三相異步電動機節能調控的應用研究

安紅杰

[摘 要]隨著電力在生產、生活中的大規模使用，三相異步電動機這一電動機的主要形式以其方便、可維護性強以及性價比較高的特點在工農業生產中得到了廣泛的應用。為保障三相異步電動機的正常使用，需要在總結三相異步電動機長期使用所出現的故障特點的基礎上做好對于三相異步電動機的維修。從而使得三相異步電動機能夠正常使用，確保生產工作的正常運行。

[關鍵詞]三相異步電動機；節能調控；應用；分析

中圖分類號：TM343 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）27-0379-01

1 三相異步電動機的節能控制原理介紹

三相異步電動機的功效是指三相異步電動機的輸出功效同輸入功效的比例，因此供給電機的一部分電能是用來使電動機驅動的，即輸入的功效，而另外一部分電能就會發生在三相異步電動機的自身損耗上，這就是我們所說的輸出功效。三相異步電動機的電能損耗主要是指電動機的鐵和銅，而電動機的銅耗則是在電流通過電動機的銅線繞組時而產生的，相比之下，電動機的鐵耗則是指電動機在運轉的過程中，其定子和轉子鐵芯中產生的電流而發生的損耗，這主要是與電壓有關。電動機的損耗除了這兩部分損耗外，還存在其他的損耗，但是這些損耗都比較小，可以忽略。

而三相異步電動機的節能原理就是在電壓的負荷下降的時候，可以通過適當降低電源的電壓的方法，從而減少電動機中的鐵耗。當電壓下降的時候，相應的電流也會隨之下降，這樣也就降低了電動機中的銅耗，只有這樣電動機的功效才會得到提高。如何檢測電動機的負荷大小，通常我們會采用功效因數的方法進行，就是說當電動機的負荷增大時，則它的功效因數就會增大，當電動機的負荷降低的時候，則功效因數就會減小。

2 三相異步電初節能技術分析

2.1 輕載調壓節能

實驗數據表明，電機在滿載下其工作效率約為0.8-0.9，但當負荷下降，負載系數下降時，其效率和功率因素也隨之下降，如圖1所示。仔細分析三相異步電動機的節能原理，不難發現：電機的功效是指其輸出功效和輸入功效之比，其與電壓有著密切聯系。從電能損耗的角度來看，主要來自于定子和轉子鐵芯中產生的電流發生的損耗—鐵損，而非銅耗。因此，多數節能方法都是在負荷下降時，通過適當降低電源電壓的方法以降低鐵損的思路來完成節能。負荷節能主要著眼點存在于輕載時如何降低電機的總能耗，減少總的輸出功效以及在任何負載下如何找到輸出功效的最佳點。分析得知，當電壓下降時，電流也隨之下降，鐵損降低的同時銅耗也隨之下降。電機選用時，設計者往往偏好容量偏大的電動機，使得多數異步電動機的運行點位偏離額定值，或者電動機多數處于空載和輕載運行，而重載運行時間短，造成電機的效率和功率因數較低。此時通過降低輸入電機定子的電壓，減少鐵耗來提高電機效率。

3 三相異步電動機的節能控制技術存在的問題及解決措施

3.1 存在的問題

老式的三相異步電動機主要設計于五、六十年代，這種三相異步電動機在我國的礦山中應用很廣。這些電動機的體積大、啟動性能低、功效低，同時這些電動機的負荷也比較低，往往這種電動機的實際負荷遠遠低于其額定負荷，再次，這種電動機的電源電壓很不對稱，且電壓比較低。我們知道，當電動機的電壓不穩或者是相對較低的時候，電動機在這種情況下運行，會增大電動機的損耗，最后一個問題就是電動機的維修管理跟不上，對電動機的檢修效率很低，電動機得不到良好的運行維護和定期檢修，也會增大電動機的運行損耗。

3.2 解決的措施

對于電動機存在的這些問題，我們可以從多方面采取措施加以解決，例如我們可以引進先進的電動機，淘汰落后的電動機。同時，我們還要保證電動機運行時電壓的基本穩定，通過采取電壓控制的方法對電動機的損耗進行控制。此外，我們還可加大對電動機的維修力度，持續監護電動機的運行狀態及定期維護和檢修，這樣才會讓電動機始終保持穩定、可靠、高效的運轉，減少損耗。我們還可通過對三相異步電動機采取節能控制措施，這也是接下來要探討的重點內容。

4 三相異步電動機節能控制的具體應用措施和方法

本文介紹一種以89C51單片機實現的功率因數控制裝置，它是通過可控硅調壓來調節功率因數來實現節能的，同時該裝置還有軟啟動和多種電機保護功能。經過實驗表明，該裝置對經常處于輕載或變負載情況下的電機可取得較好的節能效果。改控制器主要由3部分組成：可控硅及移相觸發電路部分，接收控制板的控制信號，實施交流電壓的調節；信號檢測板部分，接收傳感器的信號并進行處理，得到標準電壓和電流的有效值及功率因數角送控制板；單片機控制板部分，接收信號檢測板的信號，通過運算發出控制信號到移相觸發電路，實施最佳功率因數控制，同時控制板還通過鍵盤顯示面板對控制器參數進行修改，并顯示控制器運行狀態。可控硅及移相觸發電路部分TC787芯片的基本連接如圖2所示：

從同步變壓器來的三相過零信號經Cl、CZ、3C電容禍合到6v的直流信號上送入18、2、1腳。Tc787對其進行過零檢測，經積分電容C4、5C、6C形成以過零點為起點的三角波，與由vR引入的觸發控制信號比較，再經C7調制成觸發脈沖，由12、9、10、7、8、H腳輸出，由脈沖變壓器驅動可控硅。信號檢測板部分標準電壓和電流的有效值轉換電路如圖3所示：

5 結論

三相異步電動機的節能控制技術是目前我國比較前沿的技術，同時，對三相異步電動機的節能控制可以促使三相異步電動機工作流程的轉變，使三相異步電動機的耗電量降低，為三相異步電動機在促進我國經濟發展的過程中，能夠實現節能和經濟效益的雙發展，這是三相異步電動機節能發展的需要，也是構建可持續發展社會的需要。因此，在今后的三相異步電動機的發展過程中，應更加注重三相異步電動機節能控制技術的發展，推動三相異步電動機更科學的應用。

參考文獻

[1] 任宏.三相異步電動機降壓節能研究及應用[J].應用能源技術，2005，05：32-34.

[2] 關斌，任宏.三相異步電動機降壓節能研究及應用[J].鍋爐制造，2006，02：72-74.

[3] 王金.三相異步電動機降壓節能應用研究[J].科技與創新，2016，10：96.endprint