电机节能范文
时间：2023-03-13 16:05:52
导语：如何才能写好一篇电机节能，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
（1.合肥工业大学 电气及自动化工程学院，安徽 合肥 230009；
2.六安职业技术学院 机电工程学院， 安徽 六安 237158）
摘 要：针对电机在负载较小时运行效率低、资源浪费的问题，详细分析了电机节能的基本原理，基于STC89C51单片机提出了一种功率因数控制方案，通过单片机的控制实现功率因数的调节，进而达到电机节能的设计目的。本文给出了系统工作原理、系统硬件结构以及软件流程，实际的使用和测试表明，本系统对于经常处于负载较轻或者负载经常变化的电机有较好的节能效果，系统的稳定性也满足设计要求。
关键词 ：单片机；电机节能；电流检测；功率因数
中图分类号：TM301文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）03-0137-03
交流异步电机具有结构简单、成本低廉、操作方便、可靠性高等特点，在工业、农业中广泛使用，作为机电设备的重要动力输出装备在各行各业特别是工矿企业中使用。但是在实际的使用过程中，许多电机运行在恒定输出功率之下，无法改变系统的输出功率。这与实际运行环境中负载实时变化的事实是相矛盾的，是一种非常不经济、不环保的运行状态，往往会造成较大的能源浪费，同时还会造成不必要的电机损耗。所以说电机节能系统的研究和推广具有很大的迫切性和必要性。
针对上述情况，本文在详细分析电机能源浪费原因、电机节能控制原理的基础上，基于STC89C51单片机设计了一种功率因数控制方案，该方案通过单片机对电机系统的控制实现了电机功率因数的调节，进而在不同的负载情况下，实现了系统功率的改变，达到电机节能的目的。本文给出了系统的硬件设计、软件流程分析等，并且在实际的工作环境中进行了测试，表明，本系统符合设计要求，工作稳定，对经常处于负载较轻或者负载经常变化的电机有较好的节能效果。
1 电机能源浪费原因分析
交流电机虽然有使用简单、价格低廉、可靠性好的特点，并在工业、农业中广泛使用，但是却有相当一部分交流电机由于各方面的原因处于电能浪费状态并增加了机器的损耗，总结起来，电机造成能源浪费的原因主要有[1]：
（1）大部分电机在实际使用过程中，都采用直接启动方式，不但对电网和动力系统造成冲击，并且超出常规运行电流的大电流启动造成巨大的电能损耗。
（2）在实际的工作环境中，往往在电动机动能配置的时候，会较为片面的追求相对安全的余量，这就会造成电动机容量过大的结果，导致工作中的电动机偏离系统设计的最佳工作状态，使得运行的功率因数降低。
（3）工作环境中，由于成本、管理、人员控制等原因，往往会让电动机采用稳定功率运行，这样在电动机空载、轻载的时候，会造成巨大的额外电能损失。
2 电机节能原理
目前我国电机系统的运行效率与国际水平相比还有较大差距，大概在10%-20%左右，随着国家节能减排的力度加大，电机节能技术也日益受到重视。针对上述电机能量浪费原因的分析，可以通过建立较为完善的实时监控测量系统，对电机的运行参数进行全面你的监控，适时调整电机的输入输出的功率，这样能够使电机按照负载的实际需求进行适当的输入和输出，对功率进行灵活的调节，从而减少系统电能的浪费和消耗。目前较为流行的电机能耗控制方法是功率因数控制阀，此方法通过实时监测电机功率因数角的变化，监测电压，进而进行调整，从而使电机达到最佳运行状态。本方法的特点有[2]：
（1）比较适合恒定功率运行，负载经常变化的电机。
（2）实现电压、电流的同步协动，电机节能效果显著增强。
（3）适用范围较广，适用于大多数三相交流电机，只需要按照功率大小进行分别配置即可。
（4）稳定性和精确性好。
电动机在额定负载的情况下功率因数最高，系统运行状态最佳，但是在空载的情况下，功率因数最低。并且根据电动机工作原理可以分析得知，电动机的负载电流会随着负载大小变化，所以可以将负载电流作为系统检测信号。功率因数越高，有用功占功率总功率的比重越大，系统运行效率更好。所以说，从某种意义上来说，功率因数是衡量电气设备运行效率高低的一个重要系数，功率因数降低，则说明用于无用功的消耗的增加，设备的运行效率在降低。所以在电机节能技术中，往往会把功率因数作为重要的检测指标。提高功率因数的优势主要有以下几个方面：
（1）通过功率因数的提高，减少了电机的损耗，减少和生产成本，提高系统工作效率。
（2）通过功率因数的改善，减少了供电系统中的电压损耗，可以使得电机的供电电压更为稳定，改善了电能质量，减少的电机的磨损，降低了安全隐患。
（3）功率因数的提高可以提高系统的裕度。
在本文设计的系统中，主要通过对正在运行电机的相电压和相电流进行过零检测，计算出功率因数角，通过内控芯片的比对、检测以及处理，在通过脉冲信号触发电流，控制导通角，使电压和电流随负载的变化灵活进行调整，从而真正达到降压节能的目的[3]。
系统设计整体框图如图1所示：
3 系统硬件设计
本文在详细分析电机能源浪费原因、电机节能控制原理的基础上，基于STC89C51单片机设计了一种功率因数控制方案，该方案通过单片机对电机系统的控制实现了电机功率因数的调节，进而在不同的负载情况下，实现了系统功率的改变，达到电机节能的目的。
STC89C51具有指令速度快、稳定性好、在线烧录、编程简单、成本低等原因，非常适合本文设计系统。
功率因数的检测主要是对运行状态电机的相电流和相电压进行检测，在异步电动机中，由于感性负载的存在，所以在电压经过过零点后，往往会有一个延迟角，电流才能过零，这个夹角就是功率因数角。电压过零检测就是把输入的负载电压转换成同一相位的矩形波，通过单片机的输入管脚，送入核心处理器，这个矩形波的下降沿既是脉冲的触发信号，又是单片机的定时器信号。电流过零检测就是把电流信号转换为矩形波，有单片机进行检测和处理。通过对功率因数角的检测，然后通过余弦取值，进而判断功率因数角的大小，推导出系统负载的变化，进而改变晶闸管的导通角[4]，实现电压的调节。电压电流过零检测电路如图2所示，其中电压采样电路如图3所示。通过本采样电路，可以对电机的线电压隔离降压，然后进行整流，达到直流信号再经过滤波、分压后送至单片机的A/D端进行模数转换，可以得到实时的电压值，由单片机进行判断。
电流采样电路如图4所示，通过本采样电路，可以利用三个电流互感器分别检测三相电流，采集的信号通过桥式整流后送入单片机的模数转换接口进行检测，将其与预先设定的数值进行比较，进而判断负载的状态，决定是否触发脉冲，降低系统电压。
在完成系统检测之后，就要进行系统处理和触发，其中晶闸管的触发是通过触发电路实现的，所以说触发电路才是决定系统准确性和可靠性的关键电路，直接影响着系统节能的效率，所以由较高的设计要求。触发电路的脉冲信号必须大于相应晶闸管的触发阈值，同时触发脉冲的幅度和上升沿坡度也会影响触发精度。为保证晶闸管的可靠导通和系统的可靠运行，本系统中的触发电路采用两个三极管组成放大电路[5，6]，系统电路结构如图5所示。
4 系统软件设计
本系统采用模块化的设计思想，以主程序为核心设计子模块，简化和结构设计，运行中通过主程序实现对子模块的调用。主要设计流程如图6所示：
上电后系统先调用初始化子程序，对各个功能模块进行初始化并进行检测，同时对模糊控制算法进行离线处理，把计算得到的模糊控制查询表存入单片机的存储器中，以便节能时查表使用．初始化子程序完成后，进入软起动设定程序，进行软起动初始时间的设定，若不设定，则系统会默认在一个系统周期之内自动进入软启动，启动完成后进入主循环，电压、电流等功能电路对系统进行采样，并将采样信息送入主控制器，后由各子程序进行处理，并进行故障检测。系统每半个周期都要对晶闸管进行一次触发，并且还要完成模数转换、状态显示等功能，所以对实时的要求较高。
5 系统测试分析
在系统设计完成后，需要进行详细的功能测试和性能测试，验证系统设计的正确定。但是由于系统实际条件限制，本系统智能针对实验室异步电机进行测试。系统功能测试结果如表1所示：
系统空载时，电压对功率因数的影响如表2所示：
由上述结果可以看出，电压的降低对于系统空载时的功率因数影响很大，通过功率因数的调节，确实可以达到功率调节的目的。
实验室电机为9KW，本次测试时间为4小时，每个系统状态各一个小时，系统性能测试结果如表3所示：
篇2
关键词：磁性槽楔；电机节能；应用
随着经济的发展和社会的进步，能源问题逐渐凸显出来，尤其对于电力能源来说，我国各个地区都不同程度的出现了电力供应紧张的问题，这就对电机节能技术提出了更高的要求。在电机中采用磁性槽楔能够提升电机效率，对于电力能源的节约有着积极的意义。基于以上，本文简要研究了磁性槽楔在电机节能技术中的应用。
1磁性槽楔应用的必要性
电机在气隙磁通的过程中，降低气隙磁阻能够有效降低磁电流，从而实现电气损耗的降低，实现节能目的。就目前来看，当前电机普遍选用开口槽作为定子槽型，如果采用槽楔采用非导磁材料，则会导致槽楔缺乏导磁率，在这样的状况下，齿槽下的气隙磁阻会产生较大波动，高次齿谐波分量增加，这就给电机带来了较大的损耗，电机效率低下，同时较大的波动也会产生噪声污染。而在电机中采用磁性槽楔则能够有效避免上述问题，磁性槽楔的应用能够将气息磁场分布变得均匀，磁场分布曲线平滑，高次谐波降低，整个电机的温升以及损耗会降低，不仅实现了电机节能目的，同时有效改善了电机噪声污染的问题。
2磁性槽楔在电机节能技术中的作用
随着技术的发展，用户对于电机的节能性要求逐渐提升，各种高效率电机得到了广泛的推广。但受到制造工艺以及电机装配等方面因素的影响，电机损耗的真实值往往与设计值有着一定的偏差，这就导致电机的温升和效率难以达到设计标准。为了提升电机的效率，降低温升，在电机设计中通常会采取更换冲片材料、改变槽型等方式，但这些方式有着成本高、效果不显着的问题，在这样的背景下，磁性槽楔在电机节能技术中的应用逐渐受到重视。磁性槽楔能够有效降低电机空载附加铁耗，空载附加铁耗指的是空载电机空载杂散损耗。铁芯开槽导致的气隙磁导不均匀以及空载磁势空间分布曲线中的谐波都能够在气隙中产生谐波磁场，从而导致空载附加铁耗的产生。谐波磁场相对磁极表面产生运动则会产生涡流损耗，而相对于齿的运动能够产生脉振损耗，采用磁性槽楔能够有效降低卡式系数（卡式系数是衡量电机平稳程度的系数，卡式系数越小，电机运行越平稳，输出能量越高，损耗能量越小，节能效果越好）和平均气隙磁密以及齿内的平均磁密。
