电机的效率
电动机节电一方面要提高它的运行效率,减少有功消耗;另一方面要提高它的运行功率因数,减少无功消耗。
电动机的节电途径主要有两个:一是提高电动机的制造效率,采用高效电动机替代相对低效的普通电动机,它是提高运行效率和功率因数的基础,也是长期以来通行的一个主要节电技术措施;二是提高电动机的运行效率,采用电机功率控制器改善启动性能和运行特性,提高电机效率。
电力拖动存在的问题有两个:一个是运行中电动机的大多数,其平均负载率比较低,即使是高效电动机也经常处于低效区运转,导致电动机本身功效下降;另一个是恒速电动机不能满足工作机械的要求,采用低效耗能方式完成工艺作业,使整个拖动系统功效下降。它们是电力拖动在提高能效方面的主要技术障碍,也是用户关注的重点领域
电动机节电技术有:

(1)新购电动机应首先考虑选用高效节能电动机,然后再按需考虑其他性能指标,以便节约电能。
(2)提高电动机本身的效率,如将电动机自冷风扇改为它冷风扇,可在负荷很小或户外电动机在冬天时,停用冷却风扇,有利于降低能耗。
(3)将定子绕组改接成星三角混合串接绕组,按负载轻重转换星形接法或三角形接法,有利于改善绕组产生的磁动热波形及降低绕组工作电流,达到高效节能的目的。
(4)采用其他连续调速运行方式。如使用调压调整器、变极电动机、电磁耦合调速器、变频调整装置等。
(5)更换“大马拉小车”电动机,“大马拉小车”除了浪费电能外,极易造成设备损坏。另外,合理调整电动机配套使用,可使电动机运行在高效率工作区,达到节能的目的。
(6)合理安装并联低压电容进行无功补偿,有效地提高功率因数,减少无功损耗,节约电能。
(7)从接头处通征电能表及通往电动机的导线截面应满足载流量,且导线应尽量缩短,减小导线电阻,降低损耗。? 以上措施可以分别采用,也可多项同时采用。总之,对电动机采取一些必要的技术节能措施,既对电网安全稳定运行有利,也可使用户减少电费支出。
电动机多功能节电保护器原理
平常电动机在轻载或空载状态下的工作效率是非常低的。电动机连续工作必须消耗一定的能量以提供磁场。当供给电动机的端电压恒定时,产生的磁通也保持恒定。在额定转速下,磁场消耗的能量保持恒定,与负载所需的转矩无关,支持负载转矩的能量大小取决于电磁转矩的大小。当负载转矩增加,转子的转速会稍微下降(转差率增大),使得感应的转子电流上升以增加电磁转矩。相反,如果需要的负载转矩减少,转差率减少,转子电流下降,定子电流也相应下降。但在端电压恒定的情况下,定子提供磁场的电流在任何负载转矩条件下将保持恒定。结果是感应电机的效率随负载的减少而降低。(如图1)
一般电机始终在额定条件下运行的情况很少。我们选择的电机其标称均高于驱动负载时最大需求。当输入额定电压时即使满负荷运行也有节电空间。此时,驱动的负载一般也不是恒定不变的。而选择的电机大小必须满足其最大负荷时的需求,尽管最大负荷只是间断出现,其他时间负荷要小得多。由于电机产生的转矩与供电电压的平方成正比,降低端电压将减少转矩。降低电压实际上是降低了电机的额定输出功率。也意味着所需磁场能量的减少。利用这一原理。鑫科的电动机多功能节电保护器可以在从空载至多数负载情况下保持恒定的电机效率。它采用智能化的微处理器控制,无需人工调节。在轻负载的情况下电机的电压自动降至最低需求,而转速保持恒定,因此降低了不必的损耗。如果负载增加,电压将自动上升以防止电机失速。(如图2)
通过闭环反馈系统控制,其感应电路比较通过电机的电压和电流波形。由于是电感电路,电压和电流波形存在时间差,负载越轻,电流波形的滞后越大。电流相对于电压的滞后关系 (如图3)


通过改变电机的相位角来实现控制。如图4中,电压V和电流I均以向量形式表示,两者之间的夹角即相位角。功率因数(QPF)是量化的电流—电压滞后的三角关系。微处理器将检测电压和电流之间的相位角,并相应地调整晶闸管的触发脉冲,其速度为每秒钟改变100 次。这一速度比电机所能响应的速度要快得多,但对防止电机在任何负载工况出现失速是十分必要的。原则上,在轻载条件下,如果可以将过剩的励磁电流减少到仅仅与保持负荷的恒定转矩相匹配,则可使电机的功率因数及运行效率提高。
在不同的负荷条件下,和电动机多功能节电保护器连续监测电机电压电流之间的相位角,依据负荷的变化改变相位角。它通过使用晶闸管半导体开关元件来切削电压而进行控制。晶闸管允许电源电压正半周和负半周的一部分供给电机。其输出波形/电压和电流如图5所示:这样的结果是降低了供给电机的均方根电压。磁损耗也就相对减少。有功损耗和无功损耗也相应减少。同时使制。晶闸管允许电源电压正半周和负半周的一部分供给电机。其输出波形/电压和电流如图5所示:这样的结果是降低了供给电机的均方根电压。磁损耗也就相对减少。有功损耗和无功损耗也相应减少。同时使电机的功率因数提高,降低了电机的定子电流,与电流的二次方成正比的供电线路损耗、电机绕组的铜损耗显著减少,电机的铁损下降,提高了电机的效率。
