三相异步电动机降压节能技术研究
三相异步电动机的经济运行及其节能技术研究
三相异步电动机的经济运行及其节能技术研究引言电动机是工业生产中使用最广泛的电动设备之一，其经济运行及节能技术的研究具有重要意义。
在电动机中，三相异步电动机是一种常见的电动机，其应用范围广泛，如风力发电、空调、轨道交通等领域。
本文旨在通过调研和分析，探讨三相异步电动机的经济运行及其节能技术研究。
三相异步电动机的经济运行三相异步电动机是一种最常见的电动机类型，在应用过程中，如何实现经济运行是非常重要的。
三相异步电动机在启动时的起动电流较大，会对电网和设备造成一定的冲击，因此一些节能技术应用于三相异步电动机的启动过程对于经济运行具有重要意义。
变频控制技术变频控制技术是一种节能控制技术，可以通过调节电动机的不同电压和频率，可以实现对三相异步电动机启动的控制和调节。
因此，采用变频控制技术可以降低三相异步电动机的启动电流，从而达到增强电动机控制，提高运行效率、节省电能、减轻电磁干扰的效果。
能耗分析技术能耗分析技术是一种用于测量和分析电动机能耗的技术，可以帮助我们准确地分析和估算三相异步电动机在不同使用环境下的能耗变化，从而更好地进行经济运行控制。
通过能耗分析，可以针对三相异步电动机的负荷变化状况，以及启动和运行电流情况作出科学的调整，从而实现更好的经济运行。
三相异步电动机的节能技术研究随着可再生能源的发展和对能源效率的要求日益增加，三相异步电动机的节能技术研究日益重要。
以下是几种常见的三相异步电动机节能技术。
行星齿轮传动技术行星齿轮传动技术是一种能与三相异步电动机相适配的高效传动技术，行星齿轮传动箱可以通过降低齿轮传动的损耗来实现能耗的降低，同时也可以降低传动过程中的噪音和震动。
配套电子控制技术配套电子控制技术是通过使用电子元器件来提高三相异步电动机的电能利用率和性能，为其应用提供有效的控制手段。
通过利用速度控制、负荷控制等技术，可以精确地控制三相异步电动机的工作，提高其效率，实现节能降耗。
集成传感器控制技术集成传感器控制技术是将电动机的各种传感器集成在一起进行控制，能够实现三相异步电动机的智能化控制。
三相异步电动机节能的技术分析
三相异步电动机节能的技术分析【摘要】本文主要阐述了电机节能原理、电机节能存在的主要问题、提高电机运行效率、减少有功损耗等问题。
【关键词】三相异步电动机损耗节能在我国三相异步电动机是应用非常多的一种动力机械，电动机耗能在总电能的消耗中所占的比例较大。
在通常情况下，如果电机能够实现满负荷工作，则效率在百分之八十左右，否则电能的效率会随之下降。
各国对于电机的效率控制都不尽相同，如美国占64.2%，法国占66.7%，而我国电机的效率只有百分之六十。
在选择电机时，要考虑到最大可能负荷和最坏工况所需的功率，因大部分的电机在运行时的负荷都是在百分之五十到百分之六十间的，所以在实际的运行中其效率都是较低的。
由于我国使用的三相异步电动机所消耗的电能每年都在国家总耗能的百分之五十以上，在实际工作中对三相异步电动机实施节能有着重要的意义，提高三相异步电动机的运行效率，对于社会的发展与经济的进步都有着巨大的推动作用。
我国制订了三相异步电动机经济运行的具体标准，作为国家所实施的强制性的标准，以促进整个行业的节能。
在实施过程中，取得了一定的效果，但也存在着较多的问题。
在一些区域、行业中起到了较好的效果，有效的节约了国家能源，但在一些地方在实施过程中，还存在着较多的问题。
本文对三相异步电动机的节能问题进行了分析和探讨。
1 于三相异步电动机的节能原理电机的效率是电机输出功率与输入功率的比值的百分数。
供电机的电能即输入功率并不仅用来驱动电机即输出功率，还有一部分将成为电机固有的损耗。
电机的主要损耗为铜耗和铁损，其中铜耗是由于电流流过电机绕组而产生，与电流的平方成正比；铁损是由于定子和转子铁芯中的磁化电流而产生，与供电电压成正比。
