工业电机节能潜力巨大

作者:永利博 发布时间:2020-07-04 13:41

  国家在《“十一五”十大重点节能工程实施意见》(以下简称《实施意见》)中,把电机系统节能工程放在了很重要的位置。实际上,十大重点节能工程中,几乎每一项都和电机节能有关,电动机是一种带共性的终端用能设备。

  《实施意见》针对目前电机运行中存在的浪费电能的严重问题,提出在各行业的电力拖动中大力推广变频调速技术或永磁调速技术。这是完全正确的。因为对于变负荷工况而言,可以做到被拖动设备需要电机出多少力电机就出多少力,真正达到节能目的。

  但在工业生产过程中,有很多被拖动的负荷基本上是稳定的,不需要调速,而且多数工况又是重负荷运行。这时对电机而言主要矛盾是解决如何重负荷起动的问题。为此,目前国内外普遍采用绕线式感应电动机。它的起动方案是在电机转子绕阻回路上通过滑环电刷电缆串接电阻。这是一个很实用的技术方案。但在电机起动运行后,虽然串接的电阻被短接掉了,但强大的转子感应电流仍在滑环电刷电缆中流动,不但浪费了电能,而且使电机的可靠性大大降低,这就是为了获得大的起动转矩所付出的代价。能否将这一起动方案加以彻底的否定,而又达到既节能降耗又使电机长期可靠安全运行呢?答案是肯定的。

  经过多年反复实践,我们研制开发出一种新型电机-变极起动无滑环绕线转子感应电动机。该电机彻底抛掉转子回路上的滑环电刷、电缆、电阻(其外观同鼠笼电机完全一样),采用变极全电压直接起动的技术方案。例如若电机是6极运行(同步转速为1000转/分)则用8极起动(同步转速为750转/分)电机低速起动后自动切换为6极正常运行。起动时间一般为6秒左右。

  新型电机经过一年多的工业运行,其节电效果非常明显。一般情况下,被拖动设备单位能耗的节电率在8%,最低为5%,最高可达10%以上。这是由于生产现场不同,节电效果也就不一样。如果原绕线电机转子上串接的电阻柜距离电机越远(电缆越长),改用新电机后其节能效果越明显。但电阻柜即使距电机十几米远,换用新电机后,其节电效果也只能在5%.若用新电机代替普通绕线电机,一般情况下,只需1年左右的时间用户即可将投资收回。

  我们这里所说的仅是电机本身的节能,实际上由于新电机本身的功率因数可达0.91,因此就不需要外加无功补偿装置(如进相机等),也不需要外加风扇对滑环强制降温。仅此,每小时又可节电10kWh左右(相对于380kW电机而言)。

  由于去掉了滑环电刷,新型电机实际上成了免维护电机,可长期连续安全运行,仅按常规对轴承进行加注黄油保养即可。

  到目前为止,新型电机无论在技术上还是制造工艺上都已非常成熟。容量为90~5000kW的无滑环绕线转子感应电动机都可以制造,380V、6000V、10000V电压等级的新型电机都正在工业运行。实践证明,我们的新型电机完全可以取代现有各种型号规格的普通绕线电机,同规格型号的电机完全可以互换。可以说它是普通YR、JR系列绕线电机的换代产品。若新型电机能在全国各有关单位推广应用,就按最保守的5%节电率来计算,其每年的节电量也是个天文数字。十大重点节能工程实施意见中,要求机电行业研发制造节能型电机,我们研制的YBWR、JBWR系列新型无滑环变极起动绕线转子感应电动机应该属于这种节能型电机。


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