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異步電動(dòng)機(jī)如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

內(nèi)容簡介:異步電動(dòng)機(jī)一般來說級數(shù)少的即轉(zhuǎn)數(shù)高的電動(dòng)機(jī)機(jī)械損耗較大,銅損耗較小;而級數(shù)多的即轉(zhuǎn)數(shù)低的電動(dòng)機(jī)銅損耗占的比例較機(jī)械損耗就大。所以,我們要降低電動(dòng)機(jī)的能量損耗就要從減少電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗入手解決。
      異步電動(dòng)機(jī)如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗:異步電動(dòng)機(jī)是工礦企業(yè)必不可少的生產(chǎn)設(shè)備,而發(fā)電廠更是不可缺少的。所有的泵、風(fēng)機(jī)類的轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)備,都是由異步電動(dòng)機(jī)做拖動(dòng)設(shè)備的。一個(gè)電廠一臺機(jī)組就有高、低壓異步電動(dòng)機(jī)數(shù)十臺,如陡河發(fā)電廠最小的1機(jī)組也有50臺左右,這還不包括幾十臺電動(dòng)門用電機(jī)。如此眾多的電機(jī)要在運(yùn)行中注重節(jié)能降耗,增加企業(yè)效益應(yīng)該是很可觀的。問題在于如何降低電動(dòng)機(jī)能耗,提高電機(jī)的效率,以增加經(jīng)濟(jì)效益,下面就針對異步電動(dòng)機(jī)的總損耗的組成及有效減少損耗進(jìn)行分析研究。
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      一、異步電動(dòng)機(jī)能量損耗的組成

      1、銅損耗:定子銅損;轉(zhuǎn)子銅損;雜散損耗。

      2、鐵芯損耗。

      3、機(jī)械損耗:通風(fēng)損耗;摩擦損耗。

      從以上列出的異步電動(dòng)機(jī)能量損耗看,銅損耗和鐵損耗我們在檢修中是不宜改變的,它們是由設(shè)計(jì)決定的,而機(jī)械損耗是可以改變的。異步電動(dòng)機(jī)一般來說級數(shù)少的即轉(zhuǎn)數(shù)高的電動(dòng)機(jī)機(jī)械損耗較大,銅損耗較小;而級數(shù)多的即轉(zhuǎn)數(shù)低的電動(dòng)機(jī)銅損耗占的比例較機(jī)械損耗就大。所以,我們要降低電動(dòng)機(jī)的能量損耗就要從減少電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗入手解決。

      二、減少電動(dòng)機(jī)機(jī)械損耗的主要方法

      減少電動(dòng)機(jī)機(jī)械損耗主要從以下幾個(gè)方面入手解決:

      (1)采用高效率的風(fēng)扇(如機(jī)翼型軸流風(fēng)扇);

      (2)調(diào)整風(fēng)罩與扇葉外圓之間的間隙;

      (3)輕載電動(dòng)機(jī)適當(dāng)縮小風(fēng)扇外徑;

      (4)采用高質(zhì)量的軸承;

      (5)采用優(yōu)質(zhì)潤滑油;

      (6)提高電機(jī)裝配質(zhì)量;

      三、減少電動(dòng)機(jī)機(jī)械損耗的具體措施

      (一)調(diào)整電機(jī)風(fēng)扇以降低機(jī)械損耗

      首先,我們來看如何通過改變風(fēng)扇尺寸進(jìn)行節(jié)能:大家都知道電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的設(shè)備,在轉(zhuǎn)換過程中要產(chǎn)生損耗,這些損耗是以熱的形式出現(xiàn)的,它使電動(dòng)機(jī)發(fā)熱。定子繞組有電流流過后產(chǎn)生銅損耗,經(jīng)槽絕緣材料把熱傳導(dǎo)給定子鐵芯,再由定子鐵芯傳給電機(jī)外殼散發(fā)到空間。轉(zhuǎn)子的熱量是由轉(zhuǎn)子鋁耗及其摩擦產(chǎn)生的,它傳給轉(zhuǎn)子鐵芯和內(nèi)風(fēng)扇表面,靠內(nèi)風(fēng)扇攪拌使熱量散發(fā)在電機(jī)內(nèi)空間,再傳給定子鐵芯、端蓋、機(jī)座,定、轉(zhuǎn)子這兩股熱量均由外風(fēng)扇吹散。因此,外風(fēng)扇風(fēng)量的大小是決定電動(dòng)機(jī)的溫度不能超過其絕緣材料等級所允許溫度的關(guān)鍵。

      國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各種絕緣等級的電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行條件下的允許溫升,要求電動(dòng)機(jī)中最熱點(diǎn)溫度不允許超過其絕緣等級的極限溫度,而電機(jī)常用絕緣等級如下表:

