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電機節(jié)能范文第1篇

>> 以任務(wù)驅(qū)動信息教學走向高效 節(jié)能:高效的步進電機控制算法 高效節(jié)能電機節(jié)能效果分析及推廣前景 掀起高效節(jié)能電機控制技術(shù)新浪潮 變頻調(diào)速系統(tǒng)與高效電機的節(jié)能分析 高效節(jié)能電機行業(yè)將迎來爆發(fā)式增長 高效節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)研究與應(yīng)用 利用集成功率模塊加快電機高效變速驅(qū)動的實現(xiàn) “導入”驅(qū)動高中英語課堂走向高效 節(jié)能：每年能夠節(jié)約上萬億度電的高效電機／控制技術(shù) 關(guān)于高效節(jié)能電機在電廠中的應(yīng)用研究 破解電機節(jié)能難題 飛兆半導體推出業(yè)界首款用于驅(qū)動高效雙相開關(guān)磁阻電機的SPM　產(chǎn)品 節(jié)能產(chǎn)業(yè)走向何方? 守住簡單走向高效 讓課堂走向高效 走出誤區(qū) 走向高效 讓互動走向高效 從熱鬧走向高效 高效驅(qū)動 馳騁未來 常見問題解答 當前所在位置：

關(guān)鍵詞：電機；驅(qū)動；高效；節(jié)能

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.9.001

白電的電機三特征

“節(jié)能，靜音，智能”，這將是未來幾年白色家電產(chǎn)品的主要特性，Spansion公司的發(fā)言人（原富士通半導體微控制器）稱，“技術(shù)創(chuàng)新，加快開發(fā)周期”是目前白色家電廠商產(chǎn)品開發(fā)的主要需求。對于家用電器耗能最大的電機，如空調(diào)、冰箱的壓縮機，洗衣機的電機和風扇的電機，經(jīng)歷了從交流電機到直流無刷電機、永磁同步電機和直驅(qū)電機的演變。節(jié)能、提高能耗比是電機發(fā)展的主要因素；而減少電機的震動噪音，提供舒適、智能的控制等需求提升則推動電機控制器及控制技術(shù)的創(chuàng)新。

作為電機控制器的核心，芯片也經(jīng)歷著從專用芯片（ASIC）到8位、16位及32位通用微控制器（MCU）/數(shù)字信號處理器（DSP）的演變。電機控制算法的提升，不同種類電機的靈活控制，如正弦波矢量控制、閉環(huán)控制和無傳感器控制、高轉(zhuǎn)速電機控制等需要運算處理能力強、頻率高、處理和采樣速度快速的微控制器。

2013年中國白電市場，經(jīng)過前幾年的激勵政策和產(chǎn)品推陳出新，變頻家電已得到市場認可，變頻產(chǎn)品市場份額逐年提升。

電機節(jié)能范文第2篇

The rapid development of social economy and science and technology， in the promotion of socialist modernization construction at the same time， also provides the energy to put forward higher requirements， especially the energy saving control of various electrical equipment. In the construction of a resource-saving and environment-friendly society of today， the strengthening of theresearch on the problem of energy conservation technology and application of variable frequency motor， have very important practical significance.

關(guān)鍵詞：電機；變頻控制；節(jié)能技術(shù)；運用

中圖分類號：TE08 文獻標識碼： A

引言：為貫徹落實國務(wù)院提出的“節(jié)能減排”的重要指示，財政部、國家發(fā)展改革委將組織開展高效電機推廣，將電機系統(tǒng)的節(jié)能問題放在很重要的位置，變頻電機控制節(jié)能也有了廣闊的發(fā)展空間。目前我國電力能源利用效率較低、消耗高、浪費大，電力供應(yīng)形勢嚴峻，發(fā)展變頻節(jié)能電機勢在必行。

1、研究對象（變頻器設(shè)備）簡介

本文以單吸離心式風機為例進行研究，該風機的風量每秒可達83立方米，配套電機的額定電壓為6千伏；額定電流為113安培；額定功率為1000千瓦，其轉(zhuǎn)速可達1500轉(zhuǎn)。該風機所采用的是立式筒帶離心泵，其額定流量大約為每小時900噸，量程為280米左右，配套電機的電壓是6千伏；電機的額定電流是170安培；電機的額定功率是1650千瓦，其額定轉(zhuǎn)速每分鐘可達1500轉(zhuǎn)以上。變頻器設(shè)備的主要組成部分有移相變壓器、控制器、功率單元以及旁路系統(tǒng)等。