其它损耗很小。
调压节电原理是当负荷下降时，可以适当降低电源电压以减少铁损，电流随之下降也减少了铜损及浪费，此时电机的效率将得到改善。
电机负荷的检测通常采用功率因数法进行：电机负荷大，则它的功率因数大；电机负荷小，则它的功率因数小。
三相异步电动机的经济运行及其节能技术研究
三相异步电动机的经济运行及其节能技术研究三相异步电动机是目前工业中最常见的电动机之一，其能够提供大功率输出的同时，还具有经济可靠、结构简单、维护方便等特点。
然而，在使用过程中，由于其效率较低，会带来一些能源浪费问题。
因此，进行三相异步电动机的经济运行及其节能技术研究，对于工业企业的节能减排具有重要意义。
一、三相异步电动机的经济运行1.正确认识工作条件：合理选择电动机的额定功率和负载率，避免过大或过小的负载，以提高电动机的运行效能。
2.降低电压起动：电动机在起动过程中，电流峰值会超过额定电流，造成启动电力过大。
因此，可以采用变频器、软起动器等设备来降低电压起动，从而降低电机启动时对电网的冲击。
3.功率因数校正：由于三相异步电动机的载荷变化，其功率因数会波动，导致整体系统的电力质量下降。
可以通过加装功率因数补偿装置，来提高电动机的功率因数，从而减少潜在的功率损耗。
4.选择高效电机：根据具体情况，选择高效率的电动机。
例如，根据改进设计、提高材料等方式来减小转子、转子绕组等部件的损耗，从而提高电动机的效率。
二、三相异步电动机的节能技术为了进一步提高三相异步电动机的能源利用率1.变频调速技术：变频调速技术能够将电机的转速与负载相匹配，避免了传统直接启停带来的能耗浪费。
此外，变频器还有提高功率因数、降低谐波、减少电机启动电压等功能，能够降低电机的能源消耗。
2.负载优化控制技术：通过优化负载控制策略，实现电机在工作过程中的最佳工作点。
例如，在流量控制系统中，采用变频器和流量控制器配合的方式，根据实际的流量需求来调整电机的工作状态，从而减少能耗。
3.电机绝缘、轴承等节能改造：根据电机使用情况，对电机的绝缘材料、轴承等部件进行改造，以降低电机的损耗，提高效率。
4.应用先进的控制技术：结合先进的控制算法，如模糊控制、神经网络控制等，优化电机的工作方式，提高其运行效率。
总之，三相异步电动机的经济运行及其节能技术研究对于工业企业来说具有重要的意义。
三相异步电动机降压节能研究及应用
第２ 期
关斌 ， ： 等 三相异步电动机降压节 能研究及应用
・ ３ ７ ・
２ 异步 电动机 的轻载运行 ， 降压节 能运行公 式推导
２ １ 轻 载 降压运 行 的效 率 ．
将式 （） ５代人式（） ３得
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㈤）
由式（） ， ６知 只有当 刀 大于 １ ， 时 轻载降压时 电机的运行效率 才大于额定 电压时的效率 ， 才能
ｕ ｔ ｎ ； ｎ ｒ ｙ ｓ ｖｎ ｓ ｍｅ ｔ ｅ ｅ ｇ ａ ｉｇ
０ 引 言
三相异步电动机一般都是按最大负荷下正常
与电压的平方成正 比。一般说来 ， 在负载率较高
时， 铜损所 占的比率较大 ， 电机 电压下降不会使损
耗下 降， 反而会使 电机发热 ， 当负载率较低时 ， 铁 损所 占的比率要 比铜损大得多 ， 因此降低电压 可
以减少电机的损耗 ， 提高运行效率。而且定子 的 励磁 电流将显著减少， 大大改善 电机运行 的功率
因数 。
工作为条件来选取的 ， 但在实际运行 中， 往往处于
变负载 ， 甚至轻载或空载的状态中运行 ， 造成电动
机功率 因数变小、 率降低、 效 电能浪费严重等后
果， 因而三相异步 电动机变负载的节能非常迫切
维普资讯
第 ２期 ２Ｏ 年 ５ Ｏ６ 月
