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异步电动机节能原理和改善办法

本站原创   发布时间:2019-01-15   [点击量:731]  


  异步电动机依据所用沟通电的品种能够分为单相电动机和三相电动机。电动机作为最常用的能量转化设备,在工业生产和日常生活中有着广泛的使用,如洗衣机,空调等等;而三相电动机则作为工厂的动力设备。异步电动机具有生产工艺简略、价格低廉、操作简略,坚固耐用,在各种恶劣环境的情况下仍然能够正常工作等长处,是现在电能的主要耗费者。


  在我国,异步电动机所耗费的电能约占全国总耗电量的一半。而电动机在实际使用中,大都处于轻载或空载工作,使得其功率和功率要素较低,然后造成了很大的电能糟蹋。因而,电动机的节能技能对企业和社会的含义十分严重,能带来显着的经济效益。据统计,电动机节能率每进步一个百分点,我国每年就能节省电费几十亿元。完结异步电动机的节能能够从从优化电机规划工艺、合理选型、技能改造等途径进行。其间关于老式耗能大的异步电动机来说,进行节能技能改造是最经济最常用的办法。


  1异步电动机节能原理分析


  因为负载的间歇性、周期性以及电动机规划、选择的保存性,很大一部分的电动机是在轻载或空载状况,甚至是在低于额定负载下工作。作为理性负载的异步电动机,为包成转子漏磁统与主磁通和定的安稳,有必要做无功功率的吸收。在空载或轻载基础上,无功励磁电流是电子输入的重要电流,以此为基础,功率要素不大,却又较大的无功损耗份额。因为存在较小的空载、轻载输出功率,电动时机因无功电流太大而增加有功功率的损耗。所以,空载、轻载功率不是很高。


  异步电动机在工作时存在三种根本损耗:机械损耗、铁耗和定、转子铜耗。其间铁耗是因为定子和转子铁芯中的磁化电流而发生,与供电电压成正比;铜耗是因为电流流过电动机绕组而发生,与电流的平方成正比。怎么削减电动机的各类损耗,就需求对传统的电动机在结构、资料和制作等方面进行改进。参阅一步同步电动机固有的机械特色,满磁通状况并不是固有的电动机负载空载与轻载工作要求。


  此刻,若对输入进电动机的电压削减,主磁通也缩小,那么电动机转子、定子、磁通电流、铁耗等也会变小,相应的有功损耗也下降,便可进步功率因数与功率,这就是常见的根本异步电动机节能理论。


  2主要改造办法


  关于已投运的老式异步电动机,假如要将其悉数替换为高效节能电动机,势必耗资巨大,因而可对异步电动机进行技能改造,以进步功率完结节能,现在来讲可采取的办法有:①下降通风损耗可替换节能电扇;②下降铁耗可选用磁性槽楔;③下降电机的温升可选用新的绝缘资料增大导线截面积;④下降铜耗可换装新式定子绕组。


  2.1选用磁性槽楔


  磁性槽楔是用导磁率µ>1的资料制成。用磁性槽泥填平电动机定子铁芯槽口,代替原有的绝缘槽楔,形成磁性槽楔。


  因为磁性槽泥(楔)中掺有铁粉,可进步磁路空隙导磁率,然后下降磁阻。而且使气隙中的磁通分布趋于均匀,齿谐波大大削弱,铁耗将显着下降;一起,空载电流I0及空载损耗ΔP0、定子绕组及铁芯温度和噪声,均会有不同程度的下降;能改进功率因数,下降电动机的铁芯损耗和附加损耗等,进步功率,并削减电磁噪声、振动,使电动机寿数有所增加。收到节能、改进环境、延伸设备使用寿数的综合作用。尽管发动转矩会下降10%~20%左右。但很适合轻载或空载发动的电动机改造。


  (1)改造施工工艺


  ①在拆开电动机之前,空载试验与绝缘试验是应该做的,若设备为恒负载,眼测验负载功率。


  ②拆开电动机之后,有必要剥离或刨削槽楔,详细参阅电动机的抹磁泥厚,一起,将两边鸠尾部位勾净,做刨削槽楔时,专用工具必不行少。


  ③以抹刀、刮刀对电动机槽口做抹磁泥,要均匀用力压实槽口中填入的磁泥。干净抹平,抹压之。定子两头优先,中心稍后。两边优先,底部稍后,完结后做180°翻转,继续抹。以弧形铜薄片对槽口位置高出的磁泥做根除,确保平整护面,以吹风、磁铁与刷子对多出的磁泥碎屑做清理。终究,擦净用材与酒精为宜,位于电动机两边的绕组不行落入磁泥,若落入其间,必须悉数铲除。若电机为有径风道,需求堵住风道后再进行磁泥抹压,防止风道中磁泥的进入,在完结工艺之后,将堵物去除。


  ④在完结抹磁泥作业后,要测验绝缘,方便返工勘测。若异常现象不存在,就自然固化,环境温度保持在地域25℃,操作时刻一般为8h.若出现较大电机容量或室内温度低,固化时刻是能够延伸的。假如电动机安装时刻紧,在经2h的室温固化后,再加热固化,温度操控在80℃以内。