3应用试验节能对比
选择两台型号相同、转子系数相同的电机，对其定子槽楔材料进行改变，一台电机使用磁性槽楔，一台电机使用非磁性槽楔，对两台电机的铁耗、空载电流、效率、功率因素以及温升等节能参数进行对比。应用试验对比数据如表1所示。由表1可以清晰的对比出应用磁性槽楔和应用非磁性槽楔电机的节能效果，首先，磁性槽楔能够有效的降低电机铁耗，且降低的幅度十分显著，从而降低电机的整体损耗，实现节能效果；第二，在应用磁性槽楔之后，电机的运行效率得到了有效的提升，从89.65%提升到了91.56%，由此可见，磁性槽楔不仅能够节约能源，还能够提升电机的运行效率，符合节能增效的基本要求；第三，使用磁性槽楔之后，空载电流有所下降，这就降低了电机的实际损耗，有效改善了电机电气性能指标，从而实现节能；第四，从温升上来看，使用磁性槽楔的电机温升降低，这就保证了电机运行的可靠性。
4磁性槽楔在电机节能技术中的应用要点
通过上文中的分析可知，磁性槽楔的应用对于电机节能有着积极的意义，现总结磁性槽楔在电机节能技术中的应用要点如下：①注意转矩下降问题：在应用磁性槽楔过程中，磁性槽楔的导磁性能良好，这会增加定子的漏抗，如果外加电压和频率保持一定，则随着电抗的增加，电机转矩特性会逐渐降低，电机转矩随之下降，在应用的过程中应当注意；②注意磁性槽楔固定问题：在应用磁性槽楔的过程中，很容易出现槽楔固定不牢固而导致脱落的问题，这就对磁性槽楔的制造提出了更高的要求。首先，应当对槽楔的装配间隙进行严格控制，将间隙控制在合理的范围之内，避免槽楔打入困难，同时避免槽楔打入之后出现松动问题。第二，应当在槽楔朝线圈的一面进行刷胶处理，避免槽楔松动。第三，应当对真空压力整浸参数进行控制，保证槽楔的各个接触面都能够渗入油漆，以此来保证磁性槽楔的紧固程度，避免槽楔松动；③注重磁性槽楔的选择问题：在电机节能技术中应用磁性槽楔的过程中，并不是槽楔的导磁效果越好，其节能效果越佳，在选择磁性槽楔的过程中应当保证槽楔导磁性能的合理性，保证槽楔不仅能够提升电机运行效率，同时能够降低电机的损耗，要保证磁性槽楔导磁率的合理。
5结论
综上所述，能源问题是关系到人类社会可持续发展的重要问题，节能意识逐渐深入人心。随着电动机的广泛应用，电机节能技术备受关注，本文简要分析了磁性槽楔在电机节能技术中的应用，阐述了磁性槽楔对于电机节能的作用，并探讨了具体的应用要点，旨在为电机设计实践提供参考。
作者:朱巍 单位:清远市清新区太和供水有限公司
参考文献：
[1]李军丽,胡春雷.磁性槽楔在电机节能技术中的应用[J].中小型电机,2005(02):57-59.
篇3
【关键词】工业缝纫机电脑控制板；单片机；LED显示
本设计是基于单片机设计，通过单片机与电路的合理结合，使工业缝纫机有了更多更完善的功能。单片机系统的硬件结构给予了工业缝纫机系统“身躯”，而单片机的应用程序赋予了其新的“生命”，使其在传统的抢答器面前具有电路简单、成本低、运行可靠等特色。
系统设计主要包括硬件设计和软件设计两大部分，硬件和软件分开设计。硬件设计部分包括电路原理图、合理选择元器件、绘制线路图，然后对硬件进行调试、测试，以达到设计要求。软件设计部分，首先在总体设计中完成系统总框图和各模块的功能分析，拟定详细的工作计划；然后进行具体编程，包括各模块的流程图，选择合适的编程 语言和工具，进行代码设计等；最后是对软件进行调试测试，达到所需功能要求。
在系统设计中，硬件电路是采用结构化系统设计方法，该方法保证设计电路的标准化、模块化。硬件电路的设计最重要的是选择用于控制的单片机，并确定与之配套的芯片，使所设计的系统既经济又高性能。硬件电路设计还包括输入输出接口设计，根据要求选择芯片的型号，绘制电路图进行仿真调试，发现设计不当及时修改，最终达到设计目的。本系统软件设计采用模块化系统设计方法，先编写各个功能模块子程序，然后进行组合与调整，经过调试后，最终达到设计功能要求。
根据设计要求，工业缝纫机电路由单片机控制电路、电源电路、显示电路、键盘电路、程序电路、报警电路等组成。
系统的主控单元由AT89S52及其最小工作系统构成，主要功能是控制系统的总体，是系统的核心，相当于系统的大脑和心脏。以AT89C52芯片作为抢答器控制核心，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。电容起稳定振荡频率、快速起振的作用。晶振频率的典型值为12MHz。本设计中采用内部振荡方式。采用内部振荡方式所得的时钟情号比较稳定，实际应用中使用较多。时钟电路，电容、晶振构成时钟电路。
单片机的时钟电路产生时钟信号，时钟信号用来提供单片机片内各种微操作的时间基准。单片机的复位电路产生复位信号，复位信号使单片机的片内电路初始化，使单片机从一种确定的初态开始运行。AT89C51单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。电容起稳定振荡频率、快速起振的作用，其电容值一般在5-30pF。晶振频率的典型值为12MHz。本设计中采用内部振荡方式。采用内部振荡方式所得的时钟情号比较稳定，实际应用中使用较多。
系统复位是任何单片机系统执行的第一步，使整个控制芯片回到默认的硬件状态下。AT89C51单片机是高电平复位。
在单片机的应用中，人机界面占有相当重要的地位，人机界面主要包括输入和结果显示，而LED显示具有发光率高、使用寿命长、成本低、与单片机接口方便等特点得以广泛应用。本设计中显示采用LED数码管动态显示。LED显示是由发光二极管显示字段的显示器件。LED数码管根据接法不同分为共阴和共阳两类，将多只LED的阴极连在一起即为共阴式，而将多只LED的阳极连在一起即为共阳式。它们的发光原理是一样的。共阳极LED显示的发光二极管阳极接电源。当某个发光二极管的负极低电平时，对应发光二极管亮。
显示器采用的是七段数码显示器。LED数码管动态显示用在多位LED显示中，为了简化电路，降低成本，将所有位的段选线并联在一起，由一个8位I/O口控制（段码控制），而共阴极点或共阳极点分别由另外一组I/O口线控制（位码控制）。由于所有的段选码皆由一个I/O控制，因此，在每个瞬间，每个LED只能显示相同的字符。要想每位显示不动的字符，必须采用扫描显示方式，即在每一瞬间只有某一位显示相应字符，在此瞬间，段选码控制I/O口输出相应字符段码，位选码控制I/O口在该显示位送入选通电平以保证该位显示相应字符。如此轮流，使每位显示该位显示字符，并保持延时一定时间，以造成视觉暂留效果，不断循环送出相应的段选取码、位选码，就可以获得视觉稳定的显示状态。动态扫描的频率有一定的要求，频率太低，LED将出现闪烁现象。。
在硬件电路设计定型后，软件任务也就基本上定下来了。在各执行模块进行定义时，规划好数据结构和数据类型问题。源程序主要包括主程序、键盘子程序、显示子程序、外部中断子程序等。
主程序任务是初始化控制器，包括键盘、显示、外部中断等各初始量，然后循环调用键盘子程序、调用显示子程序。
显示子程序的任务是完成时间、编码、状态等信息显示。
每个键都赋予了特定功能，键盘子程序的功能是扫描键盘（检测是否有键按下），键抖动处理，多键串键处理，确定被按下的键的位置，产生相应的键的代码，键功能执行。
定时中断子程序的任务是完成计时、时间的十六进制到十进制转换。
外中断子程序的任务是接收数据、数据处理，处理数据后送显示缓冲区。
所用元器件封装，常用元器件封装软件中有，有些元器件的封装要根据元器件的结构自己制作。用人工方法设计PCB。PCB绘制好后，将PCB用激光打印机打印到热转印纸上。用一块10cmx20cm的覆铜板，将打印好的热转印纸正面附在覆铜板的带有铜的一面，一起送入热转印机中。覆铜板自然冷却后，撕去热转印纸。用FECL3烂去板子上的其余铜，洗净即可。然后按照焊盘上的孔的大小打孔，涂上松香酒精，电路板制作就完成了。然后按照电原理图，在电路板上插入元器件，再用电烙铁焊接牢固即可。
系统调试包括硬件调试和软件调试，而且两者是密不可分的。我们设计好的硬件电路和软件程序，只有经过联合调试，才能验证其软硬件是否达到技术指标要求，也只有经过调试，才能发现问题并加以解决、完善。
硬件调试：首先检查制版过程中的一些由工艺性造成的失误，比如错线，开路，短路等问题，这些都可直接由电路板上检查获得。再可用万用表检查是否存在电路短路、断路等问题。检查完硬件，确定硬件部分全部正确后进行软件调试。
①电源调试。不加电测试，完成焊接后，用万用表测电源输出端电阻，若阻值很小，说明有短路，检查故障，反之正常。加电测试，通电后，用万用表测电源输出端电压，测得实际输出电压为+5.12V/-5.06V，在要求范围内，输出电压正常，说明电源电路正常。
②单片机基本电路调试。通电测震荡电路、复位电路的电压，AT89C52的31引脚电平。
③显示电路调试。本设计的显示电路使用了共阳数码管。在安装数码管之前要用万用表检测数码管。显示电路调试过程为：确保单片机的管脚与数码管连接正确，编写一段显示程序，检查显示电路正确与否。
④键盘电路调试比较简单，键盘电路比较简单，故调试起来也很容易，确保焊接正确的情况下，只需编写一段测试程序，在仿真器上调试，当按下按键时，观察对应端口的电平状态即可。
⑤无线接收电路及解码电路的调试。通电，按下无线发射电路的按键，用示波器观察无线接收电路及解码电路输出端有无波形输出即可。
软件先在仿真器上调试，确保运作正常之后。调试过程是循序渐进过程，直到各项符合设计要求即可。在本设计中，软件调试主要分四部分：主程序、键盘处理子程序、显示子程序、定时中断子程序、外中断子程序。
显示子程序调试。显示子程序是相对独立的子程序，要显示的数据应放入相应的显示缓冲区中，显示子程序的功能就是把显示缓冲区中数据在对应的位置上显示。编好显示子程序，改变显示缓冲区中数据，调试显示子程序，直到显示正常为止。
定时中断子程序调试。定时中断子程序也是相对独立的子程序，编好显示子程序，在主程序中预置定时数据，开定时中断，在仿真器上调试，观察时间显示器的显示，调试定时中断子程序，直到数据显示正常为止。
参考文献
[1]田淑华.电路基础[M].北京：机械工业出版社，2007.
