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1、电动机系统节能技术 电动机系统节能技术概述电动机节能概念：主要包括更新淘汰低效电动机及高耗电设备；节能电动机概念和技术，合理匹配电动机系统，提高电动机效率；以先进的电力电子技术传动方式改造传统的机械方式，实现被拖动装置控制和设备制造；推广软启动装置、无功补偿装置、计算机自动控制系统技术、优化电动机系统的运行和控制。高效电动机：高效电动机（YX、YX 等系列）通常指高效率三相异步电动机。效率水平能达到或超过电动机能效国家标准（GB18613-2002）所规定的节能评价值的电动机。电动机能效国家标准：电动机能效国家标准是“中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值”，国标号为GB18613-200
2、2。由国家质量监督检验检疫总局于2002年1月10日发布，2002年8月1日实施。能效限定值是电动机最低效率允许值，是强制性指标；节能评价值是高效电动机的认定值，是推荐性指标。高效电动机节能效果：高效电动机与普通电动机相比，优化了总体设计，选用了高质量的铜绕组和硅钢片，降低了各种损耗，损耗下降了20%-30%，效率提高2%-7%；投资回收期一般为1-2年，有的短至几个月。（54）YX2型高效节能电动机 为了节约能源和保证企业的连续安全生产，要求企业装有的电动机均应处于合理、经济运行状态，即电动机在运行中要有高的效率和功率因数，且使用寿命长，性能良好，安全可靠。 但实际运行中的电动机等设备，绝大
3、多数不能满足上述要求。以我油田采油三厂为例，在增压注水系统中运行的电动机，绝大多数存在着匹配不合理、选用电动机容量裕度过大等问题，便“大马拉小车”的现象十分突出，造成电能大量浪费。其原因既有电机设计，制造方面的问题，又有以往在电动机的选用上，忽视了设备的运行经济指标，使电动机的运行效率和功率因数偏低所致。为了改变这一状况，现积极采用高效节能电动机。下面以南阳防爆电机厂新开发设计的YX2-280S-4型75kW全封闭自扇冷笼型电动机为例，就其结构、性能，运行效果作一简介。 1、结构 (1) 定子：定子铁心采用高导磁、低损耗优质电工硅钢片；电磁线及绝缘采用聚醋亚胺漆包线及优质复合绝缘材料等，采用真
4、空浸渍工艺，故具有良好的电气性能。 (2) 转子：转子铁心也采用高导磁，低损耗优质电工硅钢片，经铸铝后用热套法固定在铸轴上，并经动平衡校验，故电动机运行平稳、振动小:转轴采用45号钢材料。 (3) 接线盒 接线盒具有较大的空腔，便于接线且有一个进线口。其接线盒在电动机右侧(从驱动器端视之)。 (4) 轴承 采用低噪声轴承。在联轴器传动时，轴承寿命在100000h以上。 (5) 冈扇、风罩：采用防静电塑料风扇，其转动惯量小，损耗低。 2、主要技术参数 2.1 使用条件 电压为380V：环境温度为随季节变化，但不超过40，:工作方式为连续定额(SI)；海拔高度不超过1000m；频率为50Hz。 2
5、.2 电气性能指标 额定功率为75kW；额定电流为137.1A；额定转速为1480r/min；额定效率为94.5%；堵转转矩/额定转矩为2.0；额定功率因数为0.88；堵转电流/额定电流为7；最大转矩/额定转矩为2.3。 3、运行及测试情况 3.1运行情况：2003年8月，将6号增压注水站的一台普通型75kW电动机，更换为75kW的YX2型高效节能电动机，经过试运行，效果较好。噪声比同容量的普通电动机低4-6dB(A)，改善了工人的工作环境， 还设有不停机注排油装置，使用方便。 3.2 测试情况：采用加拿大生产的3720ACM电力监控智能仪表及传统的电工测试仪表测量，每次测试时间为5min。测
