普通防爆電機(jī)與永磁同步電機(jī)節(jié)能對(duì)比
發(fā)布日期:2016-07-27
1.永磁同步電機(jī)與異步電機(jī)的效率及功率因素
異步電機(jī)在工作時(shí),轉(zhuǎn)子繞組要從電網(wǎng)吸收部分電能勵(lì)磁,消耗了電網(wǎng)電能,這部分電能最終以電流在轉(zhuǎn)子繞組中發(fā)熱消耗掉,該損耗約占電機(jī)總損耗的20~30%,它使電機(jī)的效率降低。該轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流折算到定子繞組后呈感性電流,使進(jìn)入定子繞組中的電流落后于電網(wǎng)電壓一個(gè)角度,造成電機(jī)的功率因數(shù)降低。另外,從永磁同步電機(jī)與異步電機(jī)的效率及功率因數(shù)曲線(圖1)可以看出,異步電動(dòng)機(jī)在負(fù)載率(=P2/Pn)20%時(shí),其運(yùn)行效率和運(yùn)行功率因數(shù)隨之變化不大,且運(yùn)行效率>80%。
永磁同步電機(jī)與異步電機(jī)的效率和功率因素與負(fù)載率曲線
2.永磁同步電機(jī)與異步電機(jī)的工作溫升
由于異步電機(jī)工作時(shí),轉(zhuǎn)子繞組有電流流動(dòng),而這個(gè)電流完全以熱能的形式消耗掉,所以在轉(zhuǎn)子繞組中將產(chǎn)生大量的熱量,使電機(jī)的溫度升高,影響了電機(jī)的使用壽命。
由于永磁電機(jī)效率高,轉(zhuǎn)子繞組中不存在電阻損耗,定子繞組中較少有或幾乎不存在無功電流,使電機(jī)溫升低,極低的溫升也保證了永磁體的壽命,延長了電機(jī)的使用壽命,在電梯曳引機(jī)的全面應(yīng)用也證明了這一點(diǎn)。
3.永磁同步電機(jī)與異步電機(jī)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響
因異步電機(jī)的功率因數(shù)低,電機(jī)要從電網(wǎng)中吸收大量的無功電流,造成電網(wǎng)、輸變電設(shè)備及發(fā)電設(shè)備中有大量無功電流,進(jìn)而使電網(wǎng)的品質(zhì)因數(shù)下降,加重了電網(wǎng)及輸變電設(shè)備及發(fā)電設(shè)備的負(fù)荷,同時(shí)無功電流在電網(wǎng)、輸變電設(shè)備及發(fā)電設(shè)備中均要消耗部分電能,造成電力電網(wǎng)效率變低,影晌了電能的有效利用。同樣由于異步電機(jī)的效率低,要滿足輸出功率的耍求,勢(shì)必要從電網(wǎng)多吸收電能,進(jìn)一步增加了電兩能量的損失,加重了電網(wǎng)負(fù)荷。
在永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子中無感應(yīng)電流勵(lì)班,電機(jī)的功率因數(shù)高,提高了電網(wǎng)的品質(zhì)因數(shù),使電網(wǎng)中不再需安裝補(bǔ)償器。同時(shí),因永磁電機(jī)的高效率,也節(jié)約了電能
4.永磁同步電機(jī)與異步電機(jī)的節(jié)能計(jì)算公式
當(dāng)電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下的效率有η1提高到η2時(shí),該電動(dòng)機(jī)運(yùn)行一年所節(jié)省的電能ws(kW?h)如下公式:
式中:PN----電動(dòng)機(jī)額定功率(kW);
LF%--電動(dòng)機(jī)運(yùn)行負(fù)載率;
Th----年運(yùn)行時(shí)間(h)。
以22kW-4P電機(jī)額定工況為例,Y系列異步電機(jī)的效率有91.5%,改成高效永磁電機(jī)后效率提高到94.7%時(shí),每年節(jié)約電能:4.09x103 kW.h
注:以上是在額定工況下進(jìn)行計(jì)算,如果在負(fù)載率變化和轉(zhuǎn)速范圍較寬的工況下節(jié)能效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于額定點(diǎn)。
5.總結(jié)
永磁同步電機(jī)與異步電機(jī)相比,具有明顯的優(yōu)勢(shì),它效率高,功率因素高,能力指標(biāo)好,體積小,重量輕,溫升低,技能效果顯著,較好地提高了電網(wǎng)的品質(zhì)因素,充分發(fā)揮了現(xiàn)有電網(wǎng)的容量,節(jié)省了電網(wǎng)的投資,它極大的解決了用電設(shè)備中“大馬拉小車”現(xiàn)象。稀土永磁變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)是高效節(jié)能型空壓機(jī)理想的動(dòng)力選擇。
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