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三相异步电动机节能的技术分析 王磊
三相异步电动机节能的技术分析王磊摘要：三相异步电动机是广泛使用的一种动力机械，每年的耗电量占我国总耗电量的50%以上。
在满负荷工况条件下，电机的效率一般较高，通常在80%左右；然而，一旦负荷下降，电机的效率便随之显著下降。
因为电机选型时是按最大可能负荷和最坏工况所需的功率而定的，多数电机在大部分运行时间的负荷率都在50%～60%，所以实际运行时的效率都是比较低的。
因此，提高这部分电机的运行效率，有着巨大经济效益和社会效益。
本文阐述了三相异步电动机的工作原理，分析了三相异步电动机技术及措施。
关键词：三相；异步电动机；节能技术；方法三相异步电动机的应用十分广泛，在整个电网中三相异步电动机所消耗电能的比例约占2/3，并且在工业越发达的国家，所占的比例越大。
因此三相异步电动机的节能，对全球经济、工业的发展具有十分重要的意义。
我国也已发布GB18613-2012《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》作为电机能效强制性标准，从源头开始淘汰落后的电机。
三相异步电动机的节能，需要研究者从电机的原理、制造工艺及使用等方面进行深入的探讨研究，从而总结出最经济、简便的方法。
一、三相异步电动机的工作原理该电动机的工作原理是利用旋转磁场和此种旋转磁场借助于感应作用在转子绕组内所产生的感应电流之间相互作用，以产生电磁转矩来实现拖动作用。
相互对称的三相绕组嵌在三相异步电动机定子的铁心上，其中许多导条均匀的嵌在转子的铁心上，利用铜环将导条的两端连接起来，使他们组合成为一个整体。
此时如果三相电源和对称的三相绕组正确的连接好后，在电动机的定子和转子两者之间的空间产生了转速同步的旋转磁场。
因为装备好的在旋转的磁场进行切割，转子上的导条内部必然会产生感应的电动势，根据物理所学的右手螺旋定则，可以判断出当旋转的磁场以逆时针或者是逆时针的方向进行旋转时，判断好转子上半部装嵌的导体产生感应电动势的方向，导体的下半部感应电动势也随之判定出来了。
三相异步电动机的节能技术分析
７ ０・
科 技 论 坛
三相 异步 电动机 的节 能技术分析
常德 宝 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（ 佳 木斯 电机股份有限公 司， 黑龙江 佳木斯 １ ５ ４ ０ ０ ２ ）
摘 要： 经济的发展在很 大程度依 赖 自然资源和能源 ， 但是 ， 由于 自然资源和能源的有限性 ， 因此 ， 节能技术应运而生。节能技术指的 是通过 目前较为先进的科学技 术来避免现阶段 工业发展造成 的不必要的能源和资源的浪 费， 最终实现 节约能源的效果。三相异 步电动机 指 的是在 工业操作 中大量和广泛使 用的一种工具 ， 目前全世界 对于三相异 步电动机的使 用量也逐 渐加 大 ， 在我 国 ， 三相异 步电动机 的耗 电量比重更 大， 一般 占据全 国总耗 电量的 百分之 六十到七十 ， 因此 ， 这 些数据表明 ， 如果我 国可 以相 对降低三相异 步 电动机使 用的耗 电 量， 将会大量降低我 国的能源 消耗量 ， 同时对于构建低碳社会有 着不可 小觑的重大意义。 关键词 ： 三相异 步电动机 ； 耗 能量 大； 节能技 术
