分析電機(jī)節(jié)電器的節(jié)電原理與性能特點(diǎn)

電機(jī)節(jié)電器節(jié)電原理
??? 電動(dòng)機(jī)是工礦企業(yè)生產(chǎn)中使用量及耗電量最多的一種電氣設(shè)備。在電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中，往往以最高負(fù)載量加上裕量來(lái)設(shè)計(jì)參數(shù)及選型，而在實(shí)際的運(yùn)行中，大部分的電動(dòng)機(jī)不是滿(mǎn)載運(yùn)行，而是工作于滿(mǎn)電壓、滿(mǎn)速度而負(fù)載荷較小的狀態(tài)；對(duì)于負(fù)載波動(dòng)頻繁的電機(jī)，在滿(mǎn)載運(yùn)行的同時(shí)，也會(huì)有很大比例的空載運(yùn)行時(shí)間。
??? 負(fù)載的變化會(huì)隨著實(shí)際需求變化，因此，大多數(shù)情況存在大功率電機(jī)拖動(dòng)小負(fù)載的情況（即常說(shuō)的“大馬拉小車(chē)”）。由電機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行特性可以知道，電動(dòng)機(jī)在滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)效率最高,功率因數(shù)COSΦ最佳；輕載運(yùn)行效率降低、COSΦ也降低，空載時(shí)COSΦ甚至降到0.3以下，所以在輕載運(yùn)行時(shí)電機(jī)的電能浪費(fèi)較大。
??? 這是因?yàn)楫?dāng)電機(jī)從滿(mǎn)載變化到輕載、空載時(shí)，定子電流有功分量減小，而勵(lì)磁的無(wú)功電流基本不變（所以COSΦ降低）；由于勵(lì)磁無(wú)功電流基本不變，則空載損耗中占主要成份的定子鐵損耗，一點(diǎn)沒(méi)有減少，所以效率很低。
??? 下圖表示典型的電機(jī)損耗與負(fù)荷的關(guān)系。

??? 如果適當(dāng)降低定子電壓，見(jiàn)電機(jī)定子感應(yīng)電勢(shì)公式：
???? U1≈E1=4.44F1N1KN1Φm?? 其中: N1—定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)；F.K.N1是常數(shù)。
??? 由于輕載、空載時(shí)定子電流很小，可以忽略定子繞組的漏阻抗壓降，所以U1≈E1，當(dāng)其它條件不變時(shí)，降低定子電壓U1，則Φm比例下降,也即勵(lì)磁無(wú)功電流IM也成比例下降，這樣定子電流中的無(wú)功分量減少了，COSΦ就提高了，適當(dāng)控制可以接近最佳值。
??? 另外，其它條件不變，定子鐵耗：PFel= PFeIN ×(U1/ UIN)2
??? 其中：PFel—定子鐵耗；PFeIN —定子額定鐵耗；UIN —定子額定端電壓。
可以看出，隨著U1下降，PFel以平方比例迅速下降，這樣輕載、空載時(shí)占主要損耗的鐵耗大量減少，使電機(jī)的運(yùn)行效率大大提高，這就是電機(jī)節(jié)電器輕載降壓節(jié)電的道理。

電機(jī)節(jié)電器的性能特點(diǎn)

??? 中礦電機(jī)節(jié)電器通過(guò)內(nèi)置的工業(yè)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷情況，分析負(fù)載大小和變化趨勢(shì)，計(jì)算出供給電動(dòng)機(jī)最佳電壓、電流，通過(guò)快速控制可控硅的導(dǎo)通角的大小，控制電機(jī)的供電電壓，使電機(jī)的輸出功率與負(fù)荷轉(zhuǎn)矩精確匹配。使電機(jī)可在空載和大多數(shù)負(fù)荷情況下保持較高恒定的電機(jī)效率。
其控制原理圖如下：

??? 同時(shí)，電機(jī)節(jié)電器還具備完善的軟啟動(dòng)和軟停車(chē)功能，可電機(jī)連續(xù)平滑地啟動(dòng)，消除了常規(guī)啟動(dòng)方式伴隨電機(jī)啟動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械沖擊和大啟動(dòng)電流，有效降低軸承和皮帶的磨損及鏈條、齒輪的機(jī)械應(yīng)力，從而延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命，降低維護(hù)成本，盡可能地降低用電費(fèi)用。
??? 電機(jī)節(jié)電器通過(guò)電流和電壓監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的全面保護(hù)，包括過(guò)載，限流，短路，缺相，欠壓/過(guò)壓，等多項(xiàng)保護(hù)，還能實(shí)現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)旁路運(yùn)行，設(shè)備正常運(yùn)行。
??? 電機(jī)節(jié)電器安裝方便，直接串接在原電機(jī)主回路中，不改變?cè)瓉?lái)和操作方法，而且方便實(shí)現(xiàn)就地控制，遠(yuǎn)程控制，集中控制等多種方式。
??? 電機(jī)節(jié)電器的適用于異步感應(yīng)電機(jī)的節(jié)電控制，可廣泛應(yīng)用于各種動(dòng)力設(shè)備和加工機(jī)械上負(fù)荷頻繁變化或轉(zhuǎn)速恒定，但不滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行電機(jī)，尤其是低負(fù)荷率，低功率因數(shù)節(jié)電效果更為顯著。