東莞市環(huán)通機(jī)電科技有限公司
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東莞環(huán)通科技有限公司分析了電動機(jī)在使用過程中能量損耗的組成,重點(diǎn)介紹了如何減少電動機(jī)在運(yùn)行中的機(jī)械損耗,達(dá)到節(jié)能增效的目的。
1.異步電動機(jī)能量損耗的組成
(1)銅損耗:定子銅損;轉(zhuǎn)子銅損;雜散損耗。
(2)鐵芯損耗。
(3)機(jī)械損耗:通風(fēng)損耗;摩擦損耗。
從以上列出的異步電動機(jī)能量損耗看,銅損耗和鐵損耗我們在檢修中是不易改變的,它們是由設(shè)計決定的,而機(jī)械損耗是可以改變的。異步電動機(jī)一般來說級數(shù)少的即轉(zhuǎn)數(shù)高的電動機(jī)機(jī)械損耗較大,銅損耗較少;而級數(shù)多的即轉(zhuǎn)數(shù)低的電動機(jī)銅損耗占得比例較機(jī)械損耗就大。所以,我們要降低電動機(jī)的能量損耗就要從減少電動機(jī)的機(jī)械損耗入手解決。
2.減少電動機(jī)機(jī)械損耗的主要方法
減少電動機(jī)機(jī)械損耗主要從以下幾個方面入手解決:
(1)采用高效率的風(fēng)扇(如機(jī)翼型軸流風(fēng)扇)。
(2)調(diào)整風(fēng)罩與扇葉外圓之間的間隙。
(3)輕載電動機(jī)適當(dāng)縮小風(fēng)扇外徑。
(4)采用高質(zhì)量的軸承。
(5)采用優(yōu)質(zhì)潤滑劑。
(6)提高電動機(jī)裝配質(zhì)量。
3.減少電動機(jī)機(jī)械損耗的具體措施
首先,我們來看如何通過改變風(fēng)扇尺寸進(jìn)行節(jié)能,大家都知道電動機(jī)是把電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的設(shè)備,在轉(zhuǎn)換過程中要產(chǎn)生損耗,這些損耗是以熱的形式出現(xiàn)的,它使電動機(jī)發(fā)熱。定制繞組有電流流過后產(chǎn)生銅損耗,經(jīng)槽絕緣材料把熱傳導(dǎo)給定子鐵芯,再由定子鐵芯傳給電機(jī)外殼散發(fā)到空間。轉(zhuǎn)子的熱量是由轉(zhuǎn)子鋁耗及其摩擦產(chǎn)生的,它傳給轉(zhuǎn)子鐵芯和內(nèi)風(fēng)扇表面,靠內(nèi)風(fēng)扇攪拌使熱量散發(fā)在電機(jī)空間,在轉(zhuǎn)給定子鐵芯、端蓋、機(jī)座,定、轉(zhuǎn)子這兩股熱量均由外風(fēng)扇吹散。因此,外風(fēng)扇風(fēng)量的大小是決定電動機(jī)的溫度不能超過其絕緣材料等級所允許溫度的關(guān)鍵。
國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各種絕緣等級的電動機(jī)在額定運(yùn)行條件下的允許溫升,要求電動機(jī)中最熱點(diǎn)溫度不允許超過其絕緣等級的極限溫度,而電機(jī)常用絕緣等級如下表:其中:允許溫升=允許溫度極限—環(huán)境溫度規(guī)定值—熱點(diǎn)溫差繞組的熱點(diǎn)溫差使指當(dāng)電動機(jī)帶額定負(fù)載時,繞組熱點(diǎn)的穩(wěn)定溫度與繞組平均溫度之差。表內(nèi)數(shù)值單位皆為攝氏度
當(dāng)電動機(jī)處于空載或輕載時,電動機(jī)總損耗要比額定時小,而風(fēng)量與電動機(jī)總損耗成正比關(guān)系,所以風(fēng)扇處于“大馬拉小車”(因?yàn)橥L(fēng)損耗與電動機(jī)轉(zhuǎn)速恒定,故通風(fēng)損耗不隨負(fù)載變化,所以這時應(yīng)降低風(fēng)量來減少電動機(jī)的通風(fēng)損耗)。改變風(fēng)扇葉形狀可以降低風(fēng)量,但比較麻煩,不如直接減少外風(fēng)扇葉直徑來降低風(fēng)量更簡單些。我們知道風(fēng)扇本身的機(jī)械損耗按扇葉直徑的4—5次方成比例,而風(fēng)量隨扇葉直徑的平方成正比,所以減少扇葉直徑時,風(fēng)量降低不多,而通風(fēng)損耗卻降低很多。
