用于风机水泵的变频调速异步电动机高效运行方法
电动机的非经济运行情况,己经引起我国有关部门的重视,并分别于1990年和1995年制定和修订了个强制性的国家标准8124971995相异步电动机经济运行。希望依此来规范相异步电动机的经济运于。国标的发布对低卡电动机的经济运亍起了很大的促进作用,据统计我国风机水泵类机械设备付年耗屯量3风机水泵类负载电动机定频降压节能算法异步电动机稳态运行时的损耗包括铜损铁损机械损耗杂散损耗等。其中,机械损耗和杂散损耗因较小,且不易计戴通常可以忽略不计,因此,考虑电机铁耗和铜耗之和,可代电机总的损耗。
山沪异步电动机的漏阻抗比励磁阻抗小得多。
通常可以忽略励磁阻抗,认为电动机的转子电流等于定户电流。所以屯动机的铜耗和电流的平方成正占全国发电量的3其中变负荷运行的占70.
引此可,仅风机水泵类电机调速节能潜力就非常大。从佳经济效益和节能角度来看,降低带风机类负载电机运行中的功率损耗,提高整个系统效率是非常必要的。
2电机运行中定频降压节约电能的可行性根据电机学知道,假设施于电动机定子绕组上铁耗将降。时。因这时随电压方而变化的电动机转矩小于负载转矩,使电动机的转差率增加,直到电动机的转矩与负载转矩相平衡为止。转差率的比,即流和铜耗;ZrPc1电机在任意频率同负载的电流和铜耗。
根据屯机学知识可知,在额定状态的转矩2和实际状态下的转矩了分别为增加引起转子电流增加,且使转子电流与定子电压间的相角也要增大。因而,当电压降低时,虽然电动机的无载电流会减小,可是等于转子电流与无载电流几例1和的记广电流。随揞电压降低程度和负我的不同,可能增加或减小。
然而,对于轻载运行的电动机,电压适当降低些,在经济上常常是有利的。这是因为在轻载运行时,转子电流并不大,在降低电压运行时,不仅不会超过允增加的数值并不多而另方面却由于电压的降低,空载电流和铁耗均随之减小,所以这时的定子电流比正常电压时的值,不仅不会,加,可能还会降低,在这种怙况1.电动机的总损耗就可降低,效率可以提,定子温升和功率因数还可得电机相数级数和转子电阻折算值仔意状态和额记状态电机记子侧的电源电压任意状态和额定状态下电机定子。ii侧的电源频率V.5N任意状态和额定状态下电机的转。色,风机类负载的性质是转矩和转速的平方成正比,而山式2式3和式5可得,在调速系统中其电压调节系数和频率调节系数。之间的协调控制关系为其中,=由电机学可知,异步电机转子电流的折算值在调频调违的前提下,电机运厅过程中的。,很小。!22,故可把。忽略,则频率;时的电流矩了=所以转矩和转子电流成正比。
再由式1知,3和3的关系如转矩之比可视为功率之比,式15可改写对电卡调节系数,求导并令+,得定频降压控制的电压和频率协调关系,艮口额定频率,的电流再将式6代入式8式9,则得由式10和式后可得铜耗与电压调节及频率调节的函数关系为由电机设计理论可知,电机铁耗正比于磁密的平方,并和频率的1.5次方成正比,故有制方式是按实际铜耗和铁耗相等是损耗小的原则匹配的。在给定电机的设计值3,1.22.0和定的负载系数尤,情况下,可求得定频降压控制时的电玉和频率的办调控制关系应用定频降压控制进行调节时,由电机学知识可知为了避免磁路饱和,式19规定的控制方式应该满足,与恒压频比调速控制方式相比,这种控;叫方式在恒酬比调速控制方式频率不变的基础降低了电压,这就是这种控制方式名称的由来,即人,所以PF,N额定频率下的铁耗由于电机端电卡近似正比于磁迎和频率的乘积,则分析式21可知,当电机在额定电压和满负荷条件下按定频降压的控制方式运行时,电机在定在应用定频降压控制方式时,为了获得较高的设电机在额定电压额定频率和额定负载下的铜耗与铁耗的比值为,在额定电压额定频率实际负载的铜耗与铁耗的比值为心由于电机铁耗由磁密及屯源频率决定。所以电动机在额定电压额定频率下运行时,铁耗基本不变。对于电机来说,转效率,好降低负载系数,即1阪。这样虽然电机容量利用不足,但运行中损耗降低,对长期运行的电机来说,在经济上是有益的。如果配套机械负载使电机负载系数=1的条件难以改变,可在由式21确定的频率以下范围内用小损耗控制,在该频率以采用功控制,后计算下在恶劣的条件下所能达到轴流式通风机合理间隙的调整王利娟同煤集团公司云岗矿,山西大同,37001推力轴承与轴承座后盖的间隙及3种主要间隙的合理值,并介绍实现这些合理间隙的有效途径,中号10441 1前言7082或125系列通风机,在工业部门特别是矿井通风己广泛使用。由于其功率大,运行连统耗电占矿井生产用电的2060.提高通风机的效率使其安全经济合理地运行的办法通常有1扩大巷道断面,增设并联支路,缩短风路,扩大等积1等,以减小风阻和漏风损失,尽可能地增大有效风量;2在矿井巷道管网特性曲线相对不变的情况下,改变风机特性曲线,包括更换电机,改变电机转速或通风机转速;改变叶片安装数目;调整叶片安装角度;研制新型叶片,完善气动结构,开发风机新产品等,以达到提高风机运行效率,减少屯力消耗的目个转子动轮与定子外壳之间合理的间隙运行。本文就上述2个间隙问进行探讨。2轴流式通风机合理间隙的探讨1风机转子与定子之间的间隙般情况下,风机外壳与动轮叶端的径向间隙A1;风机径间隙的大小与效率降有下列关系以706184机为例,叶片长度,=270瞧如径向间隙为271的公倍数分别代入式能达到的大值。所谓恶劣的条件,指=1和心,存在的汾心此,的值为小值,经计算=0.76,此位完乍满足目前的交交变频技术进行调速。
4结语降压节能算法,并分析电吒和频率协调控制的问。
若能把这种控制兑法应际变频器,将付提高变频器使用的节能效果进步推广变频器节能新技水起到极人的推动作用,1黎英,时维国。变频调速电机的运行效率及节能控制研宄。电刘竞成。交流调速系统。上海上海交通大学出版社,1985.
杨惠宗,袁仲文,陆火庆。泵与风机灿。上海上海交通出版社,1992.
学院在读硕士研究生,现从事控制工程方面的研究。1.zcvv12dcxm.
收稿日期2004101
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