      其中:允許溫升=允許溫度極限環(huán)境溫度規(guī)定值熱點(diǎn)溫差

      繞組的熱點(diǎn)溫差是指當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí),繞組熱點(diǎn)的穩(wěn)定溫度與繞組平均溫度之差。

      當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于空載或輕載時(shí),電動(dòng)機(jī)總損耗要比額定時(shí)小,而風(fēng)量與電動(dòng)機(jī)總損耗成正比關(guān)系,所以風(fēng)扇處于大馬拉小車(因?yàn)橥L(fēng)損耗與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定,故通風(fēng)損耗不隨負(fù)載變化,所以這時(shí)應(yīng)降低風(fēng)量來減少電動(dòng)機(jī)的通風(fēng)損耗)。改變風(fēng)扇葉形狀可以降低風(fēng)量,但比較麻煩,不如直接減少外風(fēng)扇葉直徑來降低風(fēng)量更簡便些。我們知道風(fēng)扇本身的機(jī)械損耗按扇葉直徑的45次方成比例,而風(fēng)量隨扇葉直徑的平方成正比,所以減小扇葉直徑時(shí),風(fēng)量降低不多,而通風(fēng)損耗卻降低很多。

      由于外風(fēng)扇的冷卻風(fēng)量減少,使電動(dòng)機(jī)溫升上升,但仍能保持電動(dòng)機(jī)溫升在絕緣等級允許的范圍內(nèi)。同時(shí),我們還要看到由于外扇葉直徑縮小電動(dòng)機(jī)機(jī)械損耗降低,又會(huì)使電動(dòng)機(jī)溫升進(jìn)一步降低。尤其對于2,4級這樣高轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī),當(dāng)風(fēng)扇外徑縮小14%16%時(shí),通風(fēng)損耗下降20%40%.另外,改變扇葉直徑的同時(shí),要相應(yīng)改變擋風(fēng)板或風(fēng)扇罩尺寸,使它們互相配合的尺寸符合規(guī)定。風(fēng)扇葉與風(fēng)扇罩的間隙不可過大,一般在1015之間,過大會(huì)增大高壓區(qū)回流到低壓區(qū)的漏風(fēng)損耗,同時(shí)要保持扇葉與風(fēng)扇罩之間原有的角度,其作用是使進(jìn)風(fēng)的一部分動(dòng)壓力轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓力而減少損耗。當(dāng)然,我們還可以在溫升許可的范圍內(nèi),為了降低風(fēng)扇的風(fēng)量亦可降低風(fēng)扇的等級來使用。比如8號機(jī)座用的風(fēng)扇經(jīng)過調(diào)整和修整可使用在9號機(jī)座輕載的電動(dòng)機(jī)上,這樣就可使9號機(jī)座輕載的電動(dòng)機(jī)降低機(jī)械損耗,并使溫升提高些來提高電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)。

      (二)減少摩擦以降低機(jī)械損耗

      電動(dòng)機(jī)軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)、噪聲、振動(dòng)、過熱、壽命等因素均與合理選擇潤滑脂有關(guān),目前通常是選用3號鋰基脂為好,可以降低機(jī)械損耗,不過當(dāng)前隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展又出現(xiàn)了許多性能優(yōu)越的潤滑脂,如:國產(chǎn)中小型電動(dòng)機(jī)軸承潤滑脂其性能經(jīng)有關(guān)部門測試達(dá)到日本JIS222080滾動(dòng)軸承潤滑脂的標(biāo)準(zhǔn),接近瑞士SKF65C潤滑脂的水平,含雜質(zhì)極低,價(jià)格與3號鋰基脂相當(dāng)。再有當(dāng)前在市場上出現(xiàn)的美國艾索潤滑脂性能也不錯(cuò)。我們完全可以使用這些性能不錯(cuò)的潤滑脂來改善電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況以降低機(jī)械損耗。做為電動(dòng)機(jī)專業(yè)檢修人員我們還可以在合理選用軸承上下功夫,也可以節(jié)能降耗;既然我們以經(jīng)知道級數(shù)少的電動(dòng)機(jī)機(jī)械損耗大,級數(shù)多的電動(dòng)機(jī)機(jī)械損耗校我們就可以在修理電動(dòng)機(jī)時(shí)有選擇地使用軸承。例如,在高轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)上我們可以使用進(jìn)口軸承或國產(chǎn)高級別的B、C級優(yōu)質(zhì)軸承使損耗降到最校而在低轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)上我們可以使用國產(chǎn)中高級的軸承C、D級,這樣在軸承上我們就可以省下一筆資金,從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

      (三)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)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)的問題我們進(jìn)行討論。

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