现代经济社会的发展带动了科学技术 的进步 ， 目前我 国的工业 三相异步 电动机 的节能技术要点分为几类 ， 其 中对 于硬件 的设 发展 已经达到 了高速发展的程度 ， 给我们 的生活带来 了更多便利 的 计极为重要。 例如 ， 可控硅及移相触发电路部分 ， 这部分基本会使用 同时， 工业 的发展不可避免 的会对现有 的 自然资源和能源产生一定 在接 收控 制板的信号和转变控 制电压 ， 另外， 对 于信号检测板 部分 程度 的破坏 。三相异步电动机是 工业 社会 中常用的电动器械 ， 为我 而 言 ，这一部分主要作用是 接收传感器 的信号 同时做 出相应 的处 国乃至全世界 的工业 发展 都起到 了相 当重要 的作 用 ， 但是 ， 三相异 理 ， 利用信号获取适 当的 电流值和 电压值 ， 借此取得 功率因数 ； 除此 步电动机 的使用 的电量 占用我国每年总耗电量的一半以上 ，所 以， 之外还有单片机控制板部分 ， 这一部分 的作用是接收信号检测板 的 如 果通过节能技术手段来 对三相异步 电动机的耗 电量进 行必要 的 信号 ， 并且 以此来操纵运算产生 的控制信号到移相触发 电路来调节 控制 ， 将大大降低国家电能消耗 。本文将主要讨论三相异 步电动机 取得最 佳功率 因数 ， 不但如此 ， 这一部分还 可以对控制器 上的参数 的节能工作原理和节能技术难题 ， 并针对这些 问题提 出相应 的技术 进行调节 ， 还可 以显示 出控制器 的运行情况 。通过对硬件 的设计 和 措施 。 制作 ， 来获得功率 因数角 ， 使节能技术更加完善。 １三相异步 电动机的节能技术概述 ２ ． ２完善软件设计 １ ． Ｉ 简述三相异 步电动机节能技术 三相异步 电动机 的控制 软件 通常运用 Ｃ ５ １ 语 言编程 ， 这是单 片 三相 异步电动机指 的是 在 目前工业 运行 中常常 被使 用 的一种 机 软件 的主要 编程语 言 ，相 比汇编语言 ， Ｃ ５ １ 语言编程效率高并且 动力机械 ，三相异步 电动机的成本价格很低并且构件非常简易 ， 除 代码维护更加容易。 不但如此 ， 在编程时 ， 程序主要是集合了键盘与 此之外它 的本身 材质十分坚硬 ， 同时耐用性强 ， 通常 在外界条件 十 显示 控制部分 、 串行接 口芯 片驱 动部分 、 信 号采集 以及 实时控制 部 分恶劣 的情况下依然可以稳定工作 ， 因此 目前三相异 步电动机在工 分 。这其 中的串行接 口芯片驱动部分是根据芯片厂商时序 图， 利用 业 领域 中被广泛使用 。 但是三相异步电动机 的耗 电量很大且工作效 单 片机 Ｕ Ｏ 口模拟 串行 口， 从而实现该部分 的读写操作 。但是 信号 率很低 ， 如三相异步 电动机 在处于满负荷 的工作 状态时 ， 其最 大的 采 集和实时控制部分却是以实时时钟为标准 ， 利用采集 电压电流信 工作效率可 以达到百分之八十 ，但若是遭遇负荷降低 的情形时 ， 它 号等来 实现对系统的监控 。利用 Ｐ Ｉ 控制运算法来将采集 的功率因 的工作效率也会相应降低 。因此在选定 电动机时 ， 通常会按照 电动 数 信号来和最优值进行数值 比较 ， 利用 适时发出控制指令来对电动 机的最大负荷 和可能 出现 的最恶劣 的工作环境需要 的功率来 最终 机进行调压 ， 进而达到电动机 的高效运行状态。 确定 ， 但是 ， 这样 的选择也并不理想 ， 大多数电动机在运行时的负荷 ２ ． ３加强系统调试 率仅能够保 持在其负荷率 的一半左 右 ， 所以， 注 意提 高 电动机 的工 在对 系统的调试时 ， 要注 意许 多问题 ， 比如 ， 三相异步 电动机 的 作效率不但 可以降低 电动机 的耗 能量 ，还可 以创造 良好 的经 济效 可控硅 交流调压有时会不够稳定 ，这是 因为 电动机是感性负荷 ， 需 益， 同时创建低碳社会和构建 良好 的生活环境。 要使用半控形式来 进行 ， 按 外三角接法 ， 如果一部 分数据管 吸收 了 １ ． ２探究三相异步电动机节能技术 的工作原理 谐波 ， 那 么需要采取全控形 式 ， 使 用内三角是最佳方案 ； 还有， 对于 理论上 ， 三相异步电动机的工作效率是指电动机在运行时 的输 三相调压移相触发板选择器件 的问题 ， 所需的三个积分电容的电容 出功率 和输入 功率的 比值 的百 分数 ， 因此 ， 可 以得 知 电动机 的输入 值需要保持一致 ， 有 时这些可能会产生差 异 ， 也要保 证误差不 可 以 功率有一部分 不是用来发动 电动机 的 ， 除此之外 ， 还有相 当的一些 超过百分之 一 ， 此外 ， 调制电容 ｃ ７的数值要控制在一定范 围内 ， 同 输入功率在实践 中转化成 了电动机的固定 能量损失 。 