實踐中我們可以看到，該系統(tǒng)運行時采用的多是一些工頻電機，出力通常不隨機組改變而發(fā)生任何的變化，該系統(tǒng)運行過程中的用電標準通常都會維持在一個相對較高的水準。近年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化建設(shè)進程的不斷加快，各種能源資源和環(huán)境資源都面臨著嚴峻的考驗和挑戰(zhàn)，因此國家倡導要建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會。根據(jù)這一節(jié)能降耗之號召，為盡可能地減少石化能源的大量消耗，該風機和凝結(jié)水泵電機等機電設(shè)備也開始應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)。目前來看，風機系統(tǒng)中的電機功率一般可達到1600千瓦以上，電機的功率最大亦可達到1000千瓦以上，從類型上看二者皆屬于大功率電機類型，同時也會隨著負荷的不斷變化要進行大幅度的調(diào)整。由此可見，其該風機系統(tǒng)的節(jié)能空間相對較大。

2、電機變頻控制的原理和特點

變頻電機是變頻器驅(qū)動電機的統(tǒng)稱，它采用由變頻感應(yīng)電動機和變頻器組成的控制系統(tǒng)，提高機械自動化程度和生產(chǎn)效率。以交流電機為例，其同步轉(zhuǎn)速可用下式表示：

圖1所示為電機控制原理。通過電機變頻器輸出的不同頻率，可以對交流電機進行調(diào)速。變頻調(diào)速的主要特點是通過變頻器改變輸出頻率和輸出電壓，最終達到對轉(zhuǎn)動負載的精確定量。除此之外，變頻電機還具有以下一些特點：①具備軟啟動和停止功能；②采用電磁設(shè)計，增加了電機電感，從而減少定子和轉(zhuǎn)子的阻值；③滿足反復的啟制動切換，能夠平滑無極調(diào)速，保護功能完善，減少設(shè)備維修；④節(jié)約電能。

3、電機變頻控制節(jié)能性分析

由上述交流電機調(diào)速公式（3）可知，只要改變電源輸入頻率就可以使電機平穩(wěn)變速。而在大型變頻設(shè)備中，在效率低的情況下通過改變電源輸入頻率和輸入電壓，根據(jù)負載要求達到改變輸出功率的目的。對于風機類負載，可以借助流體力學進行耗能分析，風量是轉(zhuǎn)速的一次函數(shù)，風壓是轉(zhuǎn)速的二次函數(shù)，軸功率是轉(zhuǎn)速的三次函數(shù)，可以用以下三個公式表示。

仍以風機為例，隨著輸入流量的減少，電機做減速運動，功率也會按電機速度的三次方減少。假設(shè)輸入流量下降比為80%，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速也會降為原來的80%，此時軸功率下降51%.另外，當轉(zhuǎn)速下降時，電機效率也會相應(yīng)下降，這時由控制裝置等帶來的損耗比例也會增加。圖2所示為風機變頻控制節(jié)能效果。

當系統(tǒng)風流量從Q1下降到Q2時，如果調(diào)節(jié)通風量，則系統(tǒng)阻力變大，系統(tǒng)工作點從A變到B，軸功率P2與BH2，Q20組成的矩形面積成正比；如果使用電機變頻技術(shù)，風機速度由n1變到n2，風壓急劇下降到H3，功率P3（CH3與Q20所組成矩形面積）明顯縮小，降低的功率可表示為ΔP=ΔH×Q2.它與BH2，CH3組成的矩形面積成正比。泵類負載曲線與此相同。通過大量統(tǒng)計得出，風機水泵類電機調(diào)速控制可以節(jié)約大約30%的電能。在傳統(tǒng)的電機拖動中，當電機拖動的負載發(fā)生變化時，一般通過調(diào)節(jié)通電時間占空比來進行調(diào)速。這樣的調(diào)節(jié)雖然很簡單，但是電機會不斷地啟動、制動，而在啟動和制動過程中電機的耗能很大。如果采用變頻技術(shù)來對電機進行調(diào)速，電機轉(zhuǎn)速不但能平滑過渡，而且節(jié)能效果也能在很大程度上得到提高。

4、電機變頻控制的發(fā)展和運用

在傳統(tǒng)的電機控制中，電機運行的驅(qū)動頻率是一個定值，變頻調(diào)速使通過調(diào)節(jié)電機頻率節(jié)約能源成為可能。近年來，隨著電子技術(shù)和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對節(jié)能的要求也在不斷提高，這使得電機的變頻技術(shù)在很大程度上得到了提升，并且其應(yīng)用范圍也越來越廣。

4.1變頻電機的發(fā)展狀況

電機的變頻調(diào)速目前大多使用恒V/F控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低，適用于風機等較大型、且對調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)性能要求不高的地方。變頻電機開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)能滿足一般的平滑調(diào)速需求，但它的靜、動態(tài)性能都很有限。如果需要提高靜、動態(tài)特性，則需要反饋轉(zhuǎn)速進行閉環(huán)調(diào)節(jié)。因此，人們又提出了控制閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率的電機調(diào)速方式。轉(zhuǎn)差頻率控制使用異步電機穩(wěn)態(tài)等效電路和轉(zhuǎn)矩公式來保持磁通恒定，這種方式只有在穩(wěn)態(tài)情況下成立，多用來控制慢速電機。在對轉(zhuǎn)速必須做出快速反應(yīng)的動態(tài)系統(tǒng)中，電機會額外產(chǎn)生比較大的瞬態(tài)電流，使電機的轉(zhuǎn)矩受到很大影響。因此，在動態(tài)過程中控制電動機的轉(zhuǎn)矩是做好動態(tài)控制的關(guān)鍵。