[2]胡汉章，叶香美.数字电路分析与实践[M].北京：中国电力出版社，2009.
[3]周庆红.PLC原理与应用[M].北京：北京邮电大学出版社，2009.
篇4
【关键词】电机保护控制；节能装置；现状；发展趋势
当今世界各国面临的最大问题就是能源问题，其直接影响一个国家的生存和可持续发展。同时，随着世界经济飞速发展，工业技术水平越来越高，使得人类生存的环境污染越来越严重。在这种情况下，节能环保成为当今世界最关注的焦点话题。作为电机生产企业，要想促进企业发展，就必须顺应时展的需求，实现电机保护控制装置的节能降耗，采用先进的节能降耗技术，并在原有的基础上不断研发新的机电产品，促进电机保护控制节能装置的不断发展和更新，为适应社会生产生活的实际需求提供更大的支持。
1 我国电机保护控制节能装置现状分析
1.1 热继电器
电机保护控制装置中最早是将热继电器作为控制装置，其是由双金属片机械式进行控制的。该种继电器的热感应较好。电机运行会产生大量热，长期运转作业下，其内部热量不断增加，继电器会对电机热量进行监测，当热量达到一定极限值时就会造成金属片弯曲，以此来起到自动保护的作用。总体来说，该种控制装置的控制方式较为简单且反时限性能好，但是功能比较单一，无法对电机出现的通风受阻、长期过载、堵转等问题起到一定的控制和保护作用。同时该种保护装置在电流较大或发生短路等故障后，就无法再次使用，其受环境温度的影响较大。另外，该种保护控制装置的功耗大、性能差、耗材多，无法实现节能的效果。随着时代的进步与发展，电子式电机保护控制逐渐替代了热继电器，促使我国电机保护控制装置得到全面发展。
1.2 温度继电器
作为热继电器控制装置的一种延伸，温度继电器是使用盘式双金属片来制造的，其结果较为简单、保护效果好、可靠性强。它是将电机运行过程中产生的热量转换为温度，在继电器的监测下了解电机的温度变化情况，当温度达到控制值就会自动控制电机内部电流，使电机停止运行。然而，温度上升到一定值后，其散热和降温速度较为缓慢且时间长，所以该种继电器保护控制装置不适用于较大功率的电机。但是在功率较低的电器中，该种继电器保护控制装置的使用较为广泛，如冰箱、电扇、空调等。温度继电器与热继电器的区别在于前者是将热量转换为温度进行监测，而后者是直接对热量进行监测，虽然两者都是在电机运行达到特定的情况时提供保护作用，但是其工作原理却完全不同。
1.3 电子式保护控制节能装置
随着社会经济的高速发展，科学技术水平日新月异，电机保护控制装置逐渐实现了集成化、数字化、自动化及节能降耗等多种功能，其中电子式保护控制节能装置就是一个典型代表。根据其功能差异，可以将电子式保护控制节能装置划分为以下几类，即温度保护、断相保护、多功能保护、智能保护等。
第一，断相保护控制装置，该种装置是工作原理是以三相不平衡为依据，从而实现对电机的保护与节能控制。在实际工作中，其能够对电机运行过程中的电压、电流进行实时监测，一旦出现异常现象，就会自动采取保护控制。虽然该种装置的灵活性较高，但是电机在实际运行过程中的三相不可能随时保持平衡，当电压波动或网络负荷失稳时，就会影响电机运行过程中电压的稳定性，这样继相保护控制装置就会误认为电机出现异常，然后迅速做出制动反应。因此，这种保护控制装置会引起误动且只能依靠监测来判断故障，保护范围小且整体性能水平不高。
第二，多功能保护控制节能装置，该种装置是利用正负序、过电流等对电机实施保护控制。传统的多功能保护控制节能装置采用晶体管电路，而当前则转变为集成电路、厚膜电路，逐步实现了集成化。多功能保护控制节能装置的功能较为广泛，其不仅具备了断相功能，同时还能对电机运行中的负荷、堵转及三相不平衡等提供保护与控制。但是该种保护控制装置仍存在一定的缺陷与不足之处，其对电机产生故障的保护控制范围较小，且对高温、不通风等电机故障无法起到保护控制作用。当前，智能化多功能保护控制节能装置的功能较为广泛，具有触点、漏电保护控制、指示故障及数字显示等功能。
第三，温度保护控制节能装置，该种装置是利用传感器来实现保护控制的，其就是在电机中安装传感器，在电机出现故障时，其绕组温度会升高，当温度达到控制值，传感器会自动采取控制，将温度信号转化为电信号，保护装置接收到电信号后快速做出反应，切断电机主控电源，以此实现保护控制的作用。
第四，智能化保护控制节能装置，该种装置的组成主体为微型处理器，其是利用CPU的多样化功能，能够实现其他保护控制装置可实现及无法实现的功能。智能化保护控制节能装置不仅可以快速处理故障，还能与电机实际设定的参数进行对比分析，当正常值超出时，其会自动进行保护控制，同时自动设定电机实际参数。另外，该种装置可以直接控制电机，达到集中监测控制的效果。由于智能化保护控制节能装置具有功能多、能耗低等优点，所以它是当前电机保护控制中最为理想的一种保护控制及节能装置。
2 我国电机保护控制节能装置的发展趋势
首先，在理论知识与技术开发和应用方面，结合当前科学技术发展形势和高新技术理论研究状况，采用计算机仿真技术，建立电机故障模型，引入谐波、相位量、阻抗量等，提高电机故障检测的敏感性。同时，在技术应用的基础上，加强各种理论研究，从而提高电机保护控制装置的精确度和灵活度，这样有利于电机保护控制装置在节能降耗方面的发展。
其次，要想推动电机保护控制节能装置的发展，加大技术创新是关键，只有依靠过硬的技术手段和方法，并以全新的理论为基础，将其与新的软硬件设施相结合，使各种新的检测手段在电机运行中得到应用，并利用微处理对故障进行分析、判断、比较，这样可以明确故障类型及严重程度。与此同时，不仅可以实现对电机的保护控制，还能对实现电机故障的预测、预防及应急处理等功能。
最后，将电机与保护控制节能装置配套，这样可以解决用户在选择保护控制节能装置上的难题，提高电机质量等级和商家信誉度，提高电机使用寿命。就当前发展形势来看，实现电机与保护控制节能装置的配套是未来发展的必然趋势，也将进一步推动我国电机保护控制节能技术的发展和创新，为实现节能降耗奠定良好的基础。
3 结语
总之，当前我国电机保护控制节能装置因诸多因素的影响还或多或少存在一些理论、技术及其他方面的缺陷与不足之处。针对这种情况，电机厂家和保护控制装置厂商需进行深入研究和多种形式的合作，促进我国电机保护控制装置的完善化、合理化及高效化，提高电机保护控制装置的节能降耗效果，以此实现社会效益和经济效益的双赢，为推动和实现现代化建设和创建节约型社会做出应用的贡献。
参考文献：
[1]段军伟，姚定宇.浅谈智能电机保护和控制装置的应用及发展方向[J].大观周刊，2012（9）.
[2]王欢，孙向瑞.高压异步电机轻载节能装置的研究[J].电气传动，2010（9）.
