＝２６８Ｖ（２）　＿０．４５７　・４４・２００６年第３期《电机技术》　维普资讯 http://www.cqvip.com

在２６８Ｖ下工作性能指标见表２：　表２　可见，降低电压后电机的效率和功率因数均　有较大的提高，而相电流大致相同，电机减少的有　功功率△Ｐ为：　犏　㈣Ｕ２１叫　）￣１８５－０．６４］ｘ０．３　×　×－ｓ　＝－０．１２８＋０．２５８＝－０．１３ｋＷ　电机减少的无功功率ＡＱ为：　’　ＡＱ＝［（　×　．Ｊｊ　×１　）　×１　×（１＿　－［（　７栅×ｌ３　１　）ｘ０　ｘ３８０ｘ１３　５ｘ１０３　１．　＝（０．２５４８＋８．８８５）×Ｏ．５１＝４．６６ｋｖａｒ　２　变频调速节能　三相异步电动机的变频调速是最佳的调速方　案，当它用于风机、水泵等流体负载调速时，节能　效果显著。　２．Ｉ节能原理　离心风机（水泵）风压（或水压）日和风量（或　流量）Ｑ特性见图１。　Ｑ　ｎ・一风机（水泵）在额定转速运行时的特性：　？１２一风机（水泵）在降速运行在ｎ２转速时的特性；　Ｒ．一风机（水泵）管路阻力最小时的阻力特性；　一风机（水泵）管路阻力增大到某一数值时的阻力特性；　图Ｉ　风机（水泵）Ｈ—Ｑ特性图　风机（水泵）在管道特性曲线Ｒ。工作时，工况　点为Ａ，其流量、压力分别为ａ。、Ｈ。，此时风机（水　泵）所需的功率正比于Ｈ。ａ。，即正比于ＡＨ。ＯＱ。的　面积。由于工艺要求减ｄ＇，３￣．１ＩＱ　，如增加管路网阻，　使风机的工作点移到尺　上的Ｂ点，风压增大到　，　研究与交流　这时风机所需的功率正比于日　Ｑ　，即正比于　ＢＨ　ＯＱ　的面积。显然风机所需的功率增加了。当　变频调速使风机的转速由ｎ。降至ｎ　，这时工作点移　至Ｃ点，流量仍是Ｑ　，但压力降到风，这时风机所需　的功率正比于日３Ｑ　，即正比于ＣＨ３ＯＱ２的面积，可　见功率的减少是明显的。　２．２实例　以上电机驱动离心风机，在额定情况下其相　关数据见表３。　表３　要求将风量降为４ｍＳ／ｓ，现场采用调小风门的　方法，其相关数据见表４。　表４　如变频调速，将电源频率调为４０Ｈｚ，电压为　３１２Ｖ，其相关数据见表５。　表５　从表３一表５可见，使用变频调速，节能效果十　分明显，每小时节电８．５ｋＷｈ，一年可节电７万多千　瓦时。另外，电机电流明显下降，温升也明显下降，　电机绝缘的可靠性进一步提高；又电机转速下降，　减少了机械磨损，维修工作量也将减少，间接经济　效益也很可观。　３　结束语　三相异步电动机节能运行的方法很多，还有　如将槽楔改为磁性槽楔，将绕组改为正弦绕组等。　参　考　文　献　１　ＧＢ１２４９７．１９９５（三相异步电动机经济运行》　２赵家礼．安顺合编，实用电工计算手册，机械工业出版社．　３王毓东主编．电机学浙江大学电机教研室编著．　４蔡方耀编著．电动机应用计算指南中国计划出版社．　（收稿日期：２００５．１２．１７）　作者简介：杨旭丽，女，１９５７年生，湖南铁道职业技术学院电气工程系　专任教师，从事电气专业教学２２年。　《电规技求）２００６年第３期・４５・