三相异步 电动 样 的耦合 电压值 也要保持在相应 的范围 内， 若 取值不合适 ， 会 产生 机的固定能量损失分为两个情况 ， 即铁的消耗以及铜 的消耗 ， 其中， 电路不能长期运行 的情况 。 铜 的消耗是 由于电流经过 电机绕组 的时候消耗 的 ， 它 的损耗量与 电 ３结 论 流 的平方成正比关 系 ； 而铁的损耗则是 由于定子和转子在铁芯 中的 节能技术 的运用对 于三相异 步电动机 的使 用具 有很好 的积极 磁化电流产生的 ， 它的损耗与供电电压成正 比。在三相异步 电动机 意义 ， 由于三相异 步电动机 的耗 电量 比较 大 ， 占用我 国总耗电量 的 的工作负荷时来转变 电压能够适度 的减少 电动机 的耗 能量 ， 这是 由 较大 比重 ， 因此 ， 使用节能技 术对 于提高三相异 步 电动机 的效率有 于 当负荷较 少时 ， 电压也会相应 的降低 ， 而供 电电压 的降低 能够相 着重要 意义 ， 不仅 如此 ， 还 可以建设 低碳社 会 ， 构建 良好 的生 活环 应 的降低铁 的损耗 ； 同理 ， 电流会根据供 电的电压下 降而降低 ， 因此 境 。 本文通过分析 了三相异 步电动机 的节能原理和节能技术存在 的 上文所述的与电流成正 比关系 的铜的损耗也会 降低 。 难点 ， 提 出了三相 异步电动机节能技术 的要点措施 ， 希望 借此给实 １ ． ３ 探究三相异步电动机的节 能技术难点 践 中提高三相异步电动机 的节能水平做 出理论贡献。 三相异步电动机 的节 能技术存在一些难 点 ， 如 电动机功率 因数 参考 文献 角 的检测较 为 困难 ， 理论上来讲 ， 电动机功 率因数角 的获得仅需要 ［ １ ］ 周振 宽， 张庆 国． 三相 异步电动机节能技术分析ｆ Ｊ ］ ． 科技论坛， ２ ０ １ ４ ， ７ 测量 电压和电流过零点获 得的相位差 即可 ， 但是实 践 中， 一些控制 ０） ： ９ ６ － ９ ７ ． 器 因为运用可控硅来调节 电压 ，因此 电流过零 检测不容 易且不 准 【 ２ 】 侯 崇升 ． 单 片机控制 交流异步 电动机 节 电器『 Ｊ １ ． 电气时代 ， ２ ０ １ １ （ ２ ） ： 确； 另外 ， 检测 电压 和电流的有效值成本较 高且对于精 确值 的要 求 ４８— ５ ０ ． 较高， 因为一 般检测会使用模 拟乘法器 ， 这种乘法器 除了本身 电路 【 ３ 】 纪勇． 三相 异步 电动机 降压 节能技 术研 究［ Ｊ 】 ． 科技创 新 导报 ， ２ ０ １ ２ 复杂之外还有价格高的弱点。 （ ５ ） ： １ － ３ ． ２分 析三相异步 电动机的节能技术要点 ２ ． １ 注意硬件设计
三相异步电动机的节能分析
三相异步电动机的节能分析【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%～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（In），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。
三相异步电动机降压节能技术研究
Ｑ ：
Ｓｃｉ ｅｎｃ ｅ ａ Ｔｅｃｈ ｎｄ ｎｏｌ ｏｇｙ ｎ Ｉ ｎｏｖ ｉ Ｈｅｒ ｄ ａｔ ｏｎ ａｌ
研 究 报 告
三相 异 步 电动机 降 压 节能 技 术 研 究
纪 勇