篇5
关键词：磁性槽楔；电机节能；应用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.185
0 前言
随着经济的发展和社会的进步，能源问题逐渐凸显出来，尤其对于电力能源来说，我国各个地区都不同程度的出现了电力供应紧张的问题，这就对电机节能技术提出了更高的要求。在电机中采用磁性槽楔能够提升电机效率，对于电力能源的节约有着积极的意义。基于以上，本文简要研究了磁性槽楔在电机节能技术中的应用。
1 磁性槽楔应用的必要性
电机在气隙磁通的过程中，降低气隙磁阻能够有效降低磁电流，从而实现电气损耗的降低，实现节能目的。就目前来看，当前电机普遍选用开口槽作为定子槽型，如果采用槽楔采用非导磁材料，则会导致槽楔缺乏导磁率，在这样的状况下，齿槽下的气隙磁阻会产生较大波动，高次齿谐波分量增加，这就给电机带来了较大的损耗，电机效率低下，同时较大的波动也会产生噪声污染。而在电机中采用磁性槽楔则能够有效避免上述问题，磁性槽楔的应用能够将气息磁场分布变得均匀，磁场分布曲线平滑，高次谐波降低，整个电机的温升以及损耗会降低，不仅实现了电机节能目的，同时有效改善了电机噪声污染的问题。
2 磁性槽楔在电机节能技术中的作用
随着技术的发展，用户对于电机的节能性要求逐渐提升，各种高效率电机得到了广泛的推广。但受到制造工艺以及电机装配等方面因素的影响，电机损耗的真实值往往与设计值有着一定的偏差，这就导致电机的温升和效率难以达到设计标准。为了提升电机的效率，降低温升，在电机设计中通常会采取更换冲片材料、改变槽型等方式，但这些方式有着成本高、效果不显着的问题，在这样的背景下，磁性槽楔在电机节能技术中的应用逐渐受到重视。
磁性槽楔能够有效降低电机空载附加铁耗，空载附加铁耗指的是空载电机空载杂散损耗。铁芯开槽导致的气隙磁导不均匀以及空载磁势空间分布曲线中的谐波都能够在气隙中产生谐波磁场，从而导致空载附加铁耗的产生。谐波磁场相对磁极表面产生运动则会产生涡流损耗，而相对于齿的运动能够产生脉振损耗，采用磁性槽楔能够有效降低卡式系数（卡式系数是衡量电机平稳程度的系数，卡式系数越小，电机运行越平稳，输出能量越高，损耗能量越小，节能效果越好）和平均气隙磁密以及齿内的平均磁密。
3 应用试验节能对比
选择两台型号相同、转子系数相同的电机，对其定子槽楔材料进行改变，一台电机使用磁性槽楔，一台电机使用非磁性槽楔，对两台电机的铁耗、空载电流、效率、功率因素以及温升等节能参数进行对比。应用试验对比数据如表1所示。
由表1可以清晰的对比出应用磁性槽楔和应用非磁性槽楔电机的节能效果，首先，磁性槽楔能够有效的降低电机铁耗，且降低的幅度十分显著，从而降低电机的整体损耗，实现节能效果；第二，在应用磁性槽楔之后，电机的运行效率得到了有效的提升，从89.65%提升到了91.56%，由此可见，磁性槽楔不仅能够节约能源，还能够提升电机的运行效率，符合节能增效的基本要求；第三，使用磁性槽楔之后，空载电流有所下降，这就降低了电机的实际损耗，有效改善了电机电气性能指标，从而实现节能；第四，从温升上来看，使用磁性槽楔的电机温升降低，这就保证了电机运行的可靠性。
4 磁性槽楔在电机节能技术中的应用要点
通过上文中的分析可知，磁性槽楔的应用对于电机节能有着积极的意义，现总结磁性槽楔在电机节能技术中的应用要点如下：①注意转矩下降问题：在应用磁性槽楔过程中，磁性槽楔的导磁性能良好，这会增加定子的漏抗，如果外加电压和频率保持一定，则随着电抗的增加，电机转矩特性会逐渐降低，电机转矩随之下降，在应用的过程中应当注意；②注意磁性槽楔固定问题：在应用磁性槽楔的过程中，很容易出现槽楔固定不牢固而导致脱落的问题，这就对磁性槽楔的制造提出了更高的要求。首先，应当对槽楔的装配间隙进行严格控制，将间隙控制在合理的范围之内，避免槽楔打入困难，同时避免槽楔打入之后出现松动问题。第二，应当在槽楔朝线圈的一面进行刷胶处理，避免槽楔松动。第三，应当对真空压力整浸参数进行控制，保证槽楔的各个接触面都能够渗入油漆，以此来保证磁性槽楔的紧固程度，避免槽楔松动；③注重磁性槽楔的选择问题：在电机节能技术中应用磁性槽楔的过程中，并不是槽楔的导磁效果越好，其节能效果越佳，在选择磁性槽楔的过程中应当保证槽楔导磁性能的合理性，保证槽楔不仅能够提升电机运行效率，同时能够降低电机的损耗，要保证磁性槽楔导磁率的合理。
5 结论
综上所述，能源问题是关系到人类社会可持续发展的重要问题，节能意识逐渐深入人心。随着电动机的广泛应用，电机节能技术备受关注，本文简要分析了磁性槽楔在电机节能技术中的应用，阐述了磁性槽楔对于电机节能的作用，并探讨了具体的应用要点，旨在为电机设计实践提供参考。
参考文献：
[1]李军丽，胡春雷.磁性槽楔在电机节能技术中的应用[J].中小型电机，2005（02）：57-59.
篇6
关键词 电机节能变频器
中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）041-150-01
电动机是一种将电能转化成机械能的设备，应用量多、使用范围广的高耗能动力设备。在工业生产中据统计，我国的总装机容量约为4亿千瓦，年耗电量约为6000亿kwh，约占工业用电的70%—80%。我国以中小型电机为主，约占80%，而中小型电机耗损的电量却占总损耗量的90%。电机在我国的实际应用中，同国外相比差距很大，机组效率为75%，比国外低10%；系统运行效率为30%—40%，比国际先进水平低20%—30%。因此在我国中小型电机具有极大的节能潜力，推行电机节能势在必行。
1 电动机的工作原理
三相异步电动机定子铁芯上按一定的规律均匀布置着三组绕组，接通三相电源时定子绕组中产生旋转磁场，磁场切割转子导条，导条中产生感应电动势，在感应电动势的作用下，闭合导条中就会产生感应电流，旋转磁极的磁场对该电流作用，产生电磁力，转子便产生电磁转矩，顺着旋转磁极方向转动起来。当转子速度和旋转磁场速度相同时，导条不发生相对切割，而没有力的作用，导致永远赶不上旋转磁场速度而叫异步电动机。三相异步电动机运行平稳，可靠，结构简单，结实耐用，便于制造，价格低廉等优点使之广泛应用于各个领域。
单相异步电机一般有两副或四副绕组，通过电容移相，把相位相差90°，从而产生脉动磁场，使电动机转子旋转起来，但与同容量的三相电动机相比较，体积较大，运行性能差，效率低。因此，只制造成小功率系列。
2 变频调速的工作原理
变频器是将固定频率的交流电变换成频率连续可调的交流电，由三相交流电动机转速公式n=（1-s）60f/p可知，调节电动机转差率s和磁极对数p和改变频率f，一个量或者多个量变化时，电动机转速也随之变化。
2.1 调节转差率调速
1）给异步电动机转子引入其他电动势来调节异步电动机的转速称为串级调速，引入电动势的方向与转子电动势不同或相同，但频率相同，通过改变引入电动势的大小可改变异步电动机的转速。2）给绕线异步电动机的转子串联电阻来调节异步电动机的转速，引入电阻越大，转速越低。上述两种方法没有改变同步转速，只改变转差率，原因在转子回路的电流发生了变化，从而使电动机转子转矩发生改变而引起电动机转速的变化。3）给电动机的电源电压发生改变，同步转速没有改变，但电动机转矩因电压的降低而降低，使得电动机转速而降低。
2.2 改变磁极对数调速
磁极对数的改变直接使电动机的转速发生改变，但电动机的磁极对数只能是正整数，所以不能无级调速。
2.3 改变频率调速
通过改变电动机电源的频率使电动机的转速发生改变。由上述都可以使电动机的转速发生改变，转差率调速一般会有效率低、发热、平滑性差等缺点，而变频调速恰好可以改变这些，使得电动机效率高、性能好、无级变速等。
3 变频调速的特点
1）保护功能完善。具有过载、过流、过电压和欠电压等功能，在这些保护中，保证负载在正常情况下避免出现故障而引起的电能浪费。
2）控制功能简单。具有面板、外部两方面整体控制，正反转、多段速、外部信号给定等，使其操作简单，效率提升。
3）参数设置多样化。加减速、制动、频率跳变、程序运行等，从根本上调节启动电流，启动转矩等，减少对电网的冲击，能量的浪费。
4）控制方式多样。
①U/f控制，在实现调频的同时改变电压，这样，在不损坏电动机的情况下，利用铁芯发挥转矩的能力，补偿电压的大小可调节，便可应用于不同负载。②矢量控制，该控制使电动机有很硬的机械特性，有很好的动态响应。
4 变频器调速的经济效益
我国经济持续高速增长了25年。党的十六大提出2020年全面建成小康社会的目标，要求GDP年均增长7.2%，这在世界工业化国家中是前所未有的，是人类历史上空前的社会实践。2005年，国内生产总值已达到182321亿元，经济总量已达到22 500亿美元（按汇率），占世界第四位，国内生产总值、工业增加值、固定资产投资都在高速增长，但在增长的同时也要减少损失，通过变频调速系统后，节能效果使经济效益得到全面提高。
4.1 故障率的减少提高经济效益
在直流系统中，调速性能好，但故障多。1）每次在加工中零件的损失。2）修理过程中耽搁的时间造成的损失。3）本身修理的损失等。
4.2 设备寿命的延长提高经济效益
1）有些设备全速运行时阻矩大，摩损严重，使用变频调速后，运行平稳，磨损大大减少，寿命延长。2）在电动机直接启动和停止过程中，设备冲击大而使寿命减少，变频调速后启动停止过程得到改善而使寿命延长。3）在水力管网中，水泵直接控制而导致水锤效应减少水泵和管网的寿命，变频的恒压控制使压力变化平稳而提高寿命。
4.3 质量的提升提高的经济效益
1）变频器无极调速能使质量提升。2）接受反馈能使质量提升。3）检测的准确是质量提升。
节能是我国的基本国策其中之一。经济的发展离不开能源，能源的紧缺是世界性问题。
近20年来变频调速的发展，普及应用大约10年的时间，在这期间，变频调速在节能中发挥着重要的作用，已成为交流电动机调速必不可少的控制方式，所以节能贯穿于以后的经济生活当中，如轧钢、纺织、空调、洗衣机等，在各个领域都得到广泛应用。