4.2電機變頻控制的應(yīng)用

電機70%的耗能是在風機和泵類負載中，變頻技術(shù)在這類電機控制中的優(yōu)勢更體現(xiàn)出了其重要性。例如，沒有調(diào)速功能的空調(diào)，當溫度低至閾值時風路就被關(guān)掉，但此時電機依然在運行，造成不必要的能量損耗。如果空調(diào)系統(tǒng)采用變頻調(diào)速電機，當溫度降低時就不必關(guān)掉風路，而是降低電機轉(zhuǎn)速，這樣就不會損耗電能?？照{(diào)系統(tǒng)中加入變頻器，可以使系統(tǒng)節(jié)能20%～30%.

另外，在實際應(yīng)用中需要根據(jù)不同的需要選擇大小合適、性能高的電機，減小電機的浮裝容量，防止能量的浪費。同時，在實際應(yīng)用中還要不斷優(yōu)化電機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，盡可能降低額外能量的損失，并選擇導磁性高的材料，比如冷軋硅鋼片等。

結(jié)語：電機變頻設(shè)備投入使用以后，不僅運行狀況良好，調(diào)節(jié)平穩(wěn)，而且其運行的電流也在不斷的下降，可調(diào)范圍更加的寬，因此節(jié)能效果非常的明顯。利用變頻裝置進行調(diào)速，范圍要相對大一些，而且電機轉(zhuǎn)速也比較的穩(wěn)定，動態(tài)響應(yīng)性能較為靈活和高效，對于保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重要的作用。變頻電機在空調(diào)風機和泵類電機拖動中表現(xiàn)出了其節(jié)能、安全易控、無級平滑調(diào)速、高精度控制等顯著特點。隨著我國對節(jié)能環(huán)保投入的不斷增加，電機的變頻控制將會得到更好的發(fā)展。

參考文獻：

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電機節(jié)能范文第3篇

關(guān)鍵詞 感應(yīng)電機；變頻調(diào)速；節(jié)能控制

中圖分類號：TM343 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）20-0074-01

目前，我國電能的合理利用率較低，尤其是在電機使用上，驅(qū)動技術(shù)的落后致使我國電機能耗過高，對緩解我國能源緊張和控制污染十分不利，這一問題也引起了國內(nèi)學界和工程界的關(guān)注，對感應(yīng)電機節(jié)能進行研究有其重要的現(xiàn)實意義，開展感應(yīng)電機節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用，也有其必要性。

1 感應(yīng)電機節(jié)能控制技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀

1）感應(yīng)電機調(diào)速控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀。

感應(yīng)電機調(diào)速控制技術(shù)主要分為滿足一般性能的標量控制與滿足高動態(tài)性能的矢量控制和轉(zhuǎn)矩控制。標量控制又包括轉(zhuǎn)差頻率控制和恒壓頻控制兩種方案，后一種方案是目前最簡單、實用的變頻調(diào)速技術(shù)，這種標量控制方式不必依賴過多的電機參數(shù)，控制算法比較簡單，對控制器硬件也沒有過高的要求，但因動靜態(tài)性能較差，只適用于一般性能的調(diào)速，而高動態(tài)性能的數(shù)控機床、電動機車等伺服系統(tǒng)則要依靠矢量控制技術(shù)，在矢量控制技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的直接轉(zhuǎn)矩控制，免除了矢量變換的復雜計算，更便于實現(xiàn)數(shù)字化。近年來，隨著矢量控制技術(shù)的不斷發(fā)展，又先后出現(xiàn)了無速度傳感器控制、電機的智能控制等技術(shù)，這些技術(shù)在應(yīng)用中逐漸融合在一起[1]。

2）感應(yīng)電機節(jié)能控制運行的發(fā)展趨勢。

在全球能源短缺問題凸顯的大背景下，對感應(yīng)電機節(jié)能進行研究有其重要的社會經(jīng)濟效益，感應(yīng)電機在實際運行中經(jīng)常處于輕載狀態(tài)，鑒于當前比較成熟的控制方法普遍存在只注重算法簡單和電機動態(tài)調(diào)速特性而忽視節(jié)能問題，感應(yīng)電機的運行效率較低。伴隨著變頻裝置應(yīng)用范圍的不斷擴大，優(yōu)化系統(tǒng)效率就顯得越來越重要，這也成為了人們關(guān)注的重要課題?，F(xiàn)階段，對感應(yīng)電機節(jié)能控制運行的進一步研究還存在很多問題有待解決，如提高輕載時變頻調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)效率，就會導致轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)降低；電機負載轉(zhuǎn)矩很難進行在線測量，多數(shù)情況下還需憑借人工完成等，從現(xiàn)存問題能夠看出，感應(yīng)電機節(jié)能控制技術(shù)在今后發(fā)展中勢必會成呈現(xiàn)三大趨勢：搜索控制與最小損耗模型控制的接合，節(jié)能控制相關(guān)技術(shù)兼顧工程實際的發(fā)展，以及各種效率優(yōu)化方法的綜合應(yīng)用[2]。

