交流異步電機軟起動及優化節能控制技術研究

2017-04-13 14:46:14 大云網　點擊量：評論 (0)

核心提示：　　目前在工礦企業中使用著大量的交流異步電動機，包括低壓電動機和中壓電動機相當多的異步電動機及其拖動系統還處于非經濟運行　　目前在工礦企業中使用著大量的交流異步電動機，包括低壓電動機和中

　　而另一方面，卻由于電壓的降低，使空載電表軟起動器與傳統降壓起動器的比較產品主要性能數字式軟起動器磁控降壓起動器自鍋降壓起動器起動特性軟特性用戶可以調整特性較硬不能調整硬特性不能調整起動電流特性曲線一一設定的起動電，……

　　流二巡蘭一貧電流，不可調。N二人：艾少一書仁二下叢頭，起始電壓一任意可調左右用戶不能調左右用戶不能調整獻衛幾起動沖擊電流無次，約為電機額定電流次，約為電機額定電流的倍入的倍起動電流一用戶可視負一八以上，不能調整一以上，不能調整載輕重調整電機轉矩特性沒有沖擊轉矩，力矩勻速次沖擊轉矩后，力矩勻勺知跳沃上升，有次沖平滑上升速平滑上升擊轉知負載適應能力強一般較差能否頻繁起動可以一般不能一般不能起動方式限流軟起動或電壓斜坡區域恒流軟起動分段式恒壓起動起動任選執行元件電力電子器件磁飽和電抗器（磁放大自藕變壓器控制元件和控制方位高性能單片計算機繼電器及普通電子元件繼電器式模糊控制繼電電子控制繼電控制整機重量體積輕小較重較大重大外接電纜數量根（進出）根或根（w以上根進出）為進出）交流異步電機軟起動及優化節能控制技術研究流和鐵損大幅減少。

　　在這種情況下，電動機的總損耗就可降低，定子溫升，運行效率和功率因數同時得到改善。

　　由此可見，電動機的運行經濟性與電動機負載率同運行電壓是否合理匹配關系極大。

　　理論分析表明電動機的力能指標運行效率與功率因數與其端電壓之間存在如下的數量關系滬津遠只攀絲翼衛氣3一乙二爺擺奧粵一口一甲式中和為電動機額定工況和降壓運行的轉差率甲滬為電動機額定工況和降壓運行的功率因數刀和刀為電動機額定工況和降壓運行的效率為電動機的調壓系數，認（和為電動機額定電壓和降壓運行時的實際電壓為電動機的空載電流系數，而人和為電動機的額定電流和空載電流）。

　　從式難看出并不是所有的降壓行為都能達到節電的目的，只有當電壓降低程度大于轉差率及功率因數上升程度時，才能使運行效率提高。

　　實際上，電動機效率隨電壓降低而變化的關系呈馬鞍形曲線，對應于每一個輸出功率（或負載系數），必然存在一個最佳調壓系數當二凡時，電動機的損耗最低，效率最高。

　　稱為電動機的最佳電壓調節系數。

　　不同負載下最佳電壓調節系數可按電動機的負載系數刀由下式確定川藝式中藝尸為電動機額定負載時的有功損耗（尸。

　　為電動機的空載損耗為計算系數，二一乏尸凡為電動機的機械損耗（月為電動機的負載系數，口（八尸為電動機的輸出功率，尸為電動機的額定功率文獻給出了輕載電動機采用降壓節電措施后，節約電能的計算公式為節約的有功功率尸為（芝一尸一藝一節約的無功功率么Q為一口。）尸一擊口。

　　卜式中口為電動機帶額定負載時的無功功率為電動機的空載無功功率節約的電能為么通二丑尸式中殉為無功經濟當量，當電動機直連電機母線瓜一二次變壓取從二三次變壓取從一為電動機年運行時間（優化節電的控制依據率因數（襯控制法最早出現的異步電機優化節電器為滬功率因數控制器，其原理是通過檢測電動機運行中的滬值，與預先設定的基準值比較，當實際值低于設定值時，說明電動機為輕載，通過降低電動機的端電壓來提高華，直到實際的。0 5明測量值達到設定值為止，實現了節電滬數值高表明是重載，則升高電機端電壓，以保證軸上的輸出功率。

　　這是一種間接節電法控制對象是電動機的功率因數，而目的是節電。

　　由于交流異步電機的最佳功率因數在全工作范圍內呈曲線變化不同制造廠生產的同一規格的異步電機的功率因數呈一定的離散性同一臺電機在其壽命期不同階段，在同一工況下的功率因數也呈現一定的離散性，這就給設計和調整帶來一定的困難。

