電機功能及節電原理:
輕載降壓節電
任何利用交流感應電動機作為電力傳動方式的生產機械,電動機的功率是按zui大負荷期額定負荷選擇的。而工作時絕大部分不能滿載運行,電動機工作于滿電壓、滿速度而負載很小,也會有很多時間空載運行,由電機設計和運行特性可以知道,電動機只有運行在滿載時才是效率zui高、功率因數COS¢*狀況,輕載時降低,空載時甚至降到0.3以下,造成許多不必要的電能損耗。現在采用檢測負載大小的方法,根據負載的減少,適當降低定子電壓可以提高效率,這是因為當輕載、空載時定子電流有功分量很小,而主要是勵磁的無功電流,因此COS¢很低,而空載損耗中占主要成份的是定子滿電壓的鐵損耗,一點沒有減少,所以效率很低。如果適當降低定子電壓,見電機定子感應電勢公式:
U1≈E1=4.44F1N1KN1¢m
其中: U1—定子每相繞組串聯匝數;KN1由于輕載、空載時定子電流很小,可以忽略定子繞組的漏阻抗壓降,所以U1≈E1,當其他條件不變時,降低定子電壓U1,則¢m比例下降,也即勵磁無功電流IM也成比例下降,這樣定子電流中的無功分量減少了,COS¢就提高了,適當控制可以接近*值。另外,其他條件不變,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、空載時占主要損耗的鐵耗大量減少,使電機的運行效率大大提高,這就是輕載降壓節電的道理。
調速節能
根據風機及泵類機械的相似定理:
Q∝n;M∝n2;P∝n3;
其中:Q—流體的流量;n—風機、水泵的軸轉速;
M—軸轉矩;P—軸功率。
通常需要改變負載流量時,是用檔板或閥門調節,這時輸入功率變化不大,大量能量以壓差的形式損耗在檔板、閥門上了,不僅能耗大而且檔板、閥門磨損易壞,噪聲也大。由上面公式可見,只要改變n,測流量Q成比例變化,達到調節Q的目的,而軸功率可大大減少,如Q'=1/2,則P'=1/8×P,軸上功率僅為額定時的12.5%,還能節能(節電)80%以上,當然這是理想的,考其他因素,節能率要小些。另外,即使對于許多“恒轉速”性質的機械,如活塞式空壓機等,用調速改變負載,也有明顯的節能效果,這是因為降速后(如用變頻調速)電機和生產機械的多種損耗都隨轉速風速下降,效率都比機械方法有很大提高。