摘 要： 交流异 步电动机也 是 各类 电动机 中应 用曩广 ． 需求量最 大的一 种 。 据统计 ， 全球 每年５ ％电量 都是三 相异 步电机 消耗 的 ， ０ 在我 国， 这个比 例可 以达到６ ％～７ ％。 ０ 因此 ， ０ 研究三相异 步电机的 节能技术 ， 对降低 我 固能耗 ， 实现低碳 环保生活 具有重要的意义 。
２． 优化 电机 本 身设计 节能 １
Ｂ
这 种 节 能 技 术 主 要 是 通 过 改 变 电 机
本 身 构 造 实 现 电 机 的 节 能 ， 化 的 方 法 优 主 要 有 以 下 三 种 ： 变 电 机 结 构 、 变 电 改 改 机 零 部 件 的 制 造 工 艺 、 进 电机 的 制 造 材 改
在 人 们 的 日常 生 活 ， 流 异 步 电 动 机 用 于 恶 劣 的 工 作 环 境 之 中 。 此 ， 流 异 耗 的 ， 我 国 由 于 电 机 节 能 技 术 落 后 ， 交 因 交 而 这 使 用 最 广 泛 的 电 机 。 流 异 步 电 动 机 具 步 电 动 机 也 是 各 类 电 动 机 中 应 用 最 广 、 个 比 例 可 以 达 到 ６ ％～７ ％…。 此 ， 究 交 ０ Ｏ 因 研
Ｃ
料 。 要 目的 是 通 过 优 化 电 机 的 各 类 参 主 数 ， 电 机 制 造 时 ， 用 更 合 理 的 正 弦 绕 在 采
图１三相 交 流调 压器 原 理 图
组 、 转 子 槽 数 、 扇 等 参 数 措 施 来 降 低 定 风
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电机的损耗。 ２ ． ２ 异步电动机变频节能 变频节能技术主要是通过改变电机转 速的方式，通过优化异步电机在不同工作 状 态 下 的 转 速， 实 现 电 机 的 节 能 。 一般是对 驱动电源的电压和频率进行优化，这样使 异步电动机的转速实现平滑地调节，这样 可以实现根据输出量的要求来改变输出功 率来达到节能。 ２ ． ３ 异步电动机降压节能 电机输出的机械损耗与输入的有功 电功率的差值是异步电动机损耗的定义。 而 “铁耗和铜耗” 是三相异步电动机主要 损耗“ ， 铁耗和铜耗” 的损失之和往往占 有电机总损耗的较大比例。 因此，要想实 现电机的节能就一定要减小电机损耗。 而 相关资料统计发现：电机的铜损耗与转 子电流的平方成正比，电子的铁损耗则
2
sm — 最 大 转 矩 所 对 应 的 转 差 率 。 而 sm 可 用 式 （ ９ ）来 表 示 ：
sm =
' cR2 ' ) （９） R + ( X 1σ + cX 2 σ 2 1
：
2
TL = 0.15TN + 0.85(1 − s ) TN （１） 在 式 （ １ ）中 ， TN 代 表 着 异 步 电 动 机 的 额 定转矩，ｓ代表转差率。 ３．１．１ 对于恒负载时的异步电动机节 能分析 适当调整定子端的电压，电机转速变 化量很小。 而 对 于 异 步 电 机 来 说， 输出转矩 与输出的功率关系通常可以采用下式表示
１０ ３５４ ８． ６ ６０． ２ ０． ７５６ ３５６２４
２０ ３６８ ９． ６ ５８． ５ ０． ７８９ ３９８５６
了在不同负载状态下的节能效果。 这里分 别记录了电机在排量２０，４０，６０，１００，１２０， １４５，１８２ 和 ２ ０ ０ m 3 / d 下 不 同 电 压 档 位 的 电 机节能率和节电量，如表２。 从表２可知，本 文设计的调压模块节能效果明显，具有 很好的工程应用前景。 ４ ． ２ 恒定负载 为了验证本文设计的降压节能模块 的可扩展性，即验证该模块可否广泛应 用的恒定负载３８０Ｖ电机之中，本文将调 压模块同样应用在这个单位的风机之中， 这个风机的恒定负载就是为３８０Ｖ，也取 得了较好的节电效果。 本文在排风量为 １ ０ ， ２ ０ ， ３ ０ ， ４ ０ m3 / h 的 工 作 状 态 下 不 同 电 压档位的电机节能率和节电量，如表３所 示。
