三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制及其節(jié)能改造

三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制及其節(jié)能改造本文主要從三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)概述、三相籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)起動(dòng)方式、三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速策略探討、電動(dòng)機(jī)節(jié)能注意事項(xiàng)等方面進(jìn)行了闡述。標(biāo)簽：三相異步電動(dòng)機(jī)；調(diào)速；節(jié)能一、 刖言三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)在我國電網(wǎng)中應(yīng)用非常廣泛，技術(shù)也相對(duì)成熟，但是如何使其變頻調(diào)速進(jìn)行控制以及節(jié)能問題，都是需要進(jìn)一步探討與總結(jié)的重點(diǎn)問題。二、 三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)概述全國年總發(fā)電量的一半以上，耗能非常之高。因此，加強(qiáng)和提高三相異步電動(dòng)機(jī)的節(jié)能控制對(duì)我國電能的節(jié)約將會(huì)起到巨大的作用。當(dāng)電流在滿負(fù)荷的情況下時(shí)，三相異步電動(dòng)機(jī)的功效一般比較的高，可以達(dá)到85%左右。但是，如果電流的負(fù)荷量下降的話，三相異步電動(dòng)機(jī)的功效就會(huì)明顯的降低。因此，總的來說，三相異步電動(dòng)機(jī)的功效還是比較低的。如果我們通過對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制，我們就會(huì)在這方面有所提高，從而提升電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率，將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。進(jìn)行三相異步電動(dòng)機(jī)的節(jié)能控制主要是從兩方面的工作著手，首先就是要提升三相異步電動(dòng)機(jī)的制造技術(shù)，而這方面如今已經(jīng)取得了巨大的發(fā)展，另外一方面就是要做好電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行控制技術(shù)，這才是我們進(jìn)行電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制技術(shù)的關(guān)鍵。三相異步電動(dòng)機(jī)的功效是指三相異步電動(dòng)機(jī)的輸出功效同輸入功效的比例，因此供電機(jī)的一部分電能是用來使電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的，即輸入的功效，而另外一部分電能就會(huì)發(fā)生在三相異步電動(dòng)機(jī)的自身損耗上，這就是我們所說的輸出功效。三相異步電動(dòng)機(jī)的電能損耗主要是指電動(dòng)機(jī)的鐵和銅，而電動(dòng)機(jī)的銅耗則是在電流通過電動(dòng)機(jī)的銅線繞組時(shí)而產(chǎn)生的，相比之下，電動(dòng)機(jī)的鐵耗則是指電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，其定子和轉(zhuǎn)子鐵芯中產(chǎn)生的電流而發(fā)生的損耗，這主要是與電壓有關(guān)。電動(dòng)機(jī)的損耗除了這兩部分損耗外，還存在其他的損耗，但是這些損耗都比較小，可以忽略。而三相異步電動(dòng)機(jī)的節(jié)能原理就是在電壓的負(fù)荷下降的時(shí)候，可以通過適當(dāng)降低電源的電壓的方法，從而減少電動(dòng)機(jī)中鐵耗，當(dāng)電壓下降的時(shí)候，相應(yīng)的電流也會(huì)隨之下降，這樣也就降低了電動(dòng)機(jī)中的銅耗，只有這樣電動(dòng)機(jī)的功效才會(huì)得到提高。如何檢測(cè)點(diǎn)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷大小，通常我們會(huì)采用功效因數(shù)的方法進(jìn)行，就是說如果電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷增大時(shí)，則它的功效因數(shù)就會(huì)增大，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷降低的時(shí)候，則功效因數(shù)就會(huì)減小。三、 三相籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)起動(dòng)方式直接起動(dòng)。直接起動(dòng)就是用開關(guān)或接觸器把電機(jī)的定子繞組直接接到額定電壓的電網(wǎng)上，直接起動(dòng)是三相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最多的一種，也是起動(dòng)方式中最簡(jiǎn)單、直接的一種，一般7.5kw以下電機(jī)允許直接起動(dòng)，對(duì)小電機(jī)來說直接起動(dòng)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。然而對(duì)較大功率的電機(jī)而言，這種起停方式的缺點(diǎn)也是顯而易見的。對(duì)于經(jīng)常起動(dòng)的較大電機(jī)，過大的起動(dòng)電流將造成電機(jī)發(fā)熱，影響電機(jī)壽命，同時(shí)電機(jī)繞組在電動(dòng)力的作用下，會(huì)發(fā)生變形，可能造成短路而燒壞電機(jī)，過大的起動(dòng)電流，會(huì)使電網(wǎng)電壓下降。降壓起動(dòng)。降壓起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比例關(guān)系下降，故只適用于空載或輕載起動(dòng)，其方式有以下幾種：星-角起動(dòng)；延邊三角形起動(dòng)；一次側(cè)串電阻起動(dòng)；自藕變壓器起動(dòng)；改變電壓電流極限的電子起動(dòng)方法。電子起動(dòng)方法使用晶閘管橋可以逐步增加電機(jī)的三相電源電壓，晶閘管橋由一對(duì)晶閘管反并聯(lián)而成，并分別與交流電源的各相相連。繞線型三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)（1） 轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)繞線型三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)時(shí)，所串電阻既減小了起動(dòng)電流，又增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)后在減小所串電阻，可獲得良好起動(dòng)效果，結(jié)合起動(dòng)后的調(diào)速，在冶金起重設(shè)備上應(yīng)用非常廣泛。（2） 頻敏變阻器起動(dòng)頻敏變阻器是一種無觸點(diǎn)、能自動(dòng)變阻的電磁元件，其等效電阻較大，隨著電流頻率而變化，即頻率越高等效電阻越大。故起動(dòng)過程中等效電阻隨轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)子頻率的減小而自動(dòng)減小，起動(dòng)完畢后將其短接。優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，無級(jí)起動(dòng)，可獲得恒轉(zhuǎn)矩等，但不適合需調(diào)速的場(chǎng)合。