2 轉(zhuǎn)速控制器的設(shè)計以及感應(yīng)電機節(jié)能運行的控制

1）轉(zhuǎn)速控制器的設(shè)計。

改進和優(yōu)化轉(zhuǎn)速控制器，能夠更好地解決節(jié)能控制中遇到的實際問題，轉(zhuǎn)速控制器的設(shè)計可以從以下三個方面入手。

一是對經(jīng)典轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器進行改進，經(jīng)典轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例環(huán)節(jié)雖然具有調(diào)節(jié)的快速性，即便如此，其卻有著存在靜態(tài)轉(zhuǎn)速偏差的缺陷，雖然能夠通過積分環(huán)節(jié)有效將靜態(tài)轉(zhuǎn)速偏差這一問題解決，但是隨之而來的控制滯后缺陷則又成為了新的難題，要想同時實現(xiàn)消除靜態(tài)轉(zhuǎn)速偏差與調(diào)節(jié)的快速性，就必須對其進行改進，改進措施為：當電機控制系統(tǒng)進行大范圍調(diào)速時，人們可以采取比例環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)的方法來是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的過渡過程加速，進而使轉(zhuǎn)速偏差問題迎刃而解；當電機控制系統(tǒng)進行小范圍調(diào)速或調(diào)速系統(tǒng)受到干擾時，可以采用比例積分調(diào)節(jié)，以有效解決轉(zhuǎn)速偏差問題，與此同時，使調(diào)速精準度變得更高。

二是對滑模轉(zhuǎn)速控制器進行改進，滑模轉(zhuǎn)速控制器的魯棒性較好，精度也比較高，但是滑模開關(guān)函數(shù)在高頻切換時會引起“抖動”，這會影響到控制效果，而將滑模切換的開關(guān)函數(shù)設(shè)計為連續(xù)函數(shù)，就能夠有效降低“抖動”。通常情況下，采用符號函數(shù)進行控制會出現(xiàn)機械高頻抖動和電氣噪聲等情況，其原因是在控制時只考慮了滑模面的可達性，而在符號函數(shù)作用下，不斷的切換就會在一定程度上偏離滑模面，設(shè)計成連續(xù)函數(shù)后，滑模面上的運動是漸進穩(wěn)定的，運動就會不斷趨近原點。

三是基于轉(zhuǎn)差頻率控制的抗干擾控制，對于工況中的內(nèi)擾和外擾能夠通過設(shè)計自抗擾控制器來實現(xiàn)在線補償，對系統(tǒng)進行魯棒性控制。自抗擾控制器由擴張狀態(tài)觀測器、跟蹤微分器以及非線性狀態(tài)誤差反饋控制律三部分構(gòu)成，通過將系統(tǒng)參數(shù)變化統(tǒng)一歸結(jié)為系統(tǒng)的內(nèi)擾和外擾，形成總擾動，再利用觀測補償辦法來解決傳統(tǒng)PID控制器超調(diào)性與快速性之間的矛盾，從而實現(xiàn)控制系統(tǒng)準確而又快速的調(diào)節(jié)[3]。

2）感應(yīng)電機節(jié)能運行的控制。

在對感應(yīng)電機節(jié)能控制技術(shù)分析的基礎(chǔ)上，提出變頻器供電條件下感應(yīng)電機節(jié)能運行的控制技術(shù)和控制方法，感應(yīng)電機節(jié)能運行的控制可以從以下兩個方面入手。

一是基于穩(wěn)態(tài)模型的標量節(jié)能控制，控制方案設(shè)計如下：感應(yīng)電機節(jié)能運行時，轉(zhuǎn)速會隨著電源頻率的近似線性而增大，這時根據(jù)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源頻率就可以實現(xiàn)電機的高效節(jié)能運行，通過調(diào)節(jié)電源電壓就能夠滿足動態(tài)過程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的要求。

二是基于損耗模型的矢量節(jié)能優(yōu)化控制，與標量控制相比，矢量控制算法比較復雜，且對感應(yīng)電機的軟硬件控制要求也比較高，隨著電機控制系統(tǒng)的軟硬件性能以及參數(shù)辨識技術(shù)的不斷提高，通過對鐵耗時矢量節(jié)能控制系統(tǒng)的優(yōu)化來實現(xiàn)電機節(jié)能運行的控制，滿足高動態(tài)性能的調(diào)速場合，如數(shù)控機床、電動機車等。由于感應(yīng)電機在動態(tài)制動過程中會受到變頻器最大電壓和電流的限制，可以通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的限幅控制來實現(xiàn)，可以設(shè)計如下控制方案：將矢量控制與節(jié)能控制有機結(jié)合在一起，通過磁鏈優(yōu)化控制來實現(xiàn)感應(yīng)電機的節(jié)能控制，采用節(jié)能優(yōu)化后的磁鏈進行矢量控制，其效率會有一定的提升，特別是對轉(zhuǎn)速接近于額定轉(zhuǎn)速以及低負載轉(zhuǎn)矩的運行工況效率的提高，效果非常明顯[4]。