篇7
关键词：异步电动机 软起动 节能运行 智能马达优化控制器。
1 前 言
目前在工矿企业中使用着大量的交流异步电动机（包括380V/660V低压电动机和3KV/6KV中压电动机），有相当多的异步电动机及其拖动系统还处于非经济运行的状态，白白地浪费掉大量的电能。究其原因，大致是由以下几种情况造成的：
①由于大部分电机采用直接起动方式，除了造成对电网及拖动系统的冲击和事故之外，8~10倍的起动电流造成巨大的能量损耗。
②在进行电动机容量选配时，往往片面追求大的安全余量，且层层加码，结果使电动机容量过大，造成“大马拉小车”的现象，导致电动机偏离最佳工况点，运行效率和功率因数降低。
③从电动机拖动的生产机械自身的运行经济性考虑，往往要求电力拖动系统具有变压、变速调节能力，若用定速定压拖动，势必造成大量的额外电能损失。
电动机的非经济运行情况，早已引起国家有关部门的重视，并分别于1990年和1995年制定和修定了一个强制性的国家标准：《三相异步电动机经济运行》（GB12497-1995）。希望依此来规范三相异步电动机的经济运行，国标的对低压电动机的经济运行起了很大的促进作用，但对中压电动机则收效甚微。其原因是：
（1）中压电动机一般容量较大，一旦发生故障，其影响也大，因此对节电措施的可靠性的要求就更高；
（2）中压电动机节电措施受电力电子功率器件耐压水平的限制，节电产品的开发在技术上难度更大一些。
到目前为上，国内尚无成型的中压电动机软起动和节电运行的产品面市。
2 异步电动机的软起动
由于工业生产机械的不断更新和发展，对电动机的起动性能提出了越来越高的要求，归纳起来有以下几个方面：
①要求电动机有足够大的，并且能平稳提升的起动转矩和符合要求的机械特性曲线；
②尽可能小的起动电流；
③起动设备尽可能简单、经济、可靠，起动操作方便；
④起动过程中的功率消耗应尽可能的少。根据以上相互矛盾的要求和电网的实际情况，通常采用的起动方式有两种：一种是在额定电压下的直接起动方式，另一种是降压起动方式。
2.1 直接起动的危害
直接起动是最简单的起动方式，起动时通过闸刀或接触器将电动机直接接到电网上。直接起动的优点是起动设备简单，起动速度快。但是直接起动的危害很大；
①电网冲击：过大的起动电流（空载起动电流可达额定电流的4~7倍，带载起动时可达8~10倍或更大），会造成电网电压下降，影响其他用电设备的正常运行，还可能使欠压保护动作，造成设备的有害跳闸。同时过大的起动电流会使电机绕组发热，从而加速绝缘老化，影响电机寿命。
②机械冲击：过大的冲击转矩往往造成电动机转子笼条、端环断裂和定子端部绕组绝缘磨损，导致击穿烧机；转轴扭曲，联轴节、传动齿轮损伤和皮带撕裂等。
③对生产机械造成冲击：起动过程中的压力突变往往造成泵系统管道、阀门的损伤，缩短使用寿命；影响传动精度，甚至影响正常的过程控制。
所有这些都给设备的安全可靠运行带来威胁，同时也造成过大的起动能量损耗，尤其当频繁起停时更是如此。因此对电动机直接起动有以下限制条件：
①生产机械是否允许拖动电动机直接起动，这是先决条件；
②电动机的容量应不大于供电变压器容量的10~15%；
③起动过程中的电压降U应不大于额定电压的15%。对于中、大功率的电动机一般都不允许直接起动，而要求采用一定的起动设备，方可完成正常的起动工作。
2.2 老式降压起动方式的适用场合及性能比较：
降压起动的目的是减小起动电流，但它同时也使起动转矩下降了。对于重载起动，带有大的峰值负载的生产机械，就不能用这种方式起动。传统的降压起动有以下几种方法：
（1）星形/三角形转换器：这种方法适用于正常运行时定子绕组采用接法的电动机。定子有六个接头引出，接到转换开关上，起动时采用星形接法，起动完毕后再切换成接法。起动电压为220V，运行电压为380V。这种起动设备的优点是起动设备简单，起动过程中消耗能量少。缺点是有二次电流冲击，设备故障率高，需要经常维护，所以不宜使用在频繁起动的设备上。在转换过程中，由于瞬变电势和电动机剩磁产生的电势往往与电源电压有相位差，严重时会产生电压相加，引起过大的冲击电流和电磁转矩，因此大大地限制了它的使 用。由于起动电压为运行电压的 ，故其起动转矩为额定转矩的1/3，只能用在空载或轻载（负载率小于1/3）起动的设备。在电动机轻载或空载运行时，也可利用该起动设备作降压运行，以提高电动机的功率因数和效率。
（2）自耦变压器降压起动：三相自耦变压器（也称补偿器）高压边接电网，低压边接电动机，一般有几个分接头，可选择不同的电压比，相对于不同起动转矩的负载。在电动机起动后再将其切除。其优点是起动电压可以选择，如0.65、0.8或0.9UN，以适应不同负载的要求。缺点是体积大，重量重，且要消耗较多有色金属，故障率高，维修费用高。
(3) 磁控软起动器：磁控软起动器是利用控磁限幅调压的原理，在电动机起动过程中电压可由一个较低的值平滑地上升到全压，使电动机轴上的转矩匀速增加，起动特性变软，并可实现软停车。但其起控电压在200V左右，用户不可调整，会有较大的电流冲击，且体积较大。
(4) 对于高压电机，可在定子线路中串联电抗器或水电阻实现降压起动，待起动完成后再将其切除。但电抗器成本高，水电阻损耗又大。
(5) 对于绕线式异步电动机，可在转子绕组串接频敏变阻器或水电阻实现起动，待起动完成后再将其切除。但频敏变阻器成本高，而水电阻损耗又大。其他还有延边三角形起动，定子串电阻起动等方法。
值得指出的是：尽管各种老式降压起动方法各有其优缺点，但它们有一个共同的优点：就是没有谐波污染。
2.3 新型的电子式软起动器
随着电力电子技术和微机控制技术的发展，国内外相继开发出一系列电子式起动控制设备，用于异步电动机的起动控制，以取代传统的降压起动设备。新型的电子式软起动器的主回路一般都采用晶闸管调压电路，调压电路由六只晶闸管两两反向并联组成，串接于电动机的三相供电线路上。当起动器的微机控制系统接到起动指令后，便进行有关的计算，输出晶闸管的触发信号，通过控制晶闸管的异通角β，使起动器按所设计的模式调节输出电压，以控制电动机的起动过程。当起动过程完成后，一般起动器将旁路接触器吸合，短路掉所有的晶闸管，使电动机直接投入电网运行，以避免不必要的电能损耗。
所谓“软起动”，实际上就是按照预先设定的控制模式进行的降压起动过程。目前的软起动器一般有以下几种起动方式：
(1) 限流软起动：限流起动顾名思义就是在电动机的起动过程中限制其起动电流不超过某一设定值（Im）的软起动方式。主要用在轻载起动的负载的降压起动，其输出电压从零开始迅速增长，直到其输出电流达到预先设定的电流限值Im，然后在保持输出电流I
这种起动方式的优点是起动电流小，且可按需要调整，（起动电流的限值Im必须根据电动机的起动转矩来设定，Im设置过小，将会使起动失败或烧毁电机。）对电网电压影响小。其缺点是在起动时难以知道起动压降，不能充分利用压降空间，损失起动转矩，起 动时间相对较长。
(2) 电压钭坡起动：输出电压由小到大钭坡线性上升，将传统的降压起动变有级为无级，主要用在重载起动。它的缺点是起动转矩小，且转矩特性呈抛物线型上升对起动不利，且起动时间长，对电机不利。改进的方法是采用双钭坡起动：输出电压先迅速升至U1，U1为电动机起动所需的最小转矩所对应的电压值，然后按设定的速率逐渐升压，直至达到额定电压。初始电压及电压上升率可根据负载特性调整。这种起动方式的特点是起动电流相对较大，但起动时间相对较短，适用于重载起动的电机。
(3) 转矩控制起动：主要用在重载起动，它是按电动机的起动转矩线性上升的规律控制输出电压，它的优点是起动平滑、柔性好，对拖动系统有利，同时减少对电网的冲击，是最优的重载起动方式。它的缺点是起动时间较长。
(4) 转矩加突跳控制起动与转矩控制起动一样也是用在重载起动的场合。所不同的是在起动的瞬间用突跳转矩，克服拖动系统的静转矩，然后转矩平滑上升，可缩短起动时间。但是，突跳会给电网发送尖脉冲，干扰其它负荷，使用时应特别注意。
(5) 电压控制起动是用在轻载起动的场合，在保证起动压降的前提下使电动机获得最大的起动转矩，尽可能地 缩短起动时间，是最优的轻载软起动方式。
停车方式有三种：一是自由停车，二是软停车，三是制动停车。软起动器带来的最大好处是软停车和制动 停车，软停车消除了拖动系统的反惯性冲击，对于水泵 就是“水锤”效应；制动停车则在一定场合代替了反接 制动停车功能。
2.4 软起动器与传统降压起动器的比较软起动器与传统降压起动器的性能。
2.5 软起动器的适用场合
(1) 生产设备精密，不允许起动冲击，否则会造成生产设备和产品不良后果的场合；
(2) 电动机功率较大，若直接起动，要求主变压器容量加大的场合；
(3) 对电网电压波动要求严格，对压降要求≤10% UN的供电系统；
(4) 对起动转矩要求不高，可进行空载或轻载起动的设备。
严格地讲，起动转矩应当小于额定转矩50%的拖动系统，才适合使用软起动器解决起动冲击问题。对于需重载或满载起动的设备，若采用软起动器起动，不但达不到减小起动电流的目的，反而会要求增加软起动器晶闸管的容量，增加成本；若操作不当，还有可能烧毁晶闸管。此时只能采用变频软起动。因为软起动器调压不调频，转差功率始终存在，难免过大的起动电流；而变频器采用调频调压方式，可实现无过流软起动，且可提供1.2~2倍额定转矩的起动转矩，特别适用于重载起动的设备。但是变频器的价格就要比软起动器的价格高得多了。
3 异步电动机经济运行和优化节电控制技术
3.1 异步电动机降压节电技术概述
对于满载或重载运行的电动机，降低其端电压将会造成严重后果，随着端电压的降低，电动机的磁通和电动势随之减小，铁耗无疑将下降。但与此同时，随电压平方变化的电动机转矩也迅速下降而小于负载转矩，电动机只能依靠增大转差率，提高电磁转矩以达到与负载转矩相平衡的状态。转差率的增大，引起转子电流增大，同时引起定子和转子电压间的相角增大，导致定子电流增大，从而使定子和转子铜耗增加值大大超过铁耗的下降值，这时电动机绕组温升将会增高，效率将会下降，甚至发生电动机烧毁事故。因而，一般规程都规定了电动机正常运行时电压变化范围不得超过额定电压的95%~110%。