新技術(shù)起停方式隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，軟起動(dòng)裝置和變頻調(diào)速裝置應(yīng)運(yùn)而生。三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)技術(shù)發(fā)生了時(shí)代性的變化，尤其是變頻器，輸出頻率范圍可以從0.1Hz?500Hz，調(diào)速精度一般不小于1%，可高達(dá)0.02%。智能化設(shè)計(jì)可以與上位控制計(jì)算機(jī)接口連接，其最主要的特點(diǎn)是節(jié)能，但目前費(fèi)用還較高。對(duì)一些不需要調(diào)速（特別是大功率電機(jī)）的場(chǎng)合，軟啟動(dòng)裝置的應(yīng)用依然是首選。四、三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速策略探討變極對(duì)數(shù)電動(dòng)機(jī)調(diào)速策略。對(duì)于一些機(jī)床、車床、起重機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、抽水機(jī)等普通機(jī)械設(shè)備，對(duì)調(diào)速?zèng)]有特殊要求，更沒有必要采取無級(jí)調(diào)速。對(duì)于這種設(shè)備所采用的三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，可以通過改變定子繞組的接紅的方式，以改變籠型電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)，從而達(dá)到調(diào)速目的。變極對(duì)數(shù)的調(diào)速策略具有性價(jià)比高、損耗低、穩(wěn)定性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于一些無特殊要求的普通機(jī)械設(shè)備，可以采用變極對(duì)數(shù)的調(diào)速策略進(jìn)行電動(dòng)機(jī)調(diào)速。串級(jí)電動(dòng)機(jī)調(diào)速策略。繞線式異步電機(jī)的雙饋調(diào)速要求加在電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的電壓頻率與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)同頻率，這樣使控制電機(jī)變得復(fù)雜了。如果把異步電機(jī)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢(shì)，同時(shí)把轉(zhuǎn)子外加電壓也變?yōu)橹绷鳎@樣就免去了對(duì)轉(zhuǎn)差頻率的檢測(cè)、控制，主電路和控制系統(tǒng)也相對(duì)簡(jiǎn)單得多，符合三相異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速策略的基本思路。串級(jí)調(diào)速就是在繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加雷勢(shì)，以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。串級(jí)電動(dòng)機(jī)調(diào)速策略能夠有效降低調(diào)速損耗，提高電動(dòng)機(jī)效率。而且當(dāng)調(diào)速機(jī)械出現(xiàn)問題時(shí)，可以進(jìn)行全速切換，能有效降低因電動(dòng)機(jī)停車而造成的損失。能耗轉(zhuǎn)送調(diào)速策略。能耗轉(zhuǎn)差調(diào)速時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)差功率全部消耗在轉(zhuǎn)子上，因此隨著轉(zhuǎn)差率的增加，轉(zhuǎn)差功率的消耗也會(huì)增加，這將引起轉(zhuǎn)子發(fā)熱加劇、效率降低。這種調(diào)速方式稱轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速，它包括定子調(diào)壓調(diào)速、繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速和電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速。定子調(diào)壓調(diào)速是通過調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)定子電壓，使轉(zhuǎn)子因電流的不同，產(chǎn)生與磁極間不同的扭力，使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生不同的動(dòng)力和速度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，定子調(diào)壓調(diào)速最好的方式是采用晶閘管調(diào)壓方式，該種調(diào)壓調(diào)速方式設(shè)備要求簡(jiǎn)單、能耗較低、調(diào)速效果好。五、 電動(dòng)機(jī)節(jié)能注意事項(xiàng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行前，應(yīng)檢查電動(dòng)機(jī)各部分裝配情況，按電動(dòng)機(jī)銘牌要求接線，測(cè)量絕緣電阻，繞組絕緣電阻應(yīng)符合要求，人工轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)靈活無卡阻。除此之外，電動(dòng)機(jī)節(jié)能中中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：注意運(yùn)行參數(shù)，一般電動(dòng)機(jī)要求電壓波動(dòng)為額定電壓的±10%，三相電壓之差不得大于5%；允許各相電流不平衡值不得超過10%。注意電動(dòng)機(jī)的保護(hù)，為確保電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行，必須正確配置所用的低壓斷路器、接觸器、熔斷器和熱繼電器等控制和保護(hù)電器，對(duì)于重要的電動(dòng)機(jī)還應(yīng)裝設(shè)缺相保護(hù)。另外，電動(dòng)機(jī)外殼應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行方式可靠地接零或接地。注意保養(yǎng)和維護(hù)，電動(dòng)機(jī)應(yīng)保持主體完整、零附件齊全、無損壞以及周圍環(huán)境的清潔。定期檢修和保養(yǎng)，是確保電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行的重要工作。日常維修包括清除外部灰塵和油污，監(jiān)聽有無異常雜音，并定期更換潤(rùn)滑油。換油周期一般滑動(dòng)軸承為lkh，滾動(dòng)軸承為5kh。在巡視檢查中要注意電動(dòng)機(jī)的溫升、氣味及振動(dòng)情況。正常運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，聲音應(yīng)輕而均勻，無雜音和特殊的叫聲，無明顯振動(dòng)，轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，三相電流基本上平衡。六、 結(jié)束語三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)在應(yīng)用中有很多優(yōu)勢(shì)，運(yùn)行穩(wěn)定、成本較低，但是也存在著問題，與實(shí)際情況相結(jié)合適當(dāng)對(duì)其進(jìn)行變頻調(diào)速控制是必要的。參考文獻(xiàn)：王