3 結(jié)論

綜上所述，變頻器供電下感應(yīng)電機節(jié)能控制技術(shù)的研究是以工程化和產(chǎn)品化為目標，在改進和優(yōu)化轉(zhuǎn)速控制器、加強系統(tǒng)節(jié)能運行的控制的基礎(chǔ)上，還應(yīng)提高節(jié)能控制算法的魯棒性、快速性和實用性，積極推進效率優(yōu)化控制的工程化和產(chǎn)品化。

參考文獻

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電機節(jié)能范文第4篇

1變頻調(diào)速技術(shù)在應(yīng)用中的節(jié)能分析

1.1變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展狀況

在電力生產(chǎn)中，泵與風機類轉(zhuǎn)動設(shè)備應(yīng)用較多，其電能消耗和諸如閥門、擋板相關(guān)設(shè)備的節(jié)流損失以及維護、維修費用占到生產(chǎn)成本的7%~25%。隨著電力體制改革的不斷深入，競價上網(wǎng)的不斷推廣，節(jié)能降耗業(yè)已成為降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和電廠競爭力的重要手段之一。變頻調(diào)速技術(shù)順應(yīng)了工業(yè)生產(chǎn)自動化發(fā)展的要求，開創(chuàng)了一個節(jié)能降耗新時代。變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系，通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù)，電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用一改普通電動機只能以定速方式運行的陳舊模式，使得電動機及其拖動負載在無須任何改動的情況下即可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整轉(zhuǎn)速輸出，從而降低電機功耗達到系統(tǒng)高效運行的目的。目前，變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代電力傳動技術(shù)的一個主要發(fā)展方向。選用變頻系統(tǒng)的同時可通過與dcs的智能接口，實現(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)的自動控制。

1.2變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)能分析

通常在電力生產(chǎn)中最常用的控制手段則是調(diào)節(jié)閥門、風門、擋板開度的大小來調(diào)整泵與風機類轉(zhuǎn)動設(shè)備。這樣，不論生產(chǎn)的需求大小，風機都要按額定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，而運行工況的變化則使得能量以閥門、風門、擋板的節(jié)流損失消耗掉了。在生產(chǎn)過程中，不僅控制精度受到限制，而且還造成大量的能源浪費和設(shè)備損耗。從而導致生產(chǎn)成本增加，設(shè)備使用壽命縮短，設(shè)備維護、維修費用高居不下。風機、泵類設(shè)備多數(shù)采用異步電動機直接驅(qū)動的方式運行，存在啟動電流大、機械沖擊、電氣保護特性差等缺點。不僅影響設(shè)備使用壽命，而且當負載出現(xiàn)機械故障時不能瞬間動作保護設(shè)備，時常出現(xiàn)泵損壞同時電機也被燒毀的現(xiàn)象。近年來，出于節(jié)能的迫切需要和對產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的要求，加之采用變頻調(diào)速器（簡稱變頻器）易操作、免維護、控制精度高，并可以實現(xiàn)高功能化等特點；因而采用變頻器驅(qū)動的方案開始逐步取代風門、擋板、閥門、液偶的控制方案。通過流體力學的基本定律可知：風機、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負載，其轉(zhuǎn)速n與流量q，壓力h以及軸功率p具有如下關(guān)系：q∝n，h∝n2，p∝n3；即，流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。采用變頻調(diào)速技術(shù)改變電機轉(zhuǎn)速的方法，要比采用閥門、擋板調(diào)節(jié)更為節(jié)能經(jīng)濟，設(shè)備運行工況也將得到明顯改善。

1.3與滑差調(diào)速相比

滑差調(diào)速的控制方式比較典型可靠，但其存在著調(diào)速精度差、范圍窄、線性不好、能耗高等缺點，而變頻調(diào)速系統(tǒng)的特點正好克服了傳統(tǒng)滑差調(diào)速系統(tǒng)的不足，具有效率高、無轉(zhuǎn)差損耗、調(diào)速范圍寬、特性硬、精度高、起制動方便靈活、能耗小的特點，既具有交流感應(yīng)電機的長處，又具有直流電機的調(diào)速性能，有非常顯著的可靠節(jié)能效果。與傳統(tǒng)的滑差電機相比變頻調(diào)速系統(tǒng)更有維護量小、啟動電流小、系統(tǒng)功能較為完善、給操作人員提供了便利等優(yōu)勢。

2廣泛應(yīng)用高、低壓變頻技術(shù)

生活水泵、消防水泵、除鹽水泵等采用380v電機的設(shè)備可應(yīng)用低壓變頻技術(shù)進行變頻調(diào)速。采用6kv電機的泵與風機可應(yīng)用高壓變頻技術(shù)，可取得明顯效果。