6、试结果见表1。 （表1） 采油三厂6号增压注水站3号泵电动机更换前后空载，负载运行时测试值电动机类型电动机额定功率/kW空载有功功率/kW负载电流/A1h实用有功电量/kWh24h实用有功电量/kWhYX2型751.62654.3029.98719.42普通型751.85058.1735.52852.48注：l、表中负载有功电量数据为smin抽实测数据平均值；2、电量的采样频率为50次/s，其余参数为5次/s, 3、电动机更换前后泵的出口压力等参数保持不变。4、效果 根据实际测试结果，75kW的YX2型高效电动机与曾通75kW电动机相比较，平均每台每天节电约133kWh。按目前电费0.5元/k
7、Wh计算，年开泵时间按6000h考虑，预计更换电动机后每年可节约电费开支1.66万元。75kW的YX2型电动机综合投资为1.3万元，因此投资回收期短，节能效益十分显著。（55）SRM系列 开关磁阻调速电机动调速突破，节能先锋一、产品简介：新一代开关磁阻电机及控制系统启动性能好，易于实现四象限运行，适于频繁启动场合，可以广泛用于机床设备（如龙门刨床、锯切机），牵引领域（如电动机车、地铁），矿山、冶金等设备，尤其是在电动汽车领域，更有无法代替的优势。该公司在引进欧美先进技术的同时，结合国内各种工业需求，成功研发完成11kW、l5kW、18.5kW、22kW、30kW、37kW、45kW、55kW、
8、75kW的开关磁阻电机及控制系统（并通过机电的统一设计满足各种特殊需求），分别用于车辆牵引、龙门刨床、油田和冶金行业，性能突出。二、性能特点：l、系统效率和功率因数高，调速范围宽，最高效率可达90%，并且在很宽调速范围内，都保持在80%以上，功率因数达到0.95以上，调速比超过1：20。2、低启动电流，高启动转矩，启动电流为额定电流的30%，启动转矩为额定值的150%。3、可频繁起停及正反转运行。4、控制系统电路结构简单，工作可靠性高，电机转子无绕组，机械强度高。5、在额定转速内保持恒转矩运行，转矩转速稳定，转速波动小于0.15%。6、如果在一个区域内推广使用该种电机，可建直流供电站统一供电。
9、三、典型应用：用SRM开关磁阻电机调速系统配套及改造龙门刨铣床的优点：l、产品已与国内多家刨床厂配套，通过全面考核，质量可靠。2、可根据需要在旧机床上增加新功能。3、高性能/价格比，适用于国内广大用户。4、丰富的改造经验，已成功改造刨床近百台，提供售前售后全部技术服务资料，并可提供已有用户作参考。5、电机的起动电流小，（为额定电流的30%），对电网无冲击，起动转矩大，（为额定的150%），故适合于频繁起动，每小时不少于1000次，（实测达40次/分）。6、制动转矩大（不小于额定转矩），故换向时越位小，可提高加工效率。7、具有多种保护功能，可靠性高，且动态响应快，转速闭环控制，不受电网电压影响满
10、载时无速降。8、与F-D系统相比，可简化结构，减少占地面积约2/3，可节电30%一70%，且可根据负荷大小选择15-45KW电机，避免“大马拉小车”的情况，良好的节电效果及停机时间的减少便客户能尽快收回投资。9、为用户配套新型电气柜，采用进口PLC控制，可降低故障率，结构简化，调试、维护方便。10、特有断电制动功能，可避免床面在意外停电时冲出床身。11、电机无电刷及整流子，维护工作量少。主要技术参数及性能指标输入参数额定转速（r/min）1000转速范围（r/min）30-1300输出转矩(N.m)286输出特性额定转速以下为恒转矩，额定转速以上为恒功率过载能力120%（额定转矩）起动转矩(N
