在当下的工业生产进程中,电机能耗问题已然成为一项突出挑战,主要体现在以下几个方面:其一,电机负载率处于较低水平。由于电机选型不合适、预留余量过多或者生产工艺有所调整,使得电机的实际负荷远低于额定负荷,大约有 30%~40% 的电机是在 30%~50% 的额定负荷状态下运行,运行效率较低。其二,电源电压存在不平衡或者电压偏低的情况。在三相四线制低压供电系统中,由于单相负荷不平衡,造成电机三相电压不对称,进而产生负序转矩,使得电机损耗增加。另外,电网电压长期处于偏低状态,会导致电机电流偏大,损耗随之增加,而且电压不对称程度越严重,损耗就越大。其三,老旧型号的电机仍在继续使用,尽管部分这类电机经过了改造,但仍有不少地方在沿用。其四,电机的维修管理工作不到位,一些单位没有按照规定对电机进行维修保养,导致电机损耗不断加大。由此可见,针对这些能耗问题研究相应的节能方案是非常有必要的。为解决上述问题,可采取以下有效的节能措施:
1、选用高效节能型电机。
与常规电机相比,高效电机借助优化设计方案,运用高品质的铜绕组和硅钢片,大幅减少了能量损耗,效率提升幅度达到 2%~7%,投资成本通常在 1~2 年内就能收回,部分情况下甚至只需几个月。高效电机的效率比 J02 系列电机高出 0.413%,所以,用高效电机取代老式电机是未来发展的必然方向。比如,猎迅电机在高效节能电机这一领域就展现出了明显的竞争优势。
2、科学挑选电机容量以实现节能。
国家对三相异步电动机划定了三个运行区间:70%~100% 属于经济运行区;40%~70% 为一般运行区;40% 以下则是非经济运行区。要是电机容量选择不合适,就会造成电能的无端浪费。所以,选用恰当的电机,提升功率因数和负载率,能够减少损耗,节约电能。
3、用磁性槽楔替换原来的槽楔。
磁性槽楔能够降低异步电机的空载铁损耗,还能有效减少高频附加损耗。虽然会使启动转矩下降 10%~20%,但相比普通槽楔电机,铁损耗能降低 60k,更适合对空载或轻载启动的电机进行改造。
4、安装 Y/△自动转换装置。
为解决设备处于轻载状态时的电能浪费问题,可安装 Y/△自动转换装置,不需要更换电机就能达到节电的效果。
5、开展电机功率因数无功补偿工作。
无功补偿的主要作用是提高功率因数,减少能量损耗。功率因数过低会导致电流过大,因此,提高功率因数有助于节约电能。
6、运用变频调速技术。
变频器可以直接对风机、泵类负载进行控制,节能效率接近 40%,同时还能实现闭环恒压控制,进一步提高节能效果。此外,变频器能让大电机实现软启动、软停机,降低设备故障率,延长使用寿命,还能降低对电网容量的要求和无功损耗。
7、对绕线式电机采用液体调速方式。
液体电阻调速技术能够实现无级调速,具备良好的启动性能和较高的可靠性,适用于风机、水泵等设备所使用的大中型绕线式异步电机,节能成效十分显著。
综上所述,通过采用高效节能电机、合理选择电机容量、使用磁性槽楔、安装 Y/△自动转换装置、进行电机功率因数无功补偿、运用变频调速以及对绕线式电机采用液体调速等方法,能够有效降低电机的能耗,提高电机的运行效率。
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