2、電機(jī)相控器節(jié)能
在中國,有近10億臺交流電機(jī)在使用之中。60%的工業(yè)電機(jī)消耗了約70%的電網(wǎng)電能,電機(jī)的耗能在電力工業(yè)中占主足輕重的地位。
電機(jī)在額定負(fù)載狀態(tài)下,其機(jī)電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)95%,但當(dāng)電機(jī)在輕載狀態(tài)下運(yùn)行時,其機(jī)電轉(zhuǎn)換效率可低至20%。
美國國家電力研究所(EPRI)的研究表明:60%的交流電動機(jī)是在其設(shè)計額定負(fù)荷的55%或更低狀態(tài)下運(yùn)行。在此狀態(tài)下,電機(jī)消耗的電能中有相當(dāng)部分是以發(fā)熱、鐵損、噪音與振動等形式浪費掉。
造成輕載運(yùn)行電機(jī)效率很低的主要原因是電機(jī)偏離最佳效率的額定功率運(yùn)行,且無論電機(jī)負(fù)載怎么變化,電機(jī)與電網(wǎng)之間的電壓和頻率不可調(diào)節(jié)的硬性供電方式所致。
在電機(jī)與電網(wǎng)之間加上一能量管理控制器,通過實時檢測電機(jī)運(yùn)行的電壓和電流及其相位角的大小,判斷電機(jī)所處運(yùn)行負(fù)荷和效率狀態(tài);當(dāng)電機(jī)在低效率輕載狀態(tài)下運(yùn)行時,通過優(yōu)化運(yùn)算決策實時調(diào)節(jié)加于電機(jī)的電壓和電流的大小,以調(diào)整對電機(jī)的功率的輸入,保證電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與負(fù)荷需求精確匹配,實現(xiàn)“所供即所需”的柔性化能量管理模式,(達(dá)到軟啟動和節(jié)能效果。)不僅可以節(jié)省部分勵磁損耗和負(fù)載損耗,提高功率因數(shù),改善電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和電網(wǎng)運(yùn)行品質(zhì),而且具有軟啟動功能,是一種不同于變頻器的電機(jī)節(jié)能產(chǎn)品。
這種電機(jī)的輸入功率和電壓能自動跟隨電機(jī)負(fù)載的動態(tài)變化的模式,是一種柔性化電力能量管理新模式,也就是相控技術(shù)設(shè)計理念的精髓。
應(yīng)用對象:
適用于經(jīng)常處于輕載或變負(fù)載運(yùn)行且不需要調(diào)速的交流電機(jī)軟啟動及節(jié)電控制,如沖壓機(jī)、電動衣車、啤機(jī)、皮帶傳送機(jī)、空氣壓縮機(jī)等。
由于沖壓機(jī)的電機(jī)選型是參照沖壓時的最大負(fù)荷來設(shè)計的,并留有一定的富余空間,而沖床其加工過程具有周期性,向上提升沖頭時需要能量,處于電動過程;而向下沖壓工件時是勢能轉(zhuǎn)化為動能的階段,是處于能量釋放過程。實際運(yùn)行狀況決定了沖床長時間輕載和空載的低效率運(yùn)行狀態(tài)。
啤機(jī)、衣車用離合器控制帶動機(jī)器工作,當(dāng)機(jī)器停止加工時離合器跟電機(jī)分離,電機(jī)空轉(zhuǎn),待工人把工料準(zhǔn)備就緒以后踩動離合器使其電機(jī)連動的飛輪咬合帶動機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)。工人備料的時間占整個生產(chǎn)周期很長的一部分,而這部分時間里,電機(jī)一直處于空轉(zhuǎn)狀態(tài),造成機(jī)器的低效率運(yùn)行。
對于這類間歇性(沖擊)負(fù)載,可采用在電機(jī)安裝相位控制節(jié)電器,通過相位控制器實時監(jiān)測電機(jī)負(fù)荷的變化情況,應(yīng)用最優(yōu)化原理,動態(tài)調(diào)整電機(jī)的運(yùn)行電壓和電流,使其與負(fù)載匹配,從而有效提高電機(jī)在低負(fù)荷下的用電效率,達(dá)到節(jié)能的目的。
適用場所:
負(fù)載變化較大且不允許速度變化的設(shè)備。
與傳統(tǒng)變頻控制器相比,相控控制器不影響電機(jī)的速度,轉(zhuǎn)矩的動態(tài)響應(yīng),因而具有下列特點:
*不改變電機(jī)速度,避免了采用變頻器調(diào)低速度而導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降的弊端;
*不需要整流和逆變,可大大降低高次諧波對電網(wǎng)的污染,減少電機(jī)的諧波損耗與噪音;
*不需要改變電機(jī)原有控制線路,安裝接線簡單,且能自動跟蹤最佳節(jié)能狀態(tài);
*成本更低,運(yùn)行更可靠。
功能特性:
適用各種處于輕負(fù)載運(yùn)行交流電機(jī),綜合節(jié)能電率達(dá)15%~40%,并大幅度降低無功損耗。
軟 啟 動:有效降低電機(jī)啟動時的沖擊電流;
改善運(yùn)行:可有效降低電機(jī)運(yùn)行噪音、振動和發(fā)熱、減少電機(jī)維護(hù)量,延長電機(jī)使用壽命的2~4倍。。
優(yōu)化特性:不改變電機(jī)運(yùn)行特性和轉(zhuǎn)矩特性,不改變電機(jī)轉(zhuǎn)速;一旦設(shè)定,自動跟隨控制,不需人為調(diào)節(jié)。
安裝方便:不改變電機(jī)原有控制線路,直接串接于電機(jī)供電輸入端。
使用環(huán)境:全靜態(tài)固體部件,箱體整機(jī)密封、防雨、防塵、靜態(tài)散熱。
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