以大型440t/h級cfb鍋爐發(fā)電機組為例：可設(shè)計安裝多套高壓變頻裝置(如一次風機6kv、1400kw，引風機6kv、1250kw，二次風機6kv、710kw，播煤增壓風機6kv、250kw，凝結(jié)水泵6kv、280kw，給水泵6kv、3400kw，循環(huán)水泵6kv、800kw)?？稍O(shè)計安裝多套低壓變頻裝置(4-6套計量皮帶給料機，5套羅茨風機，1套石灰石加料機，2套冷渣機，2套點火增壓風機，生活水泵、消防水泵、除鹽水泵等水泵，2套點火增壓風機)。當采用以上措施在發(fā)電機組正式投產(chǎn)后，廠用電率可下降到9％以下，可與同類煤粉爐的廠用電率相當，這樣就有效地克服了cpb鍋爐廠用電率高的缺陷。

實踐證明，變頻器用于風機、泵類設(shè)備驅(qū)動控制場合取得了顯著的節(jié)電效果，是一種理想的調(diào)速控制方式。既提高了設(shè)備效率，又滿足了生產(chǎn)工藝要求，并且因此而大大減少了設(shè)備維護、維修費用，還降低了停產(chǎn)周期。直接和間接經(jīng)濟效益十分明顯。

3積極應(yīng)用斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機技術(shù)

近幾年內(nèi)反饋交流調(diào)速電機技術(shù)和控制系統(tǒng)得到快速發(fā)展，產(chǎn)品有大、中容量6kv、10kv電壓等級。斬波內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)利用現(xiàn)代電子技術(shù)，控制電動機轉(zhuǎn)子（繞線式）感應(yīng)電流，從而控制轉(zhuǎn)子輸出轉(zhuǎn)矩，達到調(diào)速目的。與變頻調(diào)速相比，內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)接于電機轉(zhuǎn)子回路，工作電壓低，運行穩(wěn)定可靠，且在低速下仍能保持較高的功率因數(shù)，效率較高；與傳統(tǒng)調(diào)速方法相比，內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)在調(diào)速時不用改變電機接線即可實現(xiàn)平穩(wěn)調(diào)速，不需額外增加開關(guān)，改善開關(guān)運行工況，對高壓電機具有重要意義；內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)利用逆變回路將轉(zhuǎn)子剩余能量反饋回電源系統(tǒng)，不消耗電能，效率特高。斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機系統(tǒng)改變傳統(tǒng)風機、泵類啟動及流量調(diào)節(jié)模式，根據(jù)負荷情況降低流量的同時能夠降低電機輸出功率達到節(jié)能目的，并能實現(xiàn)電機的軟啟動。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速，取代風門、擋板、閥門流量控制。通過傳感器將有關(guān)物理量送入微機監(jiān)控系統(tǒng)還可實現(xiàn)自動調(diào)速，并具有故障記憶知檢功能，能夠大大提高生產(chǎn)自動化管理水平。

通過對采用此種技術(shù)的電廠考察發(fā)現(xiàn)，斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機具有較好的節(jié)能效果，，采用斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機在調(diào)速工況下可節(jié)電40%以上，實際使用證明可明顯減低諸多風機、水泵的廠用耗電量,年節(jié)電顯著。早期設(shè)備元器件質(zhì)量有待提高，曾因元器件燒壞導致系統(tǒng)停運，但調(diào)速系統(tǒng)停運不影響電機正常運行。近期設(shè)備此類事故明顯減少，且該產(chǎn)品售后服務(wù)較好，事故發(fā)生后一天內(nèi)一般都能到達現(xiàn)場無償維修?？偟目磥韮?nèi)反饋交流調(diào)速電機技術(shù)和控制系統(tǒng)具有一定的先進性，有很大的采用價值和顯著的經(jīng)濟效益。

4在系統(tǒng)設(shè)計方面降低廠用電耗

在設(shè)計初期應(yīng)仔細考慮降低廠用電耗方面的工作，cfb鍋爐發(fā)電機組的廠用電水平就可接近煤粉鍋爐發(fā)電機組。在電廠設(shè)計初期設(shè)計單位應(yīng)與鍋爐廠、輔機制造廠以及兄弟設(shè)計院進行廣泛交流，討論諸如輔機容量選擇、系統(tǒng)配置、阻力計算等若干方面的問題，為廠用電的降低打好良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

在風機選型方面進行優(yōu)化。先由鍋爐廠提出一個較準確的阻力計算值（不含任何裕量），最后進行整個煙風系統(tǒng)阻力計算后，統(tǒng)一按《大火規(guī)》考慮其裕量，可避免重復計算裕量后帶來的風機、偶合器及電機等不在高效區(qū)運行的狀況發(fā)生，可有效降低電耗。同時應(yīng)注意《大火規(guī)》中循環(huán)流化床部分風機的流量及壓頭裕量規(guī)定的遠比常規(guī)煤粉爐送、引風機規(guī)定的裕量大的多，應(yīng)進行廣泛調(diào)查合理選擇，以便使風機在高效區(qū)運行。