11、.m)150%（额定转矩）制动转矩(N.m)100%（额定转矩）转速精度（r/min）1.5稳速精度0.15%（最高转速）相应时间(S)0.2电源电压/频率3-380V10%，50Hz5%控制功能转速给定1.1K电位器 2-10-10V电压起停控制1.起动开关 2.触头转向控制1.起动开关 2.触头 3.转速给定电压的极性升降速时间(S)0-10（电位器整定）点动控制开关或触头（150r/min）保护功能电源过压动作值不低于110%额定电压（人工恢复）电源欠压动作值不低于85%额定电压（人工恢复）电源缺相缺相停机（自恢复）电动机过载延时15秒动作（人工恢复）电动机堵转延时1秒动作（人工恢复）电
12、动机过流动作值为160%额定电流（自动恢复）控制器输出短路延时10ms动作（人工恢复）控制器过温度动作值65（人工恢复）电动机绝缘等级F防护等级Ip44冷却形式风冷强冷控制器安装形式壁挂式防护等级Ip23冷却形式风扇自冷环境标高/振动1000m以下/0.6G以下保存温度-25-65使用温度-5-40相对湿度不大于90%，不结霜显示显示功能电源显示，电动机运行显示，电动机转速显示，保护显示。（56）SRD10系列开关磁阻电动机调速系统一、适用范围简介：通用机械：风机、水泵、油泵、压缩机等；机床：龙门机床（刨、铣、磨）、钻床等；塑料机械：挤出机、注塑机等；压力机械：螺旋压力机、模锻压力机、冲床等；
13、铸造机械：抛丸机等；油田机械：抽油机等；纺织机械：印花机、卷布机、浆纱机、织机等；造纸机械：造纸机、压光机、卷纸机等；玻璃机械：制瓶机等；食品加工机械: 搅拌机 、混合机等；矿山、煤矿机械：采煤机、掘进机、球磨机等；冶金机械：轧钢机等；提升运输机械 ：电梯、绞车、卷扬机、传送带等；辅助机械：卷取机、开卷机、架线机等；家用电器：风扇、空调、冰箱、洗衣机、吸尘器等；电动工具：手钻等；交通工具：车辆、 机车、轮船、飞机等；发电设备：风力发电。二、技术产品性能特点：1、开关磁阻调速电机系统SRD工作原理开关磁阻调速电机系统由电动机和控制器组成。如图1所示。电动机内安装有位置传感器；控制器由功率电路和控
14、制电路等单元组成。图1 开关磁阻调速电机系统组成2、电动机结构SRD电动机是定子、转子双凸极可变磁阻电动机。定子、转子均由普通硅钢片叠压而成，转子上即无绕组也无永磁体，定子极上绕有集中绕组（图2）。图2 定子、转子结构图3中给出的是三相12/8极结构。若以示意图中定、转子的相对位置作为起始位置，依次给BC A相绕组通电，转子即会逆着励磁顺序以逆时针方向连续旋转；反之，依次给CBA 相通电，则电动机会顺时针方向转动。SRD电机的转向与相绕组的电流方向无关，而取决于相绕组通电的顺序。通过控制相绕组的电子开关（IGBT)S1、S2的工作状态，就可以改变电机的转向、转矩、转速、制动等工作状态。 图3 SRD电机示意图 当定子相绕组通电时，电动机内建立起磁场，当两凸极位置不对齐时，磁力线是弯曲的（图4）。转子受到弯曲磁力线的磁拉力，产生转矩，使转子转动，转子凸极向定子凸极趋近。当两凸极位置对齐时，转子达到平衡位置。图4 SRD磁场磁力示意图3、开关磁阻调速电机系统SRD特点（1）效率高，节能效果好。在所有的调速和功率范围内，SRD整体效率比交流异步电动机变频调速系统（简称变频调速）至少高3%以上，在低速工作的状态下其效率能够提高10%以上。与直流调速、串级调速、电磁调速等系统相比，SRD节电效果更明显。（2
