感應(yīng)電機(jī)提高功率因數(shù)以降低機(jī)械損耗

發(fā)電廠里的轉(zhuǎn)機(jī)拖動(dòng)設(shè)備95%是交流異步電動(dòng)機(jī),而交流異步電動(dòng)機(jī)是低功率因數(shù)的設(shè)備。如果提高其功率因數(shù),就可以充分發(fā)揮供電設(shè)備潛力, 同時(shí)又可降低生產(chǎn)成本和節(jié)約電能。下面就如何提高功率因數(shù)的問(wèn)題進(jìn)行討論。
(一)合理調(diào)整運(yùn)行設(shè)備,提高功率因數(shù)
在未進(jìn)行人工補(bǔ)償前,應(yīng)考慮對(duì)電廠現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行檢查和調(diào)整,使其合理運(yùn)行,從而提高功率因數(shù)。
一般電廠內(nèi)的設(shè)備都是配套的,無(wú)需在容量和選型上考慮,我們只需考慮運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī),避免爪現(xiàn)"大馬拉小車"現(xiàn)象。當(dāng)負(fù)載率低于40%時(shí),可以考慮更換小容量的電動(dòng)機(jī);當(dāng)負(fù)載率低于30%時(shí),可將三角接線的繞組改為星形接線,這樣電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)均會(huì)提高。
對(duì)老系列的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行改造或淘汰,更換Y系列的節(jié)能電動(dòng)機(jī)。
正確使用和維護(hù)電動(dòng)機(jī),注意控制其頻繁起動(dòng)（頻繁起動(dòng)時(shí)功率因數(shù)很低）。精心檢修,在電動(dòng)機(jī)安裝時(shí)調(diào)整好中心線及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)、定子間隙,因?yàn)闅庀恫痪鶗?huì)造成空載電流增大、功率因數(shù)降低。
(二）加裝變頻器,提高功率因數(shù)
使用變頻器,即在普通的交流異步電動(dòng)機(jī)上加裝變頻器進(jìn)行調(diào)速來(lái)提高功率因數(shù),也是常用的節(jié)能方法。此方法安裝簡(jiǎn)單,操作方便,節(jié)能效果顯著。變頻器在國(guó)外早已大量使用,我國(guó)也開(kāi)始普及,下面分析一下普通電動(dòng)機(jī)采用變頻器后的損耗情況。
感應(yīng)電動(dòng)機(jī)投入電源后要吸收電功率,即輸入功率P,經(jīng)過(guò)內(nèi)部電磁轉(zhuǎn)化,
變成轉(zhuǎn)軸上的機(jī)械功率輸出,即輸出功率P2。在轉(zhuǎn)化過(guò)程中要產(chǎn)生損耗,則電動(dòng)機(jī)采用頻率變換器供電后并以恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行時(shí),電動(dòng)機(jī)的損耗會(huì)有以下變化:（1）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)、定子銅損是與頻率變化無(wú)關(guān)的常數(shù),但是在實(shí)際拖動(dòng)中, 為了補(bǔ)償定子繞組電壓降,要適當(dāng)降低頻率或者適當(dāng)提高外施電源電壓,因此U/∫不能保持比值不變。再有,為了令電動(dòng)機(jī)處于最佳運(yùn)行狀態(tài),也要求改變U/∫的比值,所以實(shí)際電流也會(huì)有些變化。因此,銅耗也會(huì)隨頻率改變而改變, 但變化不大。
（2）鐵損耗。鐵損耗隨頻率的降低而降低,但是由于采用電壓型逆變器的變頻電源供給電動(dòng)機(jī),電源電壓波形中含有高次諧波分量,與具有正弦波的電源相比,鐵損耗要增加。并且所有雜散損耗也均隨高次諧波分量的增大而增大。（3）機(jī)械損耗。通常軸承摩擦損耗與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的1～2次方成正比,而通風(fēng)損耗與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的3次方成正比,所以當(dāng)電源頻率降低時(shí),機(jī)械損耗也降低。但由于機(jī)械損耗在整個(gè)電動(dòng)機(jī)的損耗中只占總損耗的5%以下,所以其變化量可忽略不計(jì)。
綜合以上分析可以看出,使用變頻電源后電動(dòng)機(jī)總的損耗降低了。