　　故這種方法不能達到最佳節電效果，并且理論與實踐都已證明，過高的功率因數值對于異步電機來說，并不節電。

　　最小輸入功率法交流異步電機工作時，從電網輸人的電功率一部分轉換成電機軸上的機械功率八輸出，另一部分則是自身的損耗尸，，包括鐵耗與銅耗兩部分。

　　其中鐵耗與輸人電壓的平方成正比，而銅耗則與其電流的平方成正比，只有在銅耗等于鐵耗時，電機的效率最高，損耗最小。

　　最小輸人功率法的原理就是在電機工作的任一負載點上，在保證軸上機械功率輸出的前提下，通過降低電機的端電壓而減小電機自身的損耗，從而達到節能的目的。

　　雖然降壓可以降低鐵耗，而當電壓降到一定程度之后，若繼續下降，則電流又要增加，因而又增加了銅耗。

　　通過微機自動尋優，讓鐵耗和銅耗都維持在最低的水平，也即電壓與電流的乘積輸人的電功率達到最小值，實現最優節電目的。

　　（3）突加負載控制當電動機軸上的負載急劇上升時，又要能在極短的時間內將電壓提升到額定值，保證軸上里魚絲叢主應擔月第_.感豁韶翻有足夠的功率輸出，否則電機就會發生堵轉現象。

　　所以微處理器在進行輸入功率優化控制的同時，又監視負載功率的變化率，一旦負載功率的變化率超過預先設定的閡值時，即判定為突加負載，立即提升電機端電壓，保證電機對負載變化的快速響應能力。

　　優化節電的適用對象對于電機轉速無嚴格要求，及不需要調速運行的場合，特別是對于經常大幅度變動的負載，或者長時間處于輕載或空載的電動機，例如軋鋼機鍛壓機抽油機等負載，使用優化節電技術，可以收到明顯的節電效果。

　　其節電量視電動機的負載系數及輕載運行的時間長短而定。

　　降壓起動優化節電計算實例為一臺輕載運行的一型電動機配置一套優化控制系統，著重計算其起動性能參數和節電效果。

　　一型電動機的原始數據額定功率尸、二額定電壓二額定電流人二額定轉速最大轉矩倍數二最大轉矩額定轉矩起動電流倍數堵轉電流額定電流二起動轉矩倍數堵轉轉矩額定轉矩二額定效率刀額定功率因數滬、二電動機額定負載時的有功損耗藝、二電動機的空載損耗尸。

　　首先必須改變電動機的外特性，新的外特性必須使電動機有一個寬廣的穩定的調速范圍。

　　一般要采用高轉差率電機，交流力矩電機或在繞線式電機的轉子繞組中串接電阻的方法，并且要加上轉速閉環控制，才能進行穩定的調速。

　　其次是要將調速過程中由于轉差功率引起的轉子的溫升很好地導出機外，才能實現長期穩定工作。

　　這里可采取旋轉熱管結構，也可采取特殊風道冷卻結構，都是行之有效的方法。

　　在電力電子技術高速發展的今天，變頻調速裝置的價格已不再昂貴的情況下，再考慮調壓調速，似乎已無多大的現實意義了。

　　具有泵控制功能，可避免或減小液流喘振和水錘效應具有相平衡和電源電壓自動補償功能具有完善的保護報警功能起動方式起動電壓起動電流額定電流及負載類型等參數均可設定具有遠方控制及聯網通訊功能自診斷功能。

　　經過在不同工業現場的長期使用，取得了可觀的經濟效益。

　　結論智能馬達優化控制器系列在對交流異步電動機軟起動和優化節電技術長期深人研究的基礎上，研制成功了智能馬達優化控制器系列），適配電機功率從一該控制器采用了16位馬達控制專用單片微處理器具有完善的檢測控制功能主功率器件則采用具有世界高技術水平的專利產品集成移相調控晶閘管模塊，該模塊突破以往晶閘管模塊的概念，將復雜的移相控制電路與晶閘管管芯創造性地集成為一體，組成一個完整的電力移相調控的開環系統。

　　用它組成的控制器，不但使體積大大縮小，而且增加了設備的可靠性和抗干擾的能力。

　　在技術上更是集眾家之長，并大大突破國內外同類產品的功能，除了起動保護，優化節電外，還增加了風機水泵類負載的調速功能，抽油機間歇工作節電功能，無功功率就地補償功能。

　　尤其是完善的保護功能過電流過電壓過負載短路接地缺相相間不平衡及功率模塊超溫和電機超溫保護等功能，是電機安全經濟運行的保護神。

　　該控制器具有以下功能特點位微電腦智能化控制，鍵盤設定，數碼顯示，操作簡單直觀起動，軟停車功能，有效減小起動沖擊優化馬達運行方式，節電改善功率因數風機水泵類負載的調壓調速閉環控制功能（l）電子式軟起動器結構簡單，較之傳統的起動器，自禍變壓器起動器簍拳育無觸點無噪音重量輕體積小，起動電流及起動時間可控制，起動過程平滑等優點，并且維護工作量小。

　　當電動機空載或輕載時，節能效果顯著，特別適用于短時滿載，長時間空載的負載。

　　對于高轉差電機，實心轉子電機，力矩電機等，尤其是在帶風機水泵類負載時，有較好的調速性能，但不適用于普通的籠型電機調速。

　　采用智能控制器，具有完善的電機保護功能，保護整定值設置方便，保護性能可靠。

　　其最大缺點是由于采用晶閘管移相控制，故對電網及電機均存在諧波干擾。