2、電機相控器節能
在中國,有近10億臺交流電機在使用之中。60%的工業電機消耗了約70%的電網電能,電機的耗能在電力工業中占主足輕重的地位。
電機在額定負載狀態下,其機電轉換效率可達95%,但當電機在輕載狀態下運行時,其機電轉換效率可低至20%。
美國國家電力研究所(EPRI)的研究表明:60%的交流電動機是在其設計額定負荷的55%或更低狀態下運行。在此狀態下,電機消耗的電能中有相當部分是以發熱、鐵損、噪音與振動等形式浪費掉。
造成輕載運行電機效率很低的主要原因是電機偏離最佳效率的額定功率運行,且無論電機負載怎么變化,電機與電網之間的電壓和頻率不可調節的硬性供電方式所致。
在電機與電網之間加上一能量管理控制器,通過實時檢測電機運行的電壓和電流及其相位角的大小,判斷電機所處運行負荷和效率狀態;當電機在低效率輕載狀態下運行時,通過優化運算決策實時調節加于電機的電壓和電流的大小,以調整對電機的功率的輸入,保證電機的輸出轉矩與負荷需求精確匹配,實現“所供即所需”的柔性化能量管理模式,(達到軟啟動和節能效果。)不僅可以節省部分勵磁損耗和負載損耗,提高功率因數,改善電機運行狀態和電網運行品質,而且具有軟啟動功能,是一種不同于變頻器的電機節能產品。
這種電機的輸入功率和電壓能自動跟隨電機負載的動態變化的模式,是一種柔性化電力能量管理新模式,也就是相控技術設計理念的精髓。
應用對象:
適用于經常處于輕載或變負載運行且不需要調速的交流電機軟啟動及節電控制,如沖壓機、電動衣車、啤機、皮帶傳送機、空氣壓縮機等。
由于沖壓機的電機選型是參照沖壓時的最大負荷來設計的,并留有一定的富余空間,而沖床其加工過程具有周期性,向上提升沖頭時需要能量,處于電動過程;而向下沖壓工件時是勢能轉化為動能的階段,是處于能量釋放過程。實際運行狀況決定了沖床長時間輕載和空載的低效率運行狀態。
啤機、衣車用離合器控制帶動機器工作,當機器停止加工時離合器跟電機分離,電機空轉,待工人把工料準備就緒以后踩動離合器使其電機連動的飛輪咬合帶動機器運轉。工人備料的時間占整個生產周期很長的一部分,而這部分時間里,電機一直處于空轉狀態,造成機器的低效率運行。
對于這類間歇性(沖擊)負載,可采用在電機安裝相位控制節電器,通過相位控制器實時監測電機負荷的變化情況,應用最優化原理,動態調整電機的運行電壓和電流,使其與負載匹配,從而有效提高電機在低負荷下的用電效率,達到節能的目的。
適用場所:
負載變化較大且不允許速度變化的設備。
與傳統變頻控制器相比,相控控制器不影響電機的速度,轉矩的動態響應,因而具有下列特點:
*不改變電機速度,避免了采用變頻器調低速度而導致生產效率下降的弊端;
*不需要整流和逆變,可大大降低高次諧波對電網的污染,減少電機的諧波損耗與噪音;
*不需要改變電機原有控制線路,安裝接線簡單,且能自動跟蹤最佳節能狀態;
*成本更低,運行更可靠。
功能特性:
適用各種處于輕負載運行交流電機,綜合節能電率達15%~40%,并大幅度降低無功損耗。
軟 啟 動:有效降低電機啟動時的沖擊電流;
改善運行:可有效降低電機運行噪音、振動和發熱、減少電機維護量,延長電機使用壽命的2~4倍。。
優化特性:不改變電機運行特性和轉矩特性,不改變電機轉速;一旦設定,自動跟隨控制,不需人為調節。
安裝方便:不改變電機原有控制線路,直接串接于電機供電輸入端。
使用環境:全靜態固體部件,箱體整機密封、防雨、防塵、靜態散熱。
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