基于能耗最小三相异步电动机节能优化控制研究
作者:佚名; 更新时间:2014-12-03

  论文关键词:软启动及节能器 调压节能 用电效率 功率因数 最小能耗寻优调压控制

思路以及按负载率确定最佳调整电压U1j的公式。并以此提出了自动最小能耗最优调压控制的概念和技术实现方法。

 and determine formula of the optimum voltage adjust Uij by the load rate to. And to propose an automatic minimum energy optimal voltage control concept and technical realization method.

  Key words: soft-start and energy-saving devices; energy regulator; power consuming efficiency; power factor; minimum energy consumption optimization voltage adjusted

  1、 引言

  随着我国现代化工业进程不断加快,能源消耗越来越大,能源紧张问题日益突出,作为能源消耗大户之一的电机在节能方面大有潜力可挖。对于带周期性负载和长期轻载运行的电机,在不采取节能措施情况下用电效率低,功率因数低[1,2,3]。通过对电动机进行节能控制,可明显提高用电效率和提高功率因数,达到节能降耗的目的[4-8]。因此,电动机经济运行的理论研究和节能技术研究近年来备受关注。

  2、节能运行原理

  电动机运行时的用电效率是衡量经济运行的重要指标,在满足相同负载功率前提下,电机输入有功功率越小,效率越高,则用电量越小。电动机的能耗包括:定子铜耗、转子铜耗、摩擦损耗、铁耗、杂耗及有效功率。 其中定子铜耗、转子铜耗和铁耗可以通过对电动机供电电源的合理控制,在满足负载有效功率需求前提下,使定子铜耗、转子铜耗和铁耗减小。

  将维持电机工作的定子电流分解为直角坐标系下两个垂直分量:阻性电流IR1分量及感性电流IM1分量。感性电流分量依赖于电压和磁通密度,在额定电压下,磁场消耗的能量保持恒定,信捷职称论文写作发表网,与负载所需的转矩无关。支持负载转矩的能量取决于阻性电流IR1分量,在满电压情况下负载转矩变化引起的定子电流变化实质是阻性电流IR1的变化,随着负载转矩的减小,功率因数角   随之增大。

恒压供电方式下定子电压电流矢量图见图1所示。

基于能耗最小三相异步电动机节能优化控制研究

           

图1 负载变化时恒压供电方式下定子电压电流矢量关系

  Fig.1 When load changes the stator of the voltage and current vector relationship in the constant voltage supply

  由于异步电动机运行在恒压供电方式,所以电机的磁场耗能维持不变,即感性电流IM1分量维持不变,随着负载减小,阻性电流分量IR1随之减小,这就是为什么在负载轻时功率因数低的原因。

  若在负荷发生变化的同时,对异步电动机采用变压恒功率因数供电方式,若能实现合理恒功率因数控制,通过调整供电电压来调整感性电流IM1分量,不仅能够减少铁耗,还可减少定子、转子的铜耗,从而达到节能的目的。

基于能耗最小三相异步电动机节能优化控制研究

图2 负荷变化时变压恒功率因数供电方式下定子电压电流关系

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