电动机节能降耗可行性分析

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摘要：从电动机合理选型、起动和经济运行的方案设计，到电动机无功补偿、调速节能的各种方案进行比较，提出了电动机节能降耗的可行性分析。

关键词：电动机 无功补偿 经济运行 节能降耗

中图分类号：TE08文献标识码： A

前言：

煤矿企业中的电动机耗能是一项很重要的技术指标，做好电动机节能工作，不但可以节省电费开支，还可以挖掘供电潜力，有利于降低整个供电系统的电力损耗。同时也是贯彻落实国务院“十一五”节能降耗、节能减排，振兴东北老工业基地工作的重要举措，辽源矿业（集团）有限责任公司由于开采年限较长，还有一部分电动机是属于日产、俄产的高耗能设备，急需改造。鉴于电动机不同工况的特点，涉及节能降耗措施也是不同，下面就目前普遍采用的几种方法进行分析,为企业电动机节能改造起到积极推动作用。

1电动机的无功就地补偿

1.1定义

就地补偿装置安装在电动机附近，并直接与电动机连接在一起的补偿方式称为无功功率就地补偿，笼式电动机通常采用并联电容器就地无功补偿的方式，绕线电动机可选用SPM型智能化静止进相机就地补偿的方式。

1.2优点

（1）有利于降低电力系统的线路损耗，提高无功补偿的经济当量。

（2）有利于挖掘供电设备的潜力，减小配电线路的截面积和配电变压器的容量。

（3）投资小，实施电动机无功就地补偿的投资，按现行电价计算，半年即可收回。

1.3应注意的问题

对经常停用和年利用小时数很低的电动机，一般不采用就地补偿方式。另外，为了减少技术上的复杂性，对多速电动机，经常反复开停、点动或堵转的电动机，双向转动或反接制动的电动机也不采用就地补偿方式。

2电动机的合理选型和节能改造

2.1 电动机的合理选型

（1）以高效节能Y系列交流异步电动机替代高能耗JO2系列电动机。它基本不受机型限制，因此，所有应用交流异步电动机的场合都可以用Y系列电动机取代 JO2系列电动机。并且具有效率高、起动性能好的优点。

（2）对于容量在1.5～90kw单方向运行的异步电动机，年运行时间大于3000小时、负载率大于50％的情况，应选用Yx系列高效电动机。Yx系列电动机的总损耗平均较Y系列下降20％ ～30％，效率提高约3%。该系列电动机起动转矩大、噪声小、振动小、温升低、寿命长，节电效果显著，价格高。但可在不到一年的时间内就可以通过电费的节约得到回收，因此，具有显著的经济效益。

2.2合理设计电动机起动和运行方案

（1）对于大中型电动机的起动，可采用热变电阻降压起动方式，既能改善电动机的起动性能，又可降低电动机起动时对电网容量的要求，这样不仅节约了能源，而且节约了一次性投资。

（2）对多台相同容量电动机组成的设备群往往并不要求同时起动，如煤矿泵房、带式输送机及刮板输送机的控制，可选用常用的接触器―继电器为控制元器件，设计简单可靠的控制电路，以实现采用共用软起动装置对多台设备的软起动，从而提高设备的运行效率及可靠性，减少能耗。

（3）对于大型炉窑风机、短时满载运行的而长期处于轻载运行的电动机，选择时应考虑调速运行方案 ，选用绕线式异步电动机，然后配较经济的YQT型水阻调速方案，节能效果相对风门方式显著。

2.3 老式电动机的节能改造

（1）将电动机的外风扇更换为节能型风扇（对不同型号的电动机，选择不同型号的节能型风扇）。单方向运转的2极和4极电动机，改造后效率可提高1.35%～2.55%。

（2）采用磁性槽泥替代原来的槽楔。用磁性槽泥进行电动机节能改造后，可降低电动机的铁心损耗和附加损耗，提高电动机效率，但起动转距会下降10%～20%左右，因此仅适用于空载或轻载起动的电动机。

3 电动机的调速节能

3.1变频调速

变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速具有效率高，调速过程中没有附加损耗，应用范围广，可用于笼型异步电动机，调速范围大，特性硬，精度高，又可以实现软起动，减少对电网的电流冲击及对设备的机械冲击，延长设备使用寿命等优势。本方法技术复杂，造价高，维护检修困难。适用于要求精度高、调速性能较好场合。

3.2晶闸管串极调速

晶闸管串级调速系统适用于大、中容量和中、低转速场合，可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高，装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70％－90％的生产机械上，调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产，晶闸管串级调速功率因数偏低，波形影响较大。本方法适合于风机、水泵及矿井提升机上等。

3.3绕线式电动机转子串电阻调速

绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大，电动机的转速越低。此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属有级调速，机械特性较软。

3.4电磁调速

电磁调速电动机由笼型电动机、电磁转差离合器和直流励磁电源（控制器）三部分组成。电磁调速电动机装置结构及控制线路简单、运行可靠、维修方便，调速平滑、无级调速，对电网无谐波影响，速度失大、效率低。本方法适用于中、小功率，要求平滑起动、短时低速运行的生产机械。

3.5液力偶合器调速

液力偶合器又称液体调速离合器。功率适应范围大，可满足从几十千瓦至数千千瓦不同功率的需要，结构简单，工作可靠，使用及维修方便，且造价低，尺寸小，能容大， 控制调节方便，容易实现自动控制。本方法适用于风机、水泵的调速。

3.6异步电动机的变极调速

异步电动机的变极调速多用于容量小于10KW的电动机，其调速效率高，无转差损耗，接线简单，控制方便，价格低。

3.7绕线式电动机液体起动调速器

YQT型液体起动调速器可以做起动器用，与变频调速器、可控硅串极调速器相比，更加经济、可靠、实用，且维护简单。虽然调速时效率很低，但COSφ高，且全速时效率高于变频，价格仅为变频的几分之一，是一项值得推广的新技术，可广泛用于风机、水泵及空气压缩机设备的调速节能。

4结论：

电动机节能降耗从电机选型、起动和运行方案设计，调速、到无功补偿和经济运行，每个环节都有浅力可挖。 因此，抓好煤矿企业电动机节能降耗工作意义重大，同时也是贯彻落实国务院“十一五”节能降耗、节能减排，振兴东北老工业基地工作的重要举措，希望以上方法能为企业节能降

耗工作做出自己的一份贡献。

参考文献：

[1]陈伯时主编.电力拖动自动控制系统[M]北京：机械工业出版社，2004

[2]周希章主编.电机实用技术丛书电动机的起动・制动和调速. [M]北京：机械工业出版社，2002.2

[3]王秀朋.电动机共用软起动装置控制电路的设计[J].煤炭科技，2006（1）。

作者简介：卢伟（1962.7――），男，吉林省辽源人，工程师，现工作在辽源矿业集团公司龙家堡矿业公司.