由于外風(fēng)扇的冷卻風(fēng)量減少,使電動機(jī)溫升上升,但仍能保持電動機(jī)溫升在絕緣等級允許的范圍內(nèi)。同時,我們還要看到由于外扇葉直徑縮小電動機(jī)機(jī)械損耗降低,又會使電動機(jī)溫升進(jìn)一步降低。尤其對于2,4級這樣高轉(zhuǎn)速的電動機(jī),當(dāng)風(fēng)扇外徑縮小14%—16%時,通風(fēng)損耗降低20%—40%。另外,改變扇葉直徑的同時,要相應(yīng)改變擋風(fēng)板或風(fēng)扇罩尺寸,使它們互相配合的尺寸符合規(guī)定。風(fēng)扇葉與風(fēng)扇罩的間隙不可過大,一般在10—15之間,過大會正大高壓區(qū)回流到低壓區(qū)的漏風(fēng)損耗,同時要保持扇葉與風(fēng)扇罩之間的角度,其作用是使進(jìn)風(fēng)的一部分動壓力轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓力而減少損耗。比如8號機(jī)座用的風(fēng)扇經(jīng)過調(diào)整和修整可使用9號機(jī)座輕載的電動機(jī)上,這樣就可使9號機(jī)座輕載的電動機(jī)降低機(jī)械損耗,并使溫升提高些來提高電動機(jī)的效率和功率因數(shù)。
3.1減少摩擦以降低機(jī)械損耗
電動機(jī)軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)、噪聲、震動、過熱、壽命等因素均與合理選擇潤滑脂有關(guān),目前通常是選用3號鋰基脂為好,可以降低機(jī)械損耗,不過當(dāng)前隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展又出現(xiàn)了許多性能優(yōu)越的潤滑脂。我們完全可以使用這些性能不錯的潤滑脂來改善電動機(jī)的運(yùn)行狀況以降低機(jī)械損耗。作為電動機(jī)專業(yè)檢修人員我們還可以在合理選用軸承上下功夫,也可以節(jié)能降耗;既然我們已經(jīng)知道數(shù)少的電動機(jī)機(jī)械損耗大,級數(shù)多的電動機(jī)機(jī)械損耗小。我們就可以在修理電動機(jī)時有選擇的使用軸承。、
3.2提高功率因數(shù)以降低機(jī)械損耗
發(fā)電廠里的轉(zhuǎn)機(jī)拖動設(shè)備95%是交流異步電動機(jī),而交流異步電動機(jī)是低功率因數(shù)的設(shè)備。如果提高其功率因數(shù)的問題我們進(jìn)行討論。
3.2.1合理調(diào)整運(yùn)行設(shè)備,提高功率因數(shù)
在未進(jìn)行人工補(bǔ)償前,應(yīng)考慮對電廠現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行檢查和調(diào)整,使其合理運(yùn)行,從而提高功率因數(shù)。
(1)一般來說電廠內(nèi)的設(shè)備都是配套的無需我們在容量和選型上考慮,只需考慮運(yùn)行中的電機(jī),避免“大馬拉小車“現(xiàn)象,當(dāng)負(fù)載率低于40%時,可以考慮更換小容量的電動機(jī)。當(dāng)負(fù)載率低于30%時,可將三角接線的繞組改為星形接線的與運(yùn)行方式,這樣一來電動機(jī)的效率和功率因數(shù)均有所提高。
(2)對老系列的電動機(jī)如:J0、J02系列的老式電機(jī)進(jìn)行改造或淘汰,更換Y系列的節(jié)能電動機(jī)。
(3)正確使用和維護(hù)電機(jī),注意控制其頻繁啟動(頻繁啟動時功率因數(shù)很低),精心的檢修,在電動機(jī)安裝時調(diào)整好中心線及電機(jī)轉(zhuǎn)、靜子間隙也是必不可少的,因?yàn)闅庀恫痪鶗斐煽蛰d電流增大,功率因數(shù)降低。
3.2.2加裝變頻器,提高功率因數(shù)
使用變頻器進(jìn)行調(diào)速來實(shí)現(xiàn)提高功率因數(shù)的目的,也是常用的節(jié)能方法,即在普通的交流異步電動機(jī)上加裝變頻器,此方法安裝簡單,操作方便,節(jié)能效果顯著
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