電機高效節(jié)能的兩種重要方式：變頻調(diào)速系統(tǒng)與高效電機,。分析了變頻調(diào)速系統(tǒng)在風(fēng)機與泵類負載中的節(jié)能原理與特點；高效電機提高效率降低損耗的措施,，與普通電機區(qū)別的特點。

 

　　隨著環(huán)境惡化,、資源匱乏,，節(jié)能環(huán)保理念越來越深入到經(jīng)濟社會發(fā)展中，各國都在節(jié)能環(huán)保技術(shù)及推廣方面加大投資,。隨著我國《"十二五"節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》的出臺，節(jié)能環(huán)保被推上了一個新高度,。據(jù)中投顧問發(fā)布的《2011-2015》年中國高效節(jié)能電機行業(yè)投資分析及前景預(yù)測報告顯示,，目前我國電動機裝機總?cè)萘恳堰_4億多KW,年耗電量達1.2萬億KWh,占全國總用電量的60%,占工業(yè)用電量的80%,其中風(fēng)機、水泵,、壓縮機的裝機總?cè)萘恳殉^2億KW,年耗電量達8000億KWh,占全國總用電量的40%左右,。這些電動機大多在較低的電能利用率下運行，只要將這些電動機電能利用率提高10~15%,全年至少可節(jié)電100億KW以上,。足以看出電機節(jié)能的市場巨大潛力和重要性,。電機耗能現(xiàn)象嚴重，不僅增加了企業(yè)生產(chǎn)成本,，造成了電力能源的極大浪費,，更與我國推行的節(jié)能減排戰(zhàn)略不相符。目前提高電機運行效率可以有效地改變電機的高能耗現(xiàn)象,，節(jié)能效果十分明顯,，能耗可比普通電機降低20%至30%.電動機節(jié)能的主要途徑，一是通過變頻調(diào)速系統(tǒng),，改善變頻電機的運行效率,；二是使用高效電機。

 

　　變頻調(diào)速技術(shù)用于節(jié)能,，目前用得最多的是對風(fēng)機,、泵類負載設(shè)備的調(diào)速節(jié)能，原因是風(fēng)機,、泵類負載的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比,。用調(diào)速的方法改變其負載流量，節(jié)電率可達20%~60%等,。我國電廠大部分風(fēng)機和水泵都采用定速驅(qū)動,，靠調(diào)節(jié)風(fēng)門、風(fēng)道擋板或閥門的開度來調(diào)節(jié)風(fēng)機風(fēng)量,，水泵流量來滿足生產(chǎn)工藝對風(fēng)量和水泵流量的要求,，造成的電能浪費很嚴重,。只有少數(shù)風(fēng)機和水泵增設(shè)了液力偶合器等裝置調(diào)速，雖然改變了負載轉(zhuǎn)速,，但是電動機轉(zhuǎn)速不變,，部分能量損耗在液力偶合器中，其運行效率較低,，節(jié)能效果不明顯,。若采用高壓變頻器對風(fēng)機水泵進行改造，通過改變風(fēng)機水泵轉(zhuǎn)速,，從而改變風(fēng)機風(fēng)量,，水泵流量以適應(yīng)生產(chǎn)工藝的需要，運行能耗最省,，節(jié)能效果非常明顯?，F(xiàn)在變頻調(diào)速技術(shù)已成為最理想的一種調(diào)速節(jié)能方式。

 

　　變頻調(diào)速就是通過改變輸入電源頻率來調(diào)節(jié)變頻電動機的轉(zhuǎn)速,。

 

　　變頻調(diào)速可以實現(xiàn)變頻起動,，啟動時間短，啟動電流小,，拖動更大的負載轉(zhuǎn)動慣量,，并且啟動平穩(wěn)，可無極平滑調(diào)速,，對電網(wǎng)及電機無損害,，延長機電設(shè)備使用壽命。

 

　　操作方便維護簡單,，無需設(shè)置調(diào)節(jié)擋板,，避免了節(jié)流帶來的能量損耗。需要調(diào)節(jié)流量,、壓力時,，根據(jù)前面公式可知，只要改變頻率來改變電動機轉(zhuǎn)速即可,。

 

　　采用變頻調(diào)速不僅降低風(fēng)機水泵的故障率,，減少維修費用及管理費用的投入，同時也提高系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)品質(zhì),，節(jié)電效果明顯,。

 

