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分析電機節(jié)電器的節(jié)電原理與性能特點
電機節(jié)電器節(jié)電原理
??? 電動機是工礦企業(yè)生產(chǎn)中使用量及耗電量最多的一種電氣設(shè)備。在電機拖動系統(tǒng)中，往往以最高負(fù)載量加上裕量來設(shè)計參數(shù)及選型，而在實際的運行中，大部分的電動機不是滿載運行，而是工作于滿電壓、滿速度而負(fù)載荷較小的狀態(tài)；對于負(fù)載波動頻繁的電機，在滿載運行的同時，也會有很大比例的空載運行時間。
??? 負(fù)載的變化會隨著實際需求變化，因此，大多數(shù)情況存在大功率電機拖動小負(fù)載的情況（即常說的“大馬拉小車”）。由電機設(shè)計和運行特性可以知道，電動機在滿載運行時效率最高,功率因數(shù)COSΦ最佳；輕載運行效率降低、COSΦ也降低，空載時COSΦ甚至降到0.3以下，所以在輕載運行時電機的電能浪費較大。
??? 這是因為當(dāng)電機從滿載變化到輕載、空載時，定子電流有功分量減小，而勵磁的無功電流基本不變（所以COSΦ降低）；由于勵磁無功電流基本不變，則空載損耗中占主要成份的定子鐵損耗，一點沒有減少，所以效率很低。
??? 下圖表示典型的電機損耗與負(fù)荷的關(guān)系。
??? 如果適當(dāng)降低定子電壓，見電機定子感應(yīng)電勢公式：
???? U1≈E1=4.44F1N1KN1Φm?? 其中: N1—定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)；F.K.N1是常數(shù)。
??? 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(dāng)其它條件不變時，降低定子電壓U1，則Φm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，COSΦ就提高了，適當(dāng)控制可以接近最佳值。
??? 另外，其它條件不變，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，這就是電機節(jié)電器輕載降壓節(jié)電的道理。
電機節(jié)電器的性能特點
??? 中礦電機節(jié)電器通過內(nèi)置的工業(yè)計算機實時檢測電動機的負(fù)荷情況，分析負(fù)載大小和變化趨勢，計算出供給電動機最佳電壓、電流，通過快速控制可控硅的導(dǎo)通角的大小，控制電機的供電電壓，使電機的輸出功率與負(fù)荷轉(zhuǎn)矩精確匹配。使電機可在空載和大多數(shù)負(fù)荷情況下保持較高恒定的電機效率。
其控制原理圖如下：
??? 同時，電機節(jié)電器還具備完善的軟啟動和軟停車功能，可電機連續(xù)平滑地啟動，消除了常規(guī)啟動方式伴隨電機啟動所產(chǎn)生的機械沖擊和大啟動電流，有效降低軸承和皮帶的磨損及鏈條、齒輪的機械應(yīng)力，從而延長電機的使用壽命，降低維護(hù)成本，盡可能地降低用電費用。
??? 電機節(jié)電器通過電流和電壓監(jiān)測實現(xiàn)對電動機的全面保護(hù)，包括過載，限流，短路，缺相，欠壓/過壓，等多項保護(hù)，還能實現(xiàn)故障時自動旁路運行，設(shè)備正常運行。
??? 電機節(jié)電器安裝方便，直接串接在原電機主回路中，不改變原來和操作方法，而且方便實現(xiàn)就地控制，遠(yuǎn)程控制，集中控制等多種方式。
??? 電機節(jié)電器的適用于異步感應(yīng)電機的節(jié)電控制，可廣泛應(yīng)用于各種動力設(shè)備和加工機械上負(fù)荷頻繁變化或轉(zhuǎn)速恒定，但不滿負(fù)荷運行電機，尤其是低負(fù)荷率，低功率因數(shù)節(jié)電效果更為顯著。