２００ ９６１ ２． １１ １５． ２ ０． ７９４ １８４８８
２
科技创新导报 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
研 究 报 告
表３ 不同负载下的节能效果
２０１２ ＮＯ．０５ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
β s s = K 2 （１１） m u
因此，当异步电动机端子电压降低 时，相关电机转速也会降低，这使得转差 率ｓ 逐渐增大。 而处于降压工作状态下， 这 样异步电动机的负载率 β 也会相应的降 低，这样可以使异步电机的调压范围也 不断的变大。 因此，无论电机处于什么样 的工作状态，可以降低异步电机的铁耗 和铜耗，也可以降低异步电动机的输出 功率， 提出电机的工作效率。 ３ ． ２ 三相异步电动机降压节能模块设计 本文设计的异步电动机节能模块主要 是对三相异步电机的三相交流电压进行调 节，而本文设计的三相异步电机节能模块 主要功能是用于异步电动机电压的调制。 ３．２．１ 三相交流调压调压电路设计 常见的交流调压电路主要分为以下两 种： 斩 波 式 调 压 电 路 和 相 控 式 调 压 电 路 。 其 中相控式调压电路可以用改变控制角 α 实 现输出电压的变化。 相控式调压电路具有 结构简单， 响 应 速 度 快 的 特 点 。 而斩波调压 电路的主要作用是：将电路的正弦电压改 变成若干个脉冲电压，即利用电路之中的 全控型开关器件实现一个电源周期内的接 通和断开若干次。 这种电路的特点是可以 连续调节异步电机的输出电压，且响应速 度快，这里采用的是相控式调压电路。
［３］
其 中 ： PN — 异 步 电 动 机 的 额 定 功 率 ；
其中： 参 数 有 关，
ηN — 异 步 电 动 机 的 额 定 效 率 ；
β —异步电动机的负载系数。
sm 仅 仅 与 三 相 异 步 电 机 的 相 关 sm 值 不 随 着 异 步 电 机 端 电 压 的
= 2sN sm （１０）
表２ 不同负载下的节能效果
排量 ｍ ／ｈ 最佳档位线电压（Ｖ） 有功功率节电率（％） 无功功率节电率（％） 节能后功率因素 每年综合节电量（ｋＷ． ｈ）
３
２０ ７５９ １４． ２ ５４． ０ ０． ８１３ ７４３６９
４０ ７９７ １０． １ ５１． ６ ０． ７９９ ５９３６２
耗 的 相 应 增 加 的 倍 数 为 1 / K u2 。 因此， 存在 一 个 最 佳 调 压 系 数 K min ， 在 这 个 系 数 下 异 步电动机的总损耗最小。
1 β 2 PN η − 1 − P0 （６） N P0 − Pm
［３］
其中： U1 — 异 步 电 动 机 的 实 际 输 出 电 压 ；
UN —异步电动机的额定工作电压。
TN 2S = N （８） Tmax Sm
而异步电机的铜损可用如下公式表 示 ，具 体 如 式 （ ５ ） 所 示 ：
PCu = PN η − 1 − P0 K （５） N u 1 β
２ 三相异步电机节能技术概述［２］
２ ． １ 优化电机本身设计节能 这种节能技术主要是通过改变电机 本身构造实现电机的节能，优化的方法 主要有以下三种： 改变电机结构、 改变电 机零部件的制造工艺、 改进电机的制造材 料。 主要目的是通过优化电机的各类参 数，在电机制造时，采用更合理的正弦绕 组、 定转子槽数、 风扇等参数措施来降低
K
min
=
4