然而对于轻载运行的电动机，情况就截然不同，使供电电压适当降低，在经济上是有利的。这是因为在轻载运行时，电动机的实际转差率大大小于额定值，转子电流并不大，在降压运行时，转子电流增加的数值有限。而另一方面，却由于电压的降低，使空载电流和铁损大幅减少。在这种情况下，电动机的总损耗就可降低，定子温升，运行效率和功率因数同时得到改善。由此可见，电动机的运行经济性与电动机负载率同运行电压是否合理匹配关系极大。理论分析表明电动机的力能指标（运行效率与功率因数）与其端电压之间存在如下的数量关系[2]：
……………………………………（1）
…………………………………………………（2）
SN和S—电动机额定工况和降压运行的转差率；
和 —电动机额定工况和降压运行的功率因数；
ηN和η—电动机额定工况和降压运行的效率；
KU—电动机的调压系数，KU=U/UN；
UN和U—电动机额定电压和降压运行时的实际电压；
K1—电动机的空载电流系数，K1=Io/IN；
IN和Io一电动机的额定电流和空载电流。
从式（2）不难看出：并不是所有的降压行为都能达到节电的目的，只有当电压降低程度大于转差率及功率因数上升程度时，才能使运行效率提高。实际上，电动机效率随电压降低而变化的关系呈马鞍形曲线，对应于每一个输出功率（或负载系数），必然存在一个最佳调压系数Kum，当Ku=Kum时，电动机的损耗最低，效率最高。Kum称为电动机的最佳电压调节系数。不同负载下最佳电压调节系数Kum可按电动机的负载系数β由下式确定[1]：
……………………………………………………（3）
式中： —电动机额定负载时的有功损耗（kW）；
Po—电动机的空载损耗（kW）；
K—计算系数，K=（Po-Pfw）/ΣPN；
Pfw—电动机的机械损耗（kW）；
β—电动机的负载系数，β=P2/PN·100%
P2—电动机的输出功率；
PN—电动机的额定功率。
文献[1]给出了轻载电动机采用降压节电措施后，节约电能的计算公式为：节约的有功功率
………………………………………（4）
节约的无功功率：
…………………………………………（5）
节约的电能：
…………………………………………………（6）
式中：QN—电动机带额定负载时的无功功率（Kvar）；
Qo—电动机的空载无功功率（Kvar）；
KQ—无功经济当量，当电动机直连电机母线KQ=0.02~0.04，二次变压取KQ=0.05~0.07，三次变压取KQ=0.08~0.10；
Tec—电动机年运行时间（h）。
3.2 优化节电的控制依据
(1) 功率因数（ ）控制法：
最早出现的异步电机优化节电器为№La 功率因数控制器，其原理是通过检测电动机运行中的 值，与预先设定的基准值比较，当实际值低于设定值时，说明电动机为轻载，通过降低电动机的端电压来提高 ，直到实际的 测量值达到设定值为止，实现了节电； 数值高表明是重载，则升高电机端电压，以保证轴上的输出功率。这是一种间接节电法：控制对象是电动机的功率因数，而目的是节电。由于交流异步电机的最佳功率因数在全工作范围内呈曲线变化；不同制造厂生产的同一规格的异步电机的功率因数呈一定的离散性；同一台电机在其新旧寿命期，在同一工况下的功率因数也呈现一定的离散性，这就给设计和调整带来一定的困难。故这种方法是不能达到最佳节电效果的，并且理论与实践都已证明，过高的功率因数值对于异步电机来说，并不节电。
（2）最小输入功率法：
交流异步电机工作时，从电网输入的电功率P1，一部分转换成电机轴上的机械功率P2输出，另一部分则是自身的损耗PS，包括铁耗与铜耗两部分。共中铁耗与输入电压的平方成正比，而铜耗则与其电流的平方成正比，只有在铜耗等于铁耗时，电机的效率最高，损耗PS最小。最小输入功率法的原理就是在电机工作的任一负载点上，在保证轴上机械功率输出的前提下，通过降低电机的端电压而减小电机自身的损耗，从而达到节能的目的。虽然降压可以降低铁耗，而当电压降到一定程度之后，若继续下降，则电流又要增加，因而又增加了铜耗。通过微机自动寻优，让铁耗和铜耗都维持在最低的水平，也即电压与电流的乘积——输入的电功率达到最小值，实现最优节电目的。
（3）突加负载控制
当电动机轴上的负载急剧上升时，又要能在极短的时间内（
3.3 优化节电的适用对象
对于电机转速无严格要求，及不需要调速运行的场合，特别是对于经常大幅度变动的负载，或者长时间处于轻载或空载的电动机，例如轧钢机、锻压机、抽油机等负载，使用优化节电技术，可以收到明显的节电效果。其节电量视电动机的负载系数及轻载运行的时间长短而定。
3.4 降压起动优化节电计算实例
为一台轻载运行的Y1600—10/1730型6000V电动机配置一套优化控制系统，着重计算其起动性能参数和节电效果。
Y1600—10/1730型电动机的原始数据：额定功率PN=1600kW，额定电压UN=6.0kV，额定电流IN=185A，额定转速nN=595r/min；最大转矩倍数=最大转矩/额定转矩=2.22，起动电流倍数=堵转电流/额定电流=5.53，起动转矩倍数=堵转转矩/额定转矩=0.824，额定效率ηN=94.49%，额定功率因数 。电动机额定负载时的有功损耗ΣPN=93.3kW，电动机的空载损耗Po=29.6kW，电动机的空载电流Io=46.25A，电动机带额定负载时的无功功率QN=918Kvar，电动机的空载无功功率Qo=480.6Kvar。
(1) 轻载运行降压节电效果计算
（1）不同负载系数下，电动机的最佳调压系数Kum的计算按式（3）进行，计算结果示于表2。
（2）当U=UN时，不同负载系数下，电动机的综合功率损耗ΣPc的计算按（7）式进行[1] ，计算结果示于表2
………………（7）
（3）按最佳电压调节系数进行调压后节省的电量计算按式（4）、式（5）和式（6）进行，计算结果示于表2。
表2 按最佳调压系数进行降压后节省的电量计算值
电动机负载系数B
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
最佳电压调节系数Kum
0.374
0.53
0.647
0.747
0.836
0.916
节省的有功功率P（KW）
24.2
17.0
11.0
6.4
3.0
0.86
节省的无功功率Q（Kvar）
386.5
300.8
224.8
157.0
97.6
47.2
节省的综合有功功率P+KqQ（Kvar）
47.4
35.05
24.5
15.8
8.86
3.7
U=UN时电机综合功率损耗ΣPC（KW）
59.34
62.04
66.53
72.83
80.93
90.82
节电率（%）
79%
56.4%
36.8%
21.7%
11%
4%
(2) 降压起动时电动机起动特性估算
由电动机的原始数据得知，电动机直接起动时，起动参数如下：起动电流IK=5.53IN，起动转矩Mk=0.824MN。
① 采用降压起动时，调压系数Ku的确定：
……………………………………………（8）
式中：Un——电动机电压，V；
UN——电动机额定电压，UN=6.0KV
MN——生产机械要求的最小起动转矩，当采用轻载起动方式时，MN≥0.2MN。
代入有关数据，得 。
② 采用降压起动时，起动参数计算
起动电流In=KU·IK=2.72IN
起动电压Un=KU·UN=0.493UN=2960V
起动转矩
③ 降压起动的节电效果计算
直接起动时从电网吸收的无功功率计算[1]
…………………………………（9）
代入相关数据，得
降压起动时从电网吸收的无功功率计算[1]
…………………………………（10）
代入相关数据，得
节约的无功功率 &nbs
电网传输Q所消耗的有功功率
Pn=KQ·Qn=0.06×8052.1=483.1kW
降压起动的无功节电率
4 异步电动机的调压调速
异步电动机的调压调速属低效调速方式，因为在调速过程中始终存在转差损耗，因此调压调速有很大的限制，不是任何一台普通的笼型电机加上一套晶闸管调压装置，就可以实现调压调速的。
首先必须改变电动机的外特性，新的外特性必须使电动机有一个宽广的稳定的调速范围。一般要采用高转差率电机，交流力矩电机或在绕线式电机的转子绕组中串接电阻的方法，并且要加上转速闭环控制，才能进行稳定的调速。
其次是要将调速过程中由于转差功率引起的转子的温升很好地导出机外，才能实现长期稳定工作。这里可采取旋转热管结构，也可采取特殊风道冷却结构，都是行之有效的方法。
在电力电子技术高度发展的今天，变频调速装置的价格已不再昂贵的情况下，再考虑调压调速，似乎已无多大的现实意义了。
5 智能马达优化控制器（IMOC系列）
在对交流异步电动机的软起动和优化节电技术的长期深入研究的基础上，研制成功了智能马达优化控制器（IMOC系列），适配电机功率从5.5KW-110KW。
该控制器采用了16位马达控制专用单片微处理器Intel 80C 196MC，具有完善的检测控制功能；主功率器件则采用具有世界高技术水平的专利产品——集成移相调控晶闸管模块，该模块突破以往晶闸管模块的概念，将复杂的移相控制电路与晶闸管管芯创造性地集成为一体，组成一个完整的电力移相调控的开环系统。用它组成的控制器，不但使体积大大缩小，而且增加了设备的可靠性和抗干扰的能力。
在技术上更是集众家之长，并大大突破国内外同类产品的功能，除了起动保护，优化节电外，还增加了风机，水泵类负载的调速功能；抽油机间歇工作节电功能，无功功率就地补偿功能。尤其是完善的保护功能：有过电流、过电压、过负载、短路、接地、缺相、相间不平衡及功率模块超温和电机超温保护等功能。是电机安全经济运行的保护神。该控制器具有以下功能特点：
（1）16位微电脑智能化控制，键盘设定，数码显示，操作简单直观。
（2）软起动，软停车功能，有效减小起动冲击。
（3）优化马达运行方式，节电、改善功率因数。
