第９期 ３６ ２００７年９月 中国氯碱
Ｃｈｉｎａ Ｃｈｌｏｒ—Ａｌｋａｌｉ Ｎｏ．９
Ｓｅｐ．，２００７
三相异步电动机的节能分析 吴子龙，张尊锋 （江苏北方氯碱集团公司，江苏徐州２２１００７）
摘 要：分析了三相异步电动机产生损耗的原因，提出在电压下降至一定程度时，可以达到节能的目 的。在此基础上，对电机智能节电器的节能原理及效果进行了研究分析。 关键词：电动机；节能原理；智能节电器 中图分类号：ＴＭ３４３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—１７８５（２００７１０９—００３６—０２
１ｎ … ｌ●ｎ·●ｌ ｌ · ＥｎｅｒｇＶ ｅｔｌｌｃｉｅｎｃｙ ａｎａｌｙＳｉＳ ０Ｉ ｔｒｉｌ）ｌｅ ａｓｙｎｃ１１ｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔ０ｒ Ｚｉ－ｌｏｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｚｕｎ－ｆｅｎｇ （Ｊｉａｎｇｓｕ Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｌｏｒ－ａｌｋａｌｉ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｕｚｈｏｕ ２２１００７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎｓ ｏｆ ｌｏｓｓ ｏｆ ｔｒｉｐｌｅ ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ ｗｅｒｅ ａｎＭｙｓｅｄ．Ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｗａｓ ｇｏｔ ｂｙ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｒｏｐｐｅｄ ｔｏ ｓｏｍｅ ｅｘｔｅｎｔ，ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｅｆｆｅｃｔｓ ｗｅｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｃ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｏｔｏｒ；ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｅｃｏｎｏｍｉｚｅｒ
１电动机耗能高的原因 三相异步电动机的用电量占全国总用电量的 ６０％以上，研究其节能问题，提高其运行效率对节约 能源有重要的现实意义。 电动机存在的最大问题是高启动电流及它未能 在启动和运行时将电机扭力配合负荷扭力。在启动 时，电机会产生１５０％一２００％的扭力，方可于瞬间将 转速提升至最高速，这样易导致电机受损（见图１）。 在启动的同时，它将耗用高达８倍的标称电流（，ｎ）， 极大地影响了供电电压的稳定性（见图２）。每当电 机满足高转矩要求的负载之后．电机将进入较长时 间的轻负载运行状态，这样都会由于电机绕组磁饱 和而导致电机效率下降。在固定供电电压的情况下， 电机的磁通（又称为励磁电流）是固定不变的，它亦 是电机高能耗的因素之一（占３０％ ５０％）。 ２电动机损耗 由于电动机额定功率因数一般都不会超过０．８， 所以就会产生附加无功损耗。电动机进行无功补偿
辞 ８ｘ（Ｉｎ） （，ｎ）
速度 １００％ 图１ 电机启动时扭力示意图
图２ 电机启动时电流受转速影响示意图
矩
启动电流 速
维普资讯 http://www.cqvip.com 第９期 吴子龙，等：三相异步电动机的节能分析 ３７ 具有增容、节能、提高出力等优点，经济效益显著。它 在运行中不仅消耗有功功率，也需要无功功率，属感 性负荷，因此功率因数较低，一般约为０．７６～０．８９。在 厂负荷中异步电动机所占的比重较大，是厂用系统 的主要无功负荷。降低异步电动机的无功损耗，提高 异步电动机的效率有重要意义。 ３调压节能的原理 在实际应用中，由于选择电动机的容量偏大和 负载的变动使得大部分异步电动机的运行点常偏 离额定点，这时电机的效率和功率因数都很低。调 压节能的基本原理是利用电机轻载时效率低下这 点，通过降低输入电机定子的电压来提高电机 效率。电压降低后，气隙主磁通基本上成正比下降， 即ｏｃＥ１ ｏｃ Ｕ１．电机定子电流中的励磁分量，０也随 之下降，使，０的值随Ｅ１下降的幂次大于１。但下降 而电机负载转矩不变时，则转子电流， ２将上升， ， ２ ｏＣ １／ｏＣ １ １。这些变化对电机损耗的影响如下： 转子铜耗ＰＡｌ ｏＣ， ２２ ｏＣｌ／Ｅ２１，定子铁耗ＰＦｅ ｏＣ２ ｏＣ Ｅ２１。定子电流，１由，２及，０的向量之和构成，电压 下降时，电流，ｌ可以减小，铜耗也相应地减少。但 在某种程度下降时，也会使定子电流增大。机械损 耗一般变化不大，杂散损耗随定、转子电流大小而 变，因而总损耗是否能减少，取决于铁耗、定子铜 耗及转子铜耗三者之间的关系，最重要的是定子 电流能否减少。由于在轻载时，励磁电流占主导地 位，因此在电压下降一定程度上，可以达到节能的目 的。 ４采用电机智能节电器节能分析 电机智能节电器采用最新电机智能可编程软件 固化在微处理器上，通过先进的电子线路对负载电 机进行实时检测与跟踪，实时控制晶闸管（可控硅） 的导通角，百分之一秒以内提供电机最适宜的工作 电压与电流，使电机的输出功率与实时负载刚好匹 配，减低铜损、铁损，改善电机起动、停机性能，达到 节电效果。 ４．１ 节能分析 电机智能节电器采用可控硅准确地控制供给电 机的电压。而可控硅的特性是当被脉冲触发时会迅 速地由“关”状态转为“开”状态，并保持导通直至交 流电的每一半波周期末端流经可控硅的电流下降时 为零才关断，这原理又称为自行换向。 通过控制相电对于半波电压周期过零点的可控 硅导通角，便可控制通过可控硅的电流。当导通触发 点越接近正弦波的尾端时，所容许通过的电流越少，