因此， 异步电动机处于恒转矩负载时， 减少异步电动机的铁耗和铜耗之和就可以 实现降压节能的效果。 ３．１．２ 对于变负载时的异步电动机节 能分析 处于变转矩负载工作状态时，异步电 动机的转速ｎ与阻转矩成正比的关系，因 此， TL 与 ｎ 也 存 在 一 定 的 关 系 。 通常可以用 如 下 公 式 表 示： TL = kn 2 ，在 式 中 ｋ 表 示 为 比 例系数。 而可以用如下式子表示异步电动机实 用 的 电 磁 转 矩 ，具 体 如 式 （ ７ ）所 示 。
变化而变化，因此，可以用式（１０）代表式（８）。
P2 β = P 。 N
由式（３）可知，电 机 处 于 恒 转 矩 负 载 时 ， 输 出 功 率 P2 基 本 上 为 常 量 ， 因 此 ， 负 载 系数 β 通常为一定值。 因此， 如果减少异 步电动机的端电压，则异步电机的铁损
Ｔ２— 异 步 电 动 机 的 输 出 功 率 ； Ｎ—异步电动机的实际转速。 分析式（２）可知，电 动 机 的 输 出 功 率 不 受到转速 ｎ 的影响。 而分析异步电机的工作方式发现：异 步电机的铁耗与电机工作电压的平方是成 正比，而铜损与异步电动机工作电流的平 方成正比。 一 般 来 说， 异 步 电 机 的 铁 损 可 用 如 下 的 公 式 表 示 ［４］： PFe = (P0 − Pm )Ku2 （３） 其 中 ： P0 — 异 步 电 动 机 在 额 定 电 压 时 的 空 载损机 使用最广泛的电机。 交流异步电动机具 有价格低廉、 结构简单、 坚固耐用等特
点，且交流异步电动机还可以广泛的应 用于恶劣的工作环境之中。 因此， 交流异 步电动机也是各类电动机中应用最广、 需求量最大的一种。 根据相关文献统计，
全球每年５ ０ ％电量都是三相异步电机消 耗的，而我国由于电机节能技术落后，这 个 比 例 可 以 达 到 ６ ０ ％ ～ ７ ０ ％ ［１］ 。 因 此，研究 三相异步电机的节能技术，对降低我国 能耗，实现低碳环保生活具有非常重要 的意义。
研 究 报 告
２０１２ ＮＯ．０５ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
科技创新导报
三相异步电动机降压节能技术研究
纪勇 摘 要 ： 交流异步电动机也是各类电动机中应用最广、 需求量最大的一种。 据统计， 全球每年５ ０ ％ 电量都是三相异步电机消耗的， 在我国， 这个比例可以达到６ ０ ％ ～７ ０ ％ 。 因此， 研究三相异步电机的节能技术， 对降低我国能耗， 实现低碳环保生活具有重要的意义。 关键词： 三相异步电机 降压节能 低碳 中图分类号： Ｔ Ｍ ３ ４ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２０１２）０２（ｂ）－０００１－０３
2 ，而异步电机的铜损 耗 的 减 少 倍 数 为 Ku
TN T
max U
其中：三相异步电动机降压后对应的 最 大 电 磁 转 矩 可 以 用 Tmax 来 表 示 。 因此，通 过以上公式推导， 可 以 得 到 下 式：
。
60 P2 （３．２） T2 = 2πn
T 2 = s s T max + m （７） sm s
Pm — 异 步 电 动 机 的 机 械 损 耗 ；
Ku — 异 步 电 动 机 的 调 压 比 。
其 中 Ku 可 用 如 下 公 式 表 示 ， 具 体 如 式 （４）所示。
U1 K u = U （４） N
６０ ７９５ １０ ５１ ０． ８０９ ５７４００
１００ ７９４ ８． ２６ ４９． ５ ０． ８１６ ５３４７５
１２０ ８４５ ８． １６ ４３． １ ０． ８１７ ５１５６０
１４５ ８４３ ７． ５２ ４２． ９ ０． ８３２ ４８４９１
１８２ ８８２ ４． ９８ ３２． ４ ０． ８２２ ３５１５４
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