（4）风机、水泵类负载的调压调速闭环控制功能。
（5）具有泵控制功能，可避免或减小液流喘振和“水锤”效应。
（6）具有相平衡和电源电压自动补偿功能。
（7）具有完善的保护、报警功能。
（8）起动方式、起动电压、起动电流、额定电流及负载类型等参数均可设定。
（9）具有远方控制及联网通讯功能。
（10）自诊断功能。
经过在不同工业现场的长期使用，取得了可观的经济效益。
6 结 论
（1）电子式软起动器结构简单，较之传统的/Y起动器，自耦变压器起动器具有无触点、无噪音、重量轻、体积小，起动电流及起动时间可控制，起动过程平滑等优点，并且维护工作量小。当电动机空载或轻载时，节能效果显著，特别适用于短时满载，长时间空载的负载。
（2）对于高转差电机，实心转子电机，力矩电机等，尤其是在带风机、水泵类负载时，有较好的调速性能，但不适用于普通的笼型电机调速。
篇8
关键词：电力技术；电力节能；技术应用
0引言
近年来，随着社会经济的快速发展，电力在人们生产生活着起到了重要的作用。目前我国用电量大的省份对于用电量需求也十分强烈，故而用电节能成为当前资源节约的着重点。我国消耗的总能量是世界消耗总能量的1/3，故而节约能源是我国当前重要的战略措施[1]。电力技术中的电力节能技术应用，能够提升电力运转效率，实现能源的充分利用，从根本来有效降低能源消耗，提升经济效益的同时实现我国的社会效益，以推动国内经济的快速可持续发展。
1电力节能设计
电力节能实施的目的就是节能，在此工作过程中电力节能设计是一个关键环节，只有进行最优化的结构设计才能提高生产节能的作用。由于人们对电力资源的需求不断上升，电力企业对于电力节能设计进行更为深入的创新与改进[2]。电力节能需先完善电力节能的设计，考虑电力系统的可实施操作性，从电力系统负荷能力高低以及设备的可靠程度来进行观察分析。在配电中需保证电力系统的可操作调控性，以及确保运转工作中的高效、灵活、稳定。为提升电力系统利用能源的有效性，完成电力节能的目的，需要在电力系统内部仪器的使用中进行节能型仪器的选取[3]。还能够通过减少电能消耗以及均衡负荷等方法来进行节能效果的提升。配电规划的设置过程，需强化确定配电负荷系数的力度，选择最优结构进行设备的安装组合，以此促进设备的有效运行，减少电能消耗。国内电力企业需清晰认识到电力节能技术应用的重要性，在社会经济的发展需求下，进行电力的有效供给，保证电力的利用率，避免能源的消耗[4]。
2电力节能技术应用
2.1节能电力系统使用
目前，国内电网的消耗量达到了总供电量的百分之八，在能源节约的过程中进行电力节能技术的优化，全方位分析所处地域的供电距离以及电容量、电网运行等情况，在供配电系统的节能中需选取合理科学的电压，在选择配电电压之时，由于供电系统同有色金属的损耗比较小，故而应选取比配电电压稍大的。但如果用户配电设备较多，容量较大，技术经济指标好的话，则可优先选取同配电电压相同的电压。还有部分供电方式是使用专用的变压器进行供电，以满足用电用户的实际需求。电网运行中，感性负荷占多数，像电机、变压器等都是电力负荷中的感性负荷，进行无功补偿设备安装之后，能够提供无功功率。无功功率在整个系统容量中占大部分，这种无功功率对线路形成了无形的压力，不利于电网的正常合理运行，使得电压无法处于稳定的状态。减少其电网中的流动，降低电能消耗，发挥着无功补偿的重要作用。其无功补偿装置能够调整以及优化电力系统中的电压，稳定其电网运行，调整系统中的不平衡电流，以此提升电力企业的运行效益[5]。
2.2改进配电线路
架空绝缘导线有着极大的优点，将架空绝缘导线进行推广以及应用，可以增强线路运行的安全可靠性，避免外力及其他意外原因造成的短路，以此减少线路作业过程中的停电现象，达到提升配电线路的整体可用度。线路长度与导线的电阻量是成正比，同线路截面成反比。电力传递过程中的电阻压力过多会给功率造成极大的影响，实现对电阻的有效控制可以降低线路损耗，延长电路寿命。因架空绝缘导线自身的特性，可以满足沿墙敷设的实施，简化线路杆塔，节约线路材料，使得项目更为顺利美观地完成。还因为其线间距小，其线路电抗比普通导线更小，因而极大地减少了导线腐蚀程度，延长了配电线路的使用寿命[6]。
2.3电机调速
电力节能过程中，需要对电机的本身性能进行优化改良，优化运转变动负荷电机的速度，以节约电力能源。在改良电机性能的同时，加强负荷电机转速更有利于电机节能运行，使得电力资源的节约工程有了新突破与新进展[7]。电力技术中的电力节能技术应用主要是涉及电机本身和变负荷电机调速，在实际操作之中，把两者进行充分的结合应用，以此保证电机节能效果的最佳化。使用调速控制来进行水流量流速以及风流量流速，以此达到节能的效果[8]。
2.4完善电力系统
电力计量系统在电力企业运行中起着重要的作用，主要是由主站、通信网络、配电站、变电站组成，包括分层式与分布式电力系统结构[9]。电力计量系统建立的主要目的就是降低电力消耗实现能源节约，坚持可持续发展的理念，对配电系统运行进行降压工作，促进电力系统的高效、稳定运转。其中远程计量系统是应用分布式网络系统结构的主站，需对通信网络进行配置，收集电力总量数据，在实际的具体操作过程中，需通过网络、模拟、通信来实现对电力剂量信息的实时采集与处理工作[10]。
篇9
关键词：电气产品；试验；节能技术；电力系统
加强电气产品试验节能技术研究，有利于保持这些产品良好的使用功能，降低电气产品实践应用中的能源消耗率，为现代电力系统的正常运行提供科学保障。因此，需要结合电气产品的功能特性及电力系统运行要求，从不同的方面对这类产品节能技术进行深入研究，确保电气产品在电力系统应用中的性能可靠性。
一、电气产品试验系统的原理分析
实践过程中为了确保电气产品试验有效性，需要对其系统原理进行必要的分析。其试验系统包括：电源、被试品、负载、参数测量单元。在这些不同组成部分的共同作用下，能够使电气产品试验系统处于稳定的运行状态。当该系统正常运行时，需要选择性能可靠的电源，并将其加载到被试品上，在有效的连接方式支持下，将被试品的输出与负载连接起来，进而通过对负载的调节，确保试验计划的深入推进。在此期间，为了实现被试品电参数的有效测量，获得可靠的测试结果，需要注重参数测量单元的合理运用。同时，整个电气产品试验环节也可在计算机系统的支持下，达到自动控制的目的。
二、电气产品试验节能要点分析
（一）试验系统中的电源。由于各电气产品使用中的标准要求有所差异，需要根据实际情况选择相应的电源，像变频器、直流电源等，确保电气产品实践应用中的性能可靠性。这些电源本质上属于电能转换器，能够在电能转换机制的作用下，满足电气产品试验要求。实践过程中通过对功率放大器与任意波形发生器的有效结合，能够实现电气产品试验中的电源系统构建。同时，为了实现对电气产品试验节能技术的高效利用，需要在其电源系统构建中使用功率放大器时，重视模块化设计方式使用，实现对容量扩大问题的科学处理，提升电气产品试验节能水平。（二）试验系统中的负载。在电气产品试验过程中，加深对负载实际作用的理解，有利于实现电气产品试验节能目标。像机械负载与电子负载，与电气产品试验节能效果密切相关。实践中通过对机械负载中拉压力型负载与力矩型负载的有效把控，有利于实现电气产品能耗问题处理，保持其试验方面良好的节能效果。同时，在对电子负载分析时，应关注电感、电阻等元件使用中的能耗状况，促使电气产品试验节能技术使用能够达到预期效果。（三）试验系统中的能量回馈技术。电气产品试验中通过对能量回馈单元的合理设置，能够达到能量循环使用的目的，且在电力电子技术的支持下，满足电力系统运行中节能降耗要求。在选择能量回馈途径的过程中，若采用能量回馈到电源的方式，将会使电气产品试验系统运行中能量得到充分利用，减少电网运行中对配电系统的实际要求，促使电气产品试验节能效果得以增强。同时，这种能量回馈途径使用中不会产生污染问题，客观地决定了电气产品试验系统中选择这种途径的必要性。除此之外，若能量回馈中采用回馈到市电的途径，由于其易受并网问题影响，且经济效益难以体现，需要在电气产品试验系统运行中慎重使用。（四）整个试验过程的特点分析。在电气产品试验节能分析的过程中，需要了解整个试验过程特点，确保其节能技术使用有效性。这些特点包括：在实现电气产品试验中的能量循环使用时，可在电源技术、能量回馈技术等不同技术的配合作用下实现，且保持整个试验过程良好的节能效果；（2）配电系统容量降低，试验系统模块化特征显著，操作便捷性良好，节能效益增加；（3）在变压器、发电机等领域中适用性强，且采用了多电源模式，并在计算机系统自动控制方式的作用下，逐渐提升了电气产品整体的试验水平。
三、电气产品试验节能技术的应用分析
实践过程中为了提高电气产品试验节能技术利用效率，需要对其实际应用进行分析。以2.5MW高压大电机试验电源及型式试验系统为例，其原理框图如图1所示。图12.5MW高压大电机试验电源及型式试验系统原理框图结合图1所示的该试验系统原理，对其进行节能分析时，可从这些方面入手：（1）能量回馈。当两台电机对拖时,陪试电机工作在发电机状态,经陪试电机的2.SMNV变频电源的处理,回馈到被试电机的供电电源2.SMW变频电源1,再经其处理后,供给被试电机，实现对80%回馈能量的使用；（2）辅助功能。采用并联方式使用该变频电源，能够扩大电机容量，满足单台电机叠频温升试验的要求；（3）扩展功能。该系统运行中，反映了旋转型机械负载实现节能的过程，也使电力电子负载能够在有效的工作机制下实现节能目标，促使系统能够向发动机输出性能参数测试方面进行扩展，满足电力系统中发电机负载试验要求。结束语综上所述，电气产品试验节能技术的有效使用，有利于优化这类产品性能，给予电力系统运行必要的支持。因此，未来电气产品研究中需要充分考虑与之相关的试验节能技术使用，并对该技术应用效果进行综合评估，为新型电气产品研发提供必要的参考依据，促进我国电力事业更好的发展。
参考文献：
[1]王帅.关于电力电子技术应用系统发展的一些探讨[J].科技与企业,2014,（17）.
