三相异步电动机经济运行论文

浅谈三相异步电动机的经济运行

[摘要]论述了三相异步电动机经济运行负载率的确定和分析，提出无功就地补偿，磁性槽泥的应用、运行中三相电压平衡的重要意义以及风冷损耗的降低等节能降耗措施。

[关键词]异步电机无功补偿磁性槽泥电压平衡节能降耗

中图分类号：tm343 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）04-0256-01

三相异步电动机是厂矿企业中应用极为广泛的一种耗电设备，它有容量小，数量大等特点。其中有些电动机存在力率低等问题，因此开展三相异步电动机的经济运行，进行节能降耗，有很大意义。所谓三相异步电动机经济运行，就是电动机在满足所拖动机械运行要求时，以节能和提高综合经济效益为原则，选择电动机的类型，运行方式及功率匹配，使电动机在效率高、损耗低、经济效益最佳的状态下运行。我们主要谈谈几种降低电动机损耗、提高其力率的方法。

1 电动机尽量选择在有功经济负载率附近运行

电动机在机械及动设备时，即将电能转化为机械能时，就存在着损耗。它主要由固定损耗和可变损耗组成。固定损耗包括定、专子和鲷耗，并且可变损耗与负载率的平方成正比，所以每台电动机的负载率对效率不同的。

根据电动机运行：效率η的定义：

η=p2/p1=△p1-△/p1=1-△p/（p2+△p）（1）

式中：

p1“为”电动机的输入功率

p2“为”电动机的输出功率

△p“为”电动机的总损耗，包括固定损耗和可变损耗。

用式（1）计算效率时，作以下三点说明：

（1）以额定电压下的空载损耗p0作为固定损耗，并认为固定损耗不随负载的变化而变化。

（2）以额定电流下的短路损耗pk作为额定负载电流时的可变损耗，并认为可变损耗与负载率的平方成正比，即可变损耗为βpk。

（3）计算p2时用式

p2=βpecosφ

式中：pe“为”电动机的额定功率，β-电动机的负载率cosφ-电动机运行时的功率因数。

虽然上述假设在计算中会产生一些误差，但是在工程上是允许的。因此将式（1）变形得：

由（2）式可见，效率η是负载率β的一个函数：即η=f（β）。这说明电动机的效率随负载率变化而变化。由η=f（β）的数学意义可知，η有最大值，且发生在dη/dβ=0处。故对式（2）微分得：

由式（4）可见，△p%是β的一个函数，即△p%=g（β）。这说明电动机的有功损失宰随负载率变化而变化，由△p%=g（β）的数学意义可知，△p%有最小值，且发生在d（△β%）=0处，故对式

（4）微分得：

由式（2）、（3）、（4）、（5）可见，当电动机的有功负载率为β=√po/pk时，其运行效率最高，而有功损失率最小。因此，我们将β=√po/pk叫做有功经济负载率。在实际工作中，也往往根据这一系数确定电动机的运行状态，来达到节能降耗的目的。

2 采用无功就地补偿减少输送无功电能降低电动机的损耗

通过经路输送给电动机的电流包括两部分，一部分使电动机将电能转化为其他能量，我们称之为有功电流，另外一部分电流使电动机建立交变磁场，我们称之为无功电流。在实际工作中采用无功就地补偿，就是减少输电线路中的无功电流，提高电动机的功率因数来达到降低线损、电动机损耗，提高电动机的运行效率的目的。

为了明确地说明电动机的效率与功率因数的关系，现将式（2）变形为：

由式（6）可见，当cosφ增加时，电动机的效率η也增大；当cosφ降低时，电动机的效率也随之减小。通过式（4）看出，当cos φ降低时，电动机的有功损失率△p%增加。

同时，采用无功就地补偿，提高电动机的功率因数后，还可降低输电线的损耗，提高供电电压的质量。

3 维持三相电压的平衡、降低损耗、提高运行效率

电压波形和平衡性对电动机损耗有影响，波形正弦性畸变率越大，平衡性越差，则电动机损耗越大，效率越低。

当电动机的电源电压不平衡时，电动机内部产生负序磁场，形

成扭转矩，从电机轴上吸收一部分功率，在电机内部消耗。因此在同样转差率下电动机轴上有用的机械功率有所降低。同时，负序磁场在电机转子上引起额外的损耗，致使电机总损耗增加。对中小型三相异步电动机，正电压不平衡率达到3%时、产生的负序电流为额定电流的15—21%，电机的总损耗增加20%左右，电机的效率下降2%。因此gb755—87规定，电动机电源电压波形的正弦性畸变率不超过50%，电压的负序分量不超过正序分量的1%或1.5%，且电压的零序分量不超过正序分量的1%。