采用新型可靠的出渣方式。將鍋爐廠習慣配套的風水聯(lián)合流化床冷渣器改為滾筒式冷渣器或鋼帶式冷渣器，渣系統(tǒng)電耗可從330-400kw降至100-200kw，廠用電降低（節(jié)能效果）顯著。

根據(jù)來煤細度決定是否需要粗級破碎，最好設(shè)計一級篩分系統(tǒng)，既保證了鍋爐的粒度要求，又有效地防止了過破碎，還在一定程度上降低了廠用電。

在電廠總體布置上采取措施降低能耗。⑴在爐側(cè)就近布置渣庫，在兩爐之間布置石灰石粉庫，縮短輸送距離，降低電耗；⑵一、二次風機靠近空氣預熱器布置，降低了風道阻力從而降低電耗；⑶灰?guī)觳贾迷趶S區(qū)內(nèi)且距電除塵較近，大大降低氣力除灰系統(tǒng)的電耗。

鍋爐制造廠的鍋爐本體設(shè)計對廠用電的影響較大。在設(shè)備招議標時應(yīng)對比風量、風速等各種參數(shù)的差異并考慮對廠用電的影響。

5結(jié)論

循環(huán)流化床（cfb）鍋爐發(fā)電機組廠用電率高達10-12％，明顯地抵消了cfb鍋爐的諸多優(yōu)勢。廠用電率高的問題已成為制約cfb鍋爐大型化快速發(fā)展的瓶頸。如在設(shè)計上廣泛采用變頻、斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機等高低壓調(diào)速節(jié)能技術(shù)，同時在鍋爐本體設(shè)計、系統(tǒng)配置、輔機選型等方面采取有效措施后，可使cfb鍋爐發(fā)電機組的廠用電率降到接近同類型煤粉爐發(fā)電機組的程度，與采用濕法煙氣脫硫裝置的同類型煤粉爐發(fā)電機組的廠用電水平相當。

參考文獻

1.江蛟.cfb電廠廠用電分析及降低措施.熱機技術(shù).2004-4.

電機節(jié)能范文第5篇

在美國，各項節(jié)能政策是由美國能源部(DOE)、美國環(huán)保署(EPA)和加利福尼亞洲推出的――加州作為世界上第十二大電量消費者，在過去十多年內(nèi)始終將自己定位為美國節(jié)能減排方面的先行者。加州能源委員會(CEC)推出了多項嚴格的立法，大力推廣節(jié)能減排的先進技術(shù)。他們超前的節(jié)能政策常常成為整個美國節(jié)能政策的樣板。

雖然這些政策和強制措施看起來往往妨礙了產(chǎn)品的設(shè)計與推出，但是它們對于推動相關(guān)的技術(shù)革新是必要的催化劑，而這些技術(shù)革新將有助于保持全球的健康與能源供應(yīng)。政府部門始終致力于減少溫室氣體的排放，減少新增發(fā)電裝置的需求，保持足夠的電力供應(yīng)。實現(xiàn)這些目標最有效、最及時的方法就是提高常用家用產(chǎn)品和工業(yè)產(chǎn)品的運行效率。

根據(jù)美國的能源政策和環(huán)保法令，以及歐盟的能源標識指令92/75/EEC，產(chǎn)品銷售商和消費者很容易對比各種設(shè)備的電氣效率，以及其他一些資源的使用情況，例如天然氣和水。這種能源標識能夠表明一種設(shè)備在正常使用方式下將會消耗多少能源。符合EPA能源之星標準的設(shè)備相比標準模式能夠節(jié)省10％～66％的能源和／或水資源。DOE認為，符合能源之星要求的設(shè)備每年能夠節(jié)能20％～30％。

圖1給出了美國家庭每年電能消耗的分布情況。在全球產(chǎn)生的總能耗中大約有57％用于驅(qū)動電動機。在美國，電動機的能耗占總電能消耗的20％。

一般的美國家庭每年大約消耗1.1萬度的電量，花掉1000美元。其中有很大一部分電能用于HVAC系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機、井泵、洗衣機等設(shè)備――每年總共約耗電1000億度。對于這一耗電水平，如果將電機效率僅僅提高5％，那么就會節(jié)省可觀的電量。

多年來，交流感應(yīng)電機(ACIM)一直是大部分家用、商用和工業(yè)應(yīng)用的主要設(shè)備，每臺的平均功率只有幾個馬力。它制造便宜，維護成本低，可靠性好，得到了全球性的普及，在所有已安裝的電機中有90％是感應(yīng)式電機。