[2]关朋致.关于电力系统节能技术的几点探讨[J].科技风,2015,（09）.
篇10
探讨燃煤发电过程中常用的节能技术，并在此基础上结合实例分析了节能技术的应用情况，为进一步加快电力节能技术的发展提供参考建议。
关键词：
节能技术；燃煤；发电；浅析
引言
火力发电是目前电力生产的主要形式，在进行火力发电时需使用大量煤炭资源，为降低煤炭能源使用量、减少环境污染物的排放量与提高发电效率，则需在燃煤发电过程中应用节能技术，如改善机组设计方法、制造质量及运行水平等[1]。应用节能技术是降低燃煤发电企业生产成本与提升经营效益的有效途径。
1燃煤发电过程中常用的节能技
1.1IGCC节能技术
IGCC（整体煤气化联合循环发电系统）技术具有高效及清洁的特点，能有效减少燃煤发电能耗，在燃煤发电领域中得到了广泛应用。在应用IGCC技术的过程中可对含碳燃料，包括重渣油、石油焦、生物质及煤炭等进行气化处理，经过气化处理后将会得到可用于发电的合成气，在发电前需对合成气进行净化处理，以确保蒸汽、燃气可实现联合循环。IGCC技术的机组设备主要包括两大部分，第一部分中的设备有煤气净化装置、空分设备及气化炉等，余热锅炉、燃气轮机系统及蒸汽轮机系统则属于另一部分。从IGCC技术的发电设备制造与系统构成角度来看，该发电技术融合了燃煤发电系统中的多种先进技术，能优化集成燃气轮机循环技术、煤气净化工艺、煤气化工艺及空气分离工艺等[2]。因此可优化整个发电系统的运行状态，同时可梯级利用燃煤化学能，减少燃煤能耗，具有减少污染物如CO2、S等排放的优势，在火电企业中应用不但可有效解决发电效率低下的问题，同时有利于保护环境，符合节能减排的发展要求。
1.2煤粉炉节能运行技术
煤粉炉是常用的火力发电设备，该设备的燃烧效率较高，因此被许多发电厂引进使用。煤炭质量、煤种波动等外界因素可对煤粉炉运行质量产生影响，在煤炭质量降低时还可能导致设备无法正常运行，进而造成设备燃烧效率降低，这样就会增加用电量，不利于节能。因此，可根据发电要求对煤粉炉运行状态进行适当调整或改造锅炉设计结构，以实现节能运行。以300MW煤粉炉为例，为实现节能运行，则可合理调整送风量、引风量。在调节引风量时需要考虑煤粉炉运行负荷情况，在需增加煤粉炉运行负荷时，应提前加大引风量，以免造成炉膛内部出现正压，加大引风量之后才能增加燃料量与送风量，以提高燃料利用率及确保煤粉炉实现节能运行。在降低煤粉炉的运行负荷前，先将送风量与燃料量减少，随后再将引风量减少。在调整煤粉炉送风量时应将氧量作为参考依据，确保送风后煤粉炉中氧量为3%～6%；同时在送风后观察火焰变化情况，如火焰处于炽白刺眼状态或暗红不稳状态，则表明风量不合理，需及时调整送风量[3]。在煤粉炉改造方面，首先可优化选择煤粉炉的型号，在发电时采用性能相对稳定，燃烧效率较高的W型火焰炉或R型火焰炉，同时采用反向切圆、反吹风等方法优化射流配置，或将烟气回流装置安装在燃烧器出口处等，确保煤粉在局部富集，并在燃烧过程中充分利用火热。此外，可通过改造煤粉炉辅助设备，如磨煤机等确保煤粉炉实现节能运行。
2燃煤发电节能技术的应用
以青海华电大通发电有限公司中的燃煤发电机组为例，深入分析节能技术的应用情况。该公司中的1号发电机组与2号发电机组煤粉炉存在粉管积粉及堵管问题，且炉渣含碳量较高，不但会对机组安全运行构成威胁，还会导致煤粉化学能利用率降低，不利于实现节能。对煤粉炉进行检修后发现其辅助设备磨煤机中的分离器存在设计缺陷，因此为使煤粉炉实现节能运行，决定适当改造及优化分离器的设计形式。该公司采用的锅炉为悬吊式、单炉膛及平衡通风亚临界汽包炉，机组容量为2×300MW。煤粉炉中配备的磨煤机为BBD4054型，共为6台，分离器共为6台。分离器的直径为290cm，出口温度为70℃，入口温度为330℃，出口风压为2.8kPa，入口风压为9.2kPa，总风压为12.4kPa，一次风温为70℃，一次风速为24m/s。磨煤机的电机型号为YTM710-6，额定出力为54t/h，额定电流为163A，额定电压为6000V，额定功率为1300kW，煤粉细度在18%～20%之间。
2.1分离器存在的问题
由于分离器与磨煤机不属于同一生产厂家的产品，在使用过程中难以实现配套，主要表现为分离器实际容积过大，利用率偏低，且在工作过程中需克服较大阻力，在燃煤杂质含量较大时，分离器极容易发生堵塞问题，且分离煤粉效果不理想。同时需增大磨煤机负荷才能有效分离煤粉，造成能耗量增加[4]。另一方面，分离器在回粉过程中入口气流可将帘板吹起，造成含尘气流进入到帘板下部内椎体中，内椎体中煤粉无法得到有效分离，直接进入到风管道当中，因此炉膛中煤粉均匀性就会受到影响，粗大颗粒煤粉比例增加，造成燃烧效率明显降低。
2.2分离器的节能改造
1）需对分离器进行合理选型。合理选择分离器的目的在于有效调节煤粉细度，降低循环倍率、减少分离后粗大颗粒所占比例，进而提高燃烧效率与实现节能[5]。由于磨煤机的风量为80t/h，风煤比为1.4，出力为55t，出口温度为70℃，因此将分离器煤粉细度调整为15%，选择直径为310cm的分离器。2）选择好与磨煤机运行工况相符合的分离器后，采用以下方法进行安装：在粉管入口与磨煤机的出口之间安装好分离器，同时适当增加挡板角度，以便加快分离器流速；根据煤粉炉运行需要适当增加回粉管直径，以避免回粉管出现堵塞，还将耐磨性能良好的陶瓷粘贴于椎体内侧，以增强分离器抗磨损能力，进而起到改善运行工况及节约煤炭能源的作用。
3结语
煤炭资源具有不可再生的特点，提高煤炭资源利用率有助于保证能源供应稳定性，同时可减轻使用煤炭能源时产生的大气污染。在火力发电中需使用大量煤炭，因此要注重应用节能发电技术，包括IGCC节能技术及空冷节能技术。此外，在应用节能技术的过程中重视强化发电节能管理，如在启动发电机组时应做到连续监督大气疏水过程，从而降低启动机组时的能耗。
作者：黄晓虎 单位：青海华电大通发电有限公司
参考文献
[1]王馨，冯启言，武旭仁，等.电厂燃煤产物中重金属元素的环境影响评价研究[J].安徽理工大学学报（自然科学版），2013（2）:30-33.
[2]鞠立伟，陈致宏，何璞玉，等.基于集成赋权理想物元可拓模型的火力发电燃煤供应商选择策略[J].华东电力，2014，42（5）:999-1005.
[3]周梅，牟爽，王强.基于正交设计的大流动性自燃煤矸石全轻混凝土试验研究[J].非金属矿，2012，35（6）:19-22.
