2011年山东省能源师培训节能技术第九节(修改后)

节能技术第一章第九节电机系统节能技术一、知识结构（一）概述（二）普通电动机的工作特性（三）常用机械负载的特性（四）风机和泵类负载的节能（五）电动机的经济运行（六）电动机软启动节能技术（七）变频调速节能技术（八）空气压缩机节能技术（九）制冷压缩机节能技术（十）电动机的发展方向二、了解内容电动机的发展方向1.开发研制并推广高效节能电机，如：新型稀土永磁电机、Y3系列、YX3系列电机。2.大力发展电机控制技术，使其向智能化、模块化、网络化、微型化、通用化等方向发展。三、理解要点（一）电动机系统的组成及目前的运行状况我国电机的总装机容量已达5亿多千瓦，年耗电量达1万亿千瓦时以上。约占全国用电量的60%，占工业耗电量的75%左右。0.55～200千瓦的中小型异步电动机约占80%。三、理解要点（二）电动机的分类1.根据工作电源的不同，可将电动机分为交流电动机和直流电动机，其中交流电动机又分为单相电动机和三相电动机，异步电动机和同步电动机。2.按转子结构分类，可将异步电动机分为笼型感应电动机和绕线转子感应电动机。三、理解要点（三）普通电动机的工作特性1.异步电动机的工作特性（1）转速特性；（2）电流特性；（3）转矩特性；（4）功率因数特性；（5）效率特性。空载时电机电流很小，转速接近同步转速，功率因数很低，效率为0。带载时负载上升，电流增大，转速下降，功率因数上升，效率上升。负载接近额定时功率因数最高。P=0.75PN效率最高。2.直流电动机的工作特性（1）转速特性；（2）电流特性；（3）转矩特性；（4）效率特性。3.同步电动机的工作特性（1）电流特性；（2）转矩特性；（3）功率因数特性；（4）效率特性。同步电动机可对供电系统功率因数进行调节三、理解要点三、理解要点（四）常用机械负载的特性1.水泵类负载特性2.风机类负载特性3.恒功率负载特性4.恒转矩负载特性四、掌握重点（一）电动机拖动风机及泵类负载的节能1.选用节能型电动机、风机、泵。2.按正常操作流量的1.1～1.15倍及风压余量不超过10%的要求考虑选用风机。3.选用泵时，在满足所需最大压力的情况下其额定流量为正常操作流量的1.1～1.5倍，扬程余量不超过8%。4.根据负载功率的大小，合理选择电动机的额定功率，使电动机运行时的平均负载率在0.7～1之间，确保电动机高效运行。四、掌握重点5.对负荷基本不变的电动机:若电动机输出功率为P，根据公式选取电动机额定功率。对负荷变化的电动机:先求出负荷变化周期内电动机输出的平均功率P，然后按选取电动机额定功率。PP)45.1~1(e四、掌握重点PP)45.1~1(e四、掌握重点（二）电动机软启动的特点及节能分析1.异步电机硬启动的危害（1）启动电流很大，对电网产生冲击；（2）造成电机损耗增加，影响寿命；（3）对拖动的机械系统造成冲击，影响寿命。2.软启动的特点及节能分析（1）无冲击电流。启动电流从零线性上升至设定值。（2）恒流启动。可以引入电流闭环控制，使电动机在启动过程中保持恒流，确保电动机的平稳启动。（3）可根据负载特性调节启动过程的各种参数，保证电动机处于最佳的启动状态。四、掌握重点四、掌握重点（4）降低了电动机在空载或轻载时的输入电压，提高了功率因数，减少了电动机的损耗和线路损耗（节电）。（5）具有过载、过流、缺相、过热等齐全的保护功能，提高了设备的可靠性。四、掌握重点（三）变频调速节能技术分析通常配置风机、水泵、压缩机时，其额定流量高于需要的实际流量。其次，生产状况改变时对流量的需求也发生变化，因此，需要对流量进行调节。若采用节流调节，会造成能量损失。若采用变频调速来调节流量，可取得较好的节电效果。根据电动机学理论，交流电动机的同步转速为：异步电动机的实际转速总是低于同步转速的，且随着同步转速的变化而变化。在p固定时，电动机的转速正比于电源的频率f。这种通过变频器来改变电源频率实现速度调节的过程称为变频调速。四、掌握重点四、掌握重点以风机为例假设：风机运行时转速为n1，轴功率为P1，通过变频调速，风机转速降低为n2，轴功率降低为P2。那么风机轴功率与转速之间存在下列关系，，即风机两种运行工况下的轴功率之比是转速之比的立方。假设风机转速下降10%，则轴功率下降27.1%。31212)(nnPP四、掌握重点（四）空气压缩机的节能措施（7个方面）1.选用节能型电动机。2.提高传动效率。合理配置电动机与压缩机之间的传动装置，减少机械传动过程中的能量损失。3.减少摩擦损耗。空压机内部的活塞与缸套之间保持良好的润滑。4.减少压力损失和泄漏。四、掌握重点5.提高冷却器的交换热性能。降低冷却水入口温度，提高冷却水流量，及时清除冷却器沉积物，采用软化水等。6.合理设定工作压力。在满足生产要求的前提下，适当降低排气压力可节约电能。7.采用变频调速节能控制。四、掌握重点（五）制冷压缩机的节能措施1.根据实际温度需要选取制冷机型号。2.对运行参数合理控制，适当提高蒸发温度，降低冷凝温度。3.采用就地无功补偿技术，减少线路损耗（电动机供电线路电流减少）。4.采用变频控制技术调节制冷量提高制冷机的制冷系数，有效节约电能。五、计算一台额定功率为37kW的三相异步电动机，输入功率为31.6kW，负载率为70%，求电动机的运行效率。(提示：，)解：（1）（2）PPe=100%PPr=100%PPrkW)(9.253770.0PPe%82%1006.319.25五、计算某台电动机，额定功率为22kW，现轴负载为11kW，试计算电动机的实际负荷系数。（小数点后保留两位数字）解：实际负荷系数：110.5022nPKP