从功率配合的角度,要实现电动机节能,实际上就是要满足《三相异步电动机经济运行》条件。即,电动机的综合效率大于或等于额定综合效率,表明电动机对电能利用是经济的。否则,电动机对电能利用是不经济的。判定电动机是否经济运行,关键是看电动机运行时的综合效率。由上一章的分析可知,电动机综合效率的计算很复杂,根据上面的条件判断也不直观,因此对电动机经济运行的判断遇到了较大困难。通过对电动机的综合效率进行分析和计算发现:在功率因数下降不多的情况下,电动机综合效率与额定综合效率比较接近,因此可以用电动机的有功运行效率代替综合效率,直接利用负载率判断电动机是否经济运行。
下面通过对一台电动机(Y200L-6/22kW)参数测试和计算,说明上述结论。在电动机测试实验台上,逐步调节电动机的负载率,测试电动机的效率和功率因数。开始负载率以5%的步长增加,到40%以后,以10%的步长增加,直到100%。测出的效率(η)和功率因数(PF)见表4-3。下面进行综合效率的计算和分析。
表4-3 Y200L-6/22kW电动机的测试参数
额定有功损耗
额定无功功率
额定综合损耗
ΔPcN=ΔPN+KQQN=2.42+0.02×15.383=2.728kW
在测试时三次变压前有集中补偿,故KQ取0.02。额定综合效率
在上面的表中取β=0.6,可以求得有功损耗(www.daowen.com)
此时无功功率
此时综合损耗
ΔPc=ΔPβ+KQQβ=1.40+0.02×12.718=1.654kW
此时综合效率
在上面的表中如果取β=0.3,可以求得:
从上面的计算可以看出β=0.6,功率因数比额定时下降不到0.10,可谓下降不多。此时综合效率等于额定综合效率,电动机符合经济运行条件。β=0.3时,功率因数比额定时下降0.306,可谓下降较多,此时综合效率(等于85.15%)小于额定综合效率,电动机不符合经济运行条件,但属于对电能的利用基本合理。由此可见,负载率β≥60%,电动机就能符合经济运行条件。于是得出下面的结论:
对于普通Y系列(Y、Y2、Y3和YX)1.5kW以上的电动机,从功率配合的角度,要实现电动机经济运行,就要设法实现负载率β≥60%。这就是异步电动机功率配合的节能原理。
如何实现负载率β≥60%,就要深入研究电动机拖动系统的实际情况。通常有两种情况,一是改造原有电动机拖动系统;二是设计新的电动机拖动系统。如果原有电动机拖动系统长期处于“大马拉小车”状态,就要更换电动机。如果要设计一个新的电动机拖动系统,就要根据负载的情况选择一个功率匹配合理的电动机。因此合理选择电动机的功率就显得尤为重要。
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