从节能的角度,我们关心的是三相异步电动机的运行效率η和运行功率因数cosφ。通过对电机效率η=f(β)及功率因数cosφ=f(β)的分析,其中β为输出功率与额定功率之比,称为负载系数。寻求提高电动机运行效率、功率因数的方法,从而提高电动机经济运行水平,达到节能的目的。
1.异步电动机运行效率的计算
三相异步电动机的运行效率为η=(β)×100%。在运行中输入功率与输出功率之差是电动机的有功损耗,即(P1-P2),可用运行中的总损耗表示。即
ΔP=PFe+PCu1+PCu2+Pfw+Ps (3-10)
电动机运行过程中各种损耗的测试技术难度很大。可以根据三相异步电动机经济运行标准(GB/T 12497—2006),先测得负载系数,再计算电动机运行中的总有功功率损耗。
ΔP=ΔP0+β2(ΔPN-ΔP0) (3-11)
式中 ΔP——电动机运行中的总有功损耗(kW);
ΔP0——电动机的空载有功损耗(kW);
ΔPN——电动机额定负载时的有功损耗(kW);
β——负载系数,即
β=P2/PN (3-12)
式中 P2——电动机的输出功率(kW);
PN——电动机的额定功率(kW)。
负载系数乘以100%,被称为负载率,通常还是用β来表示。电动机额定负载时的有功损耗可以用额定效率和额定功率求得,即
式中 ηN——电动机额定效率,PN与ηN是名牌上应该给出的数据。于是运行中的总有功损耗为(www.daowen.com)
这样可以用下式计算电动机运行效率为
从上式可见:电动机运行效率与ηN、ΔP0及β有关。ηN、ΔP0是电动机本身特性所决定,即对于某一台电动机而言,ηN、ΔP0是一个固定值。因此,对于某一台电动机,其运行效率取决于电动机的负载系数β。
2.异步电动机运行功率因数的计算
三相异步电动机运行中的功率因数为
式中
其中,代入(3-18)得
将上面的式(3-17)和式(3-20)代入式(3-16)得
从上式可知,cosφ与I0、ΔP0、PN、ηN、cosφN、β有关,对于某一台电动机而言,cosφ的大小仅与负载系数β有关。在电动机额定参数已知的情况下,负载系数可由下式求得。
式中 PN——额定功率(kW);
ΔPN——额定总损耗(kW);
ΔP0——空载损耗(kW);
P1——输入功率(kW)。
在实际工作中,欲求负载率,首先要求得输出功率P2,P2是机械功率不易直接测得。在上式中,PN、ΔPN、ΔP0是电动机的已知参数。在现场,只要测出电动机的输入功率P1,即可求出电动机的负载率。
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