　　采用變頻恒壓供水可消除水錘效應(yīng)，實現(xiàn)閉環(huán)供水,，用戶可直接從管網(wǎng)取水,，避免了高水位水箱、水塔儲水的二次污染,。不僅系統(tǒng)具有保護功能,，自診斷和自處理能力強,，實現(xiàn)樓宇智能化。

 

　　總之,，變頻調(diào)速作為新型調(diào)速節(jié)能手段,，有利于風(fēng)機、水泵的安全經(jīng)濟運行,。不足之處是對電源的質(zhì)量,、變頻器的工作環(huán)境以及電機要求比較高，維修費用高等,。

 

　　高效電機是指效率較高的電機,，其效率應(yīng)該滿足相關(guān)的能效等級要求。高效電機將新制造工藝及新材料完美運用到核心部件上,，通過電機線圈優(yōu)化設(shè)計,，有效降低電磁能、熱能和機械能的損耗,，提升運轉(zhuǎn)效率，電機發(fā)熱量小,、運行壽命長,。

 

　　眾所周知，電動機的損耗主要由定子銅耗,、轉(zhuǎn)子銅耗,、鐵耗、機械損耗和雜散損耗組成,，高效,、超高效電動機的開發(fā)，必須從降低這五大損耗著手,，采取多種措施,，挖掘潛力，降低損耗,，提高電動機的效率,。

 

　　增加有效材料，降低銅耗和鐵耗,。對于高效電機,，由于效率指標(biāo)提高較大，為降低繞組損耗和鐵心損耗,，需要適當(dāng)降低電流密度和磁感應(yīng)強度,，因此相應(yīng)放大了導(dǎo)線截面和增加了鐵心長度，部分機座放大了沖片外徑,，從而相應(yīng)增加了有效材料用量,。

 

　　采用相對較高牌號的磁性材料,，降低鐵耗。由于受到軸向尺寸和中心高的限制,， 單純的增加有效材料達不到大幅降低鐵耗的目的,，因此必須選用更低損耗的冷軋硅鋼片，這對中,、大功率規(guī)格的電動機尤為重要,。

 

　　合理控制電動機溫升。由于溫升受使用材料的多少和機械損耗的影響,，在材料不變的情況下,，通過增大冷卻風(fēng)量降低溫升，隨著溫升的下降,，定,、轉(zhuǎn)子銅耗下降，機械損耗上升,，如果定,、轉(zhuǎn)子銅耗下降大于機械損耗上升，效率就會提高,，反之,，效率就會下降。因此合理控制溫升對高效電機提高效率起到關(guān)鍵作用,。

 

　　改變槽配合當(dāng)諧波磁場對鐵心表面發(fā)生相對運動時,，就在鐵心鋼片的表面層附近產(chǎn)生渦流損耗和磁滯損耗，因此稱為表面損耗,，其中主要是渦流損耗,。這部分損耗與諧波磁場的幅值和頻率有關(guān)，幅值和頻率受槽數(shù)多少影響,，因此這部分損耗與定,、轉(zhuǎn)子

 

　　增大電動機氣隙，進而減小定,、轉(zhuǎn)子諧波磁通的幅值,，可以有效地減少雜散損耗。

 

　　效率高,，IE2 比IE1 平均高3%,IE3 比IE1 平均高近5%左右,。

 

　　需使用更多高質(zhì)量的材料。IE2 比IE1 電機成本高25%~30%,IE3 比IE1 電機成本高40%~60%左右,。

 

　　由于運行溫度較低,，電機壽命更長，可降低維護成本。

 

　　典型設(shè)計情況下起動電流較大些,。

 

　　轉(zhuǎn)子慣量較大,。

 

　　額定負載下轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)差率較小,。

 

　　從節(jié)約能源,、保護環(huán)境出發(fā)，高效電機是現(xiàn)今國際發(fā)展趨勢,。2013年工信部將從推廣高效電機,、淘汰低效電機以及既有電機系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造等6個方面入手，推廣,、淘汰和節(jié)能改造電機及電機系統(tǒng)1億千瓦,，擴大高效電機市場份額，促進電機產(chǎn)品升級換代和產(chǎn)業(yè)升級,。

 

　　本文詳細的分析了變頻調(diào)速系統(tǒng)在風(fēng)機與水泵負載中通過改變頻率進行速度控制,，達到節(jié)能的目的，高效電機降低損耗等措施,，有效提高電動機效率,。這對于我國貫徹節(jié)能減排國策，節(jié)約能源,，提高企業(yè)經(jīng)濟效益無疑具有巨大的意義,。

 

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