隨著新型電機技術(shù)的出現(xiàn)，工程師們有了更多的選擇――雖然這種新型電機還并沒有普及。這些新型電機包括無刷直流電機(BLDC)、開關(guān)磁阻式電機(SR)以及固定式ACIM電機。盡管其中很多電機結(jié)構(gòu)已經(jīng)推出了十幾年，但是現(xiàn)在我們?nèi)钥梢圆捎靡恍└呒壍目刂萍夹g(shù)發(fā)掘這些電機最大的潛能。 大多數(shù)ACIM在75％～90％的額定負載下能夠發(fā)揮最高的效率。對于通常僅使用電機峰值負載的一小部分的應(yīng)用而言，通過在電機負載范圍內(nèi)優(yōu)化效率，每年在節(jié)能方面降低的成本大約相當于該電機/控制器購買價格的一半。據(jù)DOE估計，有44％的工業(yè)用電機的工作負載始終低于其額定負載的40％。目前的智能可變速驅(qū)動(vafiable-speed drives，VSD)技術(shù)能夠根據(jù)應(yīng)用的需求，只在需要的時候提供最大扭矩或速度。

在設(shè)計VSD時，我們必須慎重處理，以防止電機控制器產(chǎn)生不必要的能量損耗，引起較多的熱量散失到電機散熱器、外殼和附近的電路中，從而導致電機的使用成本增加、尺寸增大、壽命縮短。VSD的最大損耗來源于驅(qū)動電機繞組的開關(guān)以及恢復二極管，在開關(guān)關(guān)閉后，恢復二極管在短暫時間內(nèi)將會產(chǎn)生相電流。

三相ACIM和BLDC驅(qū)動器需要6個IGBT或MOSFET驅(qū)動三個電機相位。而對于SR驅(qū)動器，根據(jù)所使用的相位數(shù)，最少只需2個IGBT和二極管。

大多數(shù)線電壓控制器都是基于IGBT而不是MOSFET的，因為IGBT在較高的工作溫度下具有更好的傳導性能。在較低的電壓下，MOSFET是首選器件。在開關(guān)開啟的狀態(tài)下，傳導損耗主要是直流損耗。在開關(guān)開啟和關(guān)閉的過程中都會產(chǎn)生開關(guān)損耗，其大小與開關(guān)頻率成正比。

對于標稱VGE約為15V的驅(qū)動器，設(shè)計者只能通過提供適當?shù)臇烹妷簛砀纳苽鲗p耗。通過選擇采用NPT或場截止技術(shù)(Field-Stop technology)以減少開關(guān)開啟或關(guān)閉損耗的IGBT模塊，降低開關(guān)頻率，和/或選擇合適的驅(qū)動器和電阻以優(yōu)化IGBT的柵極驅(qū)動，我們可以減少開關(guān)損耗。

優(yōu)化柵極驅(qū)動的難點在于需要同時滿足兩個優(yōu)化目標――盡可能降低開關(guān)損耗，同時控制EMI。在集成式電機～控制器模塊中，這一優(yōu)化設(shè)計是固定的，是模塊的一種永久性特征。半導體公司在技術(shù)研發(fā)過程中已經(jīng)投入了大量的精力，確保電氣設(shè)備和工業(yè)機械的制造商只需最小的研發(fā)成本就能夠?qū)崿F(xiàn)高效的電子控制解決方案，同時大大縮短產(chǎn)品的上市時間。飛兆半導體公司推出的智能電源模塊(Smart PowerModule，SPM)就是這樣一個高性價比的例子，它效率高，具有EMI優(yōu)化的驅(qū)動器、二極管和過流保護功能。圖2給出了一種高效驅(qū)動器的簡化線路圖。

可變頻驅(qū)動器(VFD)是最簡單最常見的三相ACIM。這類控制器每千瓦的成本只有幾十美元，已經(jīng)開始應(yīng)用于原先電機驅(qū)動器成效比較低的一些應(yīng)用領(lǐng)域。

采用面向磁場的控制(Field―oriented control，F(xiàn)OC)算法可以使VFD精確控制電機的定子磁場，使得定子磁場總是比轉(zhuǎn)子磁場超前90。，從而實現(xiàn)高效的最佳磁位形。磁通矢量是這種算法的另外一種叫法。通過使用具有交流感應(yīng)電機的VSD，泵類和通風設(shè)備的驅(qū)動器每年可節(jié)省多達50％的能耗。采用VSD之后，我們不必再使用機械式齒輪、皮帶輪、傳動帶之類的硬件設(shè)備了。

BLDC控制器具有梯形調(diào)制和最新的正弦調(diào)制兩種調(diào)制方法。無傳感器算法通過測量導通相位之間未激勵電機繞組上的反電動勢來近似估計轉(zhuǎn)子的位置，采用這種技術(shù)之后，我們就不需要原本為電子換向控制而解析轉(zhuǎn)子方位的磁場霍爾傳感器了。這類器件的普及將會降低無刷電機的成本。

開關(guān)磁阻電機具有極佳的起動扭矩和很高的可靠性，制造方法甚至比ACIM還要簡單。但是，由于人們對這種電機技術(shù)普遍缺乏了解，導致了對它的誤用，使用范圍較小。