  ⑤完结磁泥的固化之后,可安装电动机,在30分钟电动机运作后,再改造测验,对节能作用做判别。


  ⑥电机若从头嵌线大修,要烘干浸漆,方可调整施工。


  (2)改造经历


  节能作用的巨细,通过选用不同类型的磁性槽楔定型产品,能够满意不同电动机的需求:如沟通电动机的节能作用胜过气隙大的沟通同步电动机;鼠笼转子电动机的节能作用胜过绕线式转子电动机;开口槽的高压电动机节能作用胜过半开口槽或半闭合槽的低压电动机;同是异步电动机,气隙小的比气隙大的电动机节能作用好。


  2.2替换节能电扇


  在总的电动机能耗丢失中,约有5%-10%的通风摩擦丢失,在越高的转速中,存在越大份额的丢失。在老式电动机中,存在20%-30%的电扇功率值,相比之下,新式冷却机却又67%以上的电扇功率。假如风量保持安稳,进步电扇的功率会下降电扇的工作损耗。一起还下降了电动机噪声,延伸了电动机的使用寿数。


  (1)原理


  电动机是把电能转变成机械能的设备,电动机因转让的电能而温升并耗费电能。通过定子绕组的电流也将会引起铜的损耗,定子铁芯在接收到槽绝缘资料传递的热量后,电机外壳由接收定子铁芯热量,终究分散至空气中。转子大部分是用铝合金制作的,会发生铝耗,在转子摩擦与铝耗后,热量会传递到铁芯上,此刻,内电扇是热能排放的仅有动力。电机空间接收热量后,会向机座、端盖与定子铁芯传递。终究,转子与定子的热量由外电扇吹散到空中,完结散热。所以,外电扇具有多大的电扇量影响着电动机温度是否能保持在绝缘资料的承受范围内。


  电动机在轻载或空载时,电动机总损耗要低于额定时。因为电扇本身的机械损耗按扇叶直径的4~5次方成份额,而风量随扇叶直径的平方成正比,一起风量与电动机总损耗又成正比联络,所以扇叶直径减小时,风量削减不多,而通风损耗却下降很多。


  (2)办法


  缩小外风电扇的扇叶直径,就较少了冷却风量,加快电动机温升,但是,该温升不会超过规划的绝缘资料温度操控起伏。别的,电动机的机械损耗因减小了外扇叶的直径而变小,电动机温升也因而下降。最显着的是在电机高速旋转时,假如以14%-16%为缩小外风电扇叶的起伏,则有20%-40%的通风损耗。别的,对直径改动的一起,风罩尺寸、挡风板相同作出改动,缩放份额相同。特别要保持原有的风罩与扇叶的视点,让一部分进风从动压演变成静压,完结损耗下降。


  关于需求改造电扇的用户,能够与电动机制作厂家联络,定制相应的零部件进行组装。应该注重的是,电机的旋转方向单一可适用于电扇节能的改造,别的,电动机转向要在安装时留意。


  2.3替换新式的绕组


  (1)原理


  电机功率的进步可通过调整绕组方式得来,完结节能要求。在对电动机改进时,绕组方式应该做先进、合理的选择,完结旧绕组方式的完全代替。例如,混合绕组以△-Y接线,是改组60°相带绕组后得到的。把普通绕组的每极每相槽数为q的q个线圈分红两部分,例如:把q=4分红qY=q△=2两部分,然后把所有qY部分线圈衔接在一起构成Y接部分线组;把所有q△部分线圈衔接在一起构成△接部分线组。因而,把60°相带的一套绕组变成两套绕组,这两套绕组能够组成△型或△-Y接线。所以把△-Y混合绕组俗称为30°相带绕组,这两套绕组别离发生各自的旋转磁场,这两部分磁场合成为电机气隙中的总磁场。因为Y接法部分绕组中的电流比△接法的电流滞后30°视点,所以定子槽中总电流会在任一瞬间沿圆周分布更接近于正弦波形。


  (2)改造长处:


  该绕组长处显着,比如电机功率进步、电机温升操控、电机功能改进等,一起电机的功率要素与输出功率也可得到最大限度进步。之所以长处杰出,在于高次谐波的削弱、绕组系数的进步、电机磁势波形的完善、附加损耗的下降等。在改进电机后,2与4极电机最为特别,作用良好,完结2%-4%的功率进步。


  2.4选用新的绝缘资料增大导线截面积


  (1)办法:若沥青云母带浸胶为高压电动机的绝缘资料,在浸胶作业后,单面的槽绝缘厚度比较大。而B级胶带对地绝缘通过热模压固化成型,槽绝缘单面厚度减薄。在定子线圈大修时选用环氧玻璃粉云母带(即B级胶带)绝缘,这样槽绝缘厚度就会减薄,铜线截面则能够增加。


  (2)成效:将B级胶带绝缘代替沥青云母绝缘,发现有14%-19%的绕组铜线截面积进步可能,电动机温度升高起伏变小。因而,连续工作的电动机的电能损耗显着削减。


  3结束语


  异步电动机的节能技能使用广泛,可有用的进步产品的生产率和质量,而且节省了大量动力。在现在国际范围内的动力缺少和我国动力缺少的大环境下,异步电动机节能改造势在必行。在实际中的节能改造作业时,要确保可靠性与经济性,顾全大局,相互对比,不断优化,最大程度进步电动机的功率,完结节能的意图。


  【参考文献】


  [1]胡新晚。磁性槽泥在改善电动机性能中的应用[M].北京:机械工业出版社,2004.


  [2]李春生。电动机的节能措施[J].山西科技,200(84)。


  [3]洪伟明。电动机节能措施的研究[J].机电工程,200(69)。


  [4]舒服华,王艳。电机节能降耗技术和方法探讨[J].电机技术,200(83).


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