但当导通触发点越接近正弦波的开始端时，所容许 通过的电流则越大。引用这个原理，将２个可控硅以 反并联方式连接，电机智能节电器便可控制可控硅 的通断，从而准确供给电机实时所需的最适用电压 （见图３）。
辩 速度 １００％ 图３扭力示意图 例如，在起始时段，将每个正弦半波上的触发导 通点作较大的后移，然后经过选定好的时间将触发 导通点逐渐前移，会令供给电机的电压由较低的数 值逐渐增至最大。正因为电机扭力是和供电电压的 平方成正比，所以导致启动扭力以无级方式上升，确 保电机及其负荷可缓冲地起动。 当三相电机于满载或接近满载状态运行时，它 的效率可高达８０％至９２％，如图４所示。当负载率 降至５０％或以下时，电机效率会急速下降。因为电 机生产商需要为电机留有负荷空间及负荷会自然浮 动，所以在一般情况下，很少有电机可时刻以满载或 接近满载状态运行。 １００％
１ｊ｝Ｌ ／，—一‘ 转速
０ ５０％ １００％ 图４满载状态电机效率示意图
在一般定转速电机应用上，电机智能节电器内 置的电机优化软件可为轻负载的电机节省耗电量。 些性能较差的软启动器会容许最大电流量通 过，如同将电机与供电电源接驳，失去应有的节电效 能。但是，每当轻负载的电机被投入最高电压时，它 将会产生多余的励磁电流（见图５）。如果软启动器 可不断检测电机的负荷状况，并应依负荷状况调节 电机的终端电压，便可维持其应有的节电效能。电机
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Ｓｅｐ．，２００７
乙炔清净液的循环回用 余建芳，胡永强，张璐 （杭州电化集团有限公司，浙江杭州３１００５３）
摘 要：乙炔清净液循环回用技术解决了乙炔清净液循环回用中硫、磷等杂质的累积问题和排放水中 硫、磷含量超标的问题。不仅达到安全生产，而且做到清洁生产和水资源循环利用。 关键词：电石；乙炔；清净液；循环；硫磷积累；氯化汞触媒 中图分类号：Ｘ７８１．２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—１７８５（２００７）０９—００３８—０２
Ｃｙｃｌｅ ｒｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｅｔｙｌｅｎｅ ｐｕｒｉｆｙ ｌｉｑｕｉｄ ＹＵＪｉａｎ－ｆａｎｇ，ＨＵ Ｙｏｎｇ－ｑｉａｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｌｕ （Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｃｈｅｍｉｃａｌ Ｇｒｏｕｐ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００５３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｍｐｕｒｉｔｙ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｌｆｕｒ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｉｎ ｐｕｒｉ￣ｌｉｑｕｉｄ ｃｙｃｌｅ ｒｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｅｔｙｌｅｎｅ， ａｎｄ ｏｖｅｒｐｒｏｏｆ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｏｆ ｓｕｌｆｕｒ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｉｎ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ ｗａｔｅｒ ｗｅｒｅ ｓｏｌｖｅｄ ｗｉｔｈ ｐｕｒｉ￣ｌｉｑｕｉｄ ｃｙｃｌｅ ｒｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｓａｆｅ ａｎｄ ｃｌｅａｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｉｎ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｗａｔｅｒ ｒｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｗａｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ， Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃａｌｃｉｕｍ ｃａｒｂｉｄｅ；ｐｕｒｉｆｙ ｌｉｑｕｉｄ；ｃｙｃｌｅ；ｓｕｌｆｕｒ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ；ａｃｅｔｙｌｅｎｅ； ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ ｍｅｒｃｕｒｉｃ ａｃｃｅ１ｅｒａｎｔ
１乙炔清净液的回用 在电石法ＰＶＣ的乙炔发生过程中。由于原料电 石含硫、磷等杂质，产生的粗乙炔气中含有硫化氢、 磷化氢等各种杂质气体，这些杂质会对后工序氯乙 ０ ５０％ １０ｏ％ 负荷 图５负荷损耗示意图 烯合成的氯化汞触媒产生不可逆吸附．破坏其“活性 中心”而加速触媒活性的下降。现ＰＶＣ行业普遍采 用质量分数约Ｏ．１％的次氯酸钠对粗乙炔气进行清 净，清净后的废次氯酸钠因为纯度下降及含硫、磷杂
智能节电器可节省电机的励磁电能及减低负荷性损 失，并在轻负载时提高其功率因数。 ４．２ 电机智能节电器与变频器的主要区别 （１）变频器改变电机的转速，电机智能节电器不 改变电机的转速。 （２）变频器节电率比较高，电机智能节电器节 电率视电机的工况。 ５效果 通过对３７ ｋＷ、２２ ｋＷ破碎机以及１１０ｋＷ破碎 机智能节能的技术改造后的计量分析，节能率分别 为１３．５％、２６．２％和１６．３％。 收稿日期：２００６－０７－１２
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