節能電機
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節能電機范文第1篇
就目前而言，油田使用的抽油機一般為常規游梁抽油機，這是一種帶負荷的啟動裝備。在運轉的時候需要較小的轉矩，但是啟動的時候轉矩非常大，所以在實際的生產運用中，需要設計比游梁抽油機運轉功率大很多的變壓器以及電機。雖然這樣可以解決啟動的問題，可是在正常運行的情況下電機處于輕載狀態，電機的效率和電網的功率都被大大降低，使無功消耗被提升。由于大部分的游梁抽油機其功率使用率都不到百分之二十五，因此，油田的經濟效益受到嚴重的影響。針對這個問題，經過多年不斷摸索多種途徑以達到節能降耗的目的，有了一定的成果，本文對抽油機節能降耗的實際應用情況作出探討和分析。
永磁同步電機節能原理及特點
在結構上，異步電機和永磁同步電機十分相似，不同之處在于永磁同步電機中插入稀土永磁鋼，使原本的異步電機轉化為同步電機。這樣一來，大量的定子邊勵磁被減少，同時，轉子邊的鐵和銅的損耗也可以大大降低。使功率效率和因數大幅提高，配電設備容量以及電機升溫都被降低。由于永磁同步機和y系列電機的安裝尺寸與外形結構十分相似，這樣一來，在現場換用時也非常便利。
超高轉差率電機
節能原理簡介：由節能控制箱及超高轉差率電機組成的抽油機節能帶動設置，控制箱及電機可以按照要求做成連體式或者分體式，這種為游梁抽油機特別制造的電機和控制箱使用更加方便。超高轉差率的電機其特征為機械較軟，啟動時所需的電流較低，轉矩交高；在節能控制箱箱則有缺相、過載、過熱等功率因數和保護功能作為補償。
應用及分析：
在抽油機中的超高轉差率電機，其在一個沖次內速度變化較大，利用系統中的動能均衡作用能夠將減速箱的最大凈距減少百分之四十。這增加了最小扭矩，由于扭矩的變化范圍不大，扭矩曲線比較平坦。這樣一來齒輪由于疲勞而產生的破壞被減輕，加速器齒輪使用過程中產生的事故也有所減少。
光桿運行的速度規律被超高轉差率改變，由于超高轉差率機具有的軟特性，使光桿即便是在重載過程中也能呈現出勻速運行的狀態，這個時候其加速度幾乎為零。因此抽油桿不但最大應力被減小，其應力的變化范圍也被減小，降低了斷脫和疲勞的幾率。
超高轉差率電機具有啟動電流小和啟動扭矩大的特點，其裝機功率較低，因此使得電機固定損耗被降低。
由于抽油機的重載運行時間遠遠小于輕載運行的時間，因此在超高轉差率電機上設計高效區時，需要把高效區設計在輕載荷區之上。盡管超高轉差率電機其額定功率不高，可是普通電機的效率還是遠遠落后于超高轉差率機的。
由于普通的電機抽油機在使用時會接近上下死點，才能使拖動電機進入發電狀態，該文原載于中國社會科學院文獻信息中心主辦的《環球市場信息導報》雜志http：//總第535期2014年第03期-----轉載須注名來源這時，拖動電機遠遠超過了同步轉速運行，將電能傳輸給電網，導致系統能耗大大增加。若想消除發電狀態，就可以使用超高轉差率電機。
超高轉差率電機具有合理的匹配方式，因此其功率因數能夠有百分之五十到百分之八十的提高。并且無功功率能達到百分之六十以上的降低率。使電網電路和電流的損耗率達到百分之五十。
變頻調速電機
原理及基本性能：使用電腦程序對電機的變頻控制柜進行控制，能夠充分將電機與抽油機結合起來，兩者的工作特性可以得到融合。這種方法利用了自動識別上、下行程的功能，總動將上行程以及下行程的功率速度進行調整，具有靈活性和穩定性，在這個基礎上，還可以依據電機的頻率轉速對抽油機沖次進行增加或減少，使抽油機增加泵效，平衡油汲，在工作時保持最好的狀態。
優缺點：由于使用了變頻調速進行控制，使電機功率因數達到了0.9以上，因此，能夠使電網以及變壓器的負擔得到減輕，同時線損率也能夠被降低；根據油井在實際應用中的供液能力，可以運用變頻調速控制對抽汲數獨進行動態的調整，不但可以節約電能，同時還能使原油產量得到增加。比如對低產能的井田任意減少沖次，使泵的空行程被減少，能使泵效提高百分之二十左右。
低速電機
低能電機的原理及基本性能：保持頻率f不變，對異步電機其磁極對數p進行改變，能夠讓它的同步轉速n也隨之改變。這樣一來，當電機在一定的負荷之下產生穩定變化時，能夠實現減少泵的空行程以及使抽汲速度得到調整的目的。
節能電機范文第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.
關鍵詞：電機；變頻控制；節能技術；運用
中圖分類號：TE08 文獻標識碼： A
引言：為貫徹落實國務院提出的“節能減排”的重要指示，財政部、國家發展改革委將組織開展高效電機推廣，將電機系統的節能問題放在很重要的位置，變頻電機控制節能也有了廣闊的發展空間。目前我國電力能源利用效率較低、消耗高、浪費大，電力供應形勢嚴峻，發展變頻節能電機勢在必行。
1、研究對象（變頻器設備）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，其轉速可達1500轉。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，其額定轉速每分鐘可達1500轉以上。變頻器設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等。
實踐中我們可以看到，該系統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生任何的變化，該系統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，隨著社會經濟的快速發展和城市化建設進程的不斷加快，各種能源資源和環境資源都面臨著嚴峻的考驗和挑戰，因此國家倡導要建設資源節約型和環境友好型社會。根據這一節能降耗之號召，為盡可能地減少石化能源的大量消耗，該風機和凝結水泵電機等機電設備也開始應用變頻節能技術。目前來看，風機系統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整。由此可見，其該風機系統的節能空間相對較大。
2、電機變頻控制的原理和特點
變頻電機是變頻器驅動電機的統稱，它采用由變頻感應電動機和變頻器組成的控制系統，提高機械自動化程度和生產效率。以交流電機為例，其同步轉速可用下式表示：
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速。變頻調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采用電磁設計，增加了電機電感，從而減少定子和轉子的阻值；③滿足反復的啟制動切換，能夠平滑無極調速，保護功能完善，減少設備維修；④節約電能。
3、電機變頻控制節能性分析
由上述交流電機調速公式（3）可知，只要改變電源輸入頻率就可以使電機平穩變速。而在大型變頻設備中，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，風量是轉速的一次函數，風壓是轉速的二次函數，軸功率是轉速的三次函數，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。假設輸入流量下降比為80%，相應的轉速也會降為原來的80%，此時軸功率下降51%.另外，當轉速下降時，電機效率也會相應下降，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能效果。
當系統風流量從Q1下降到Q2時，如果調節通風量，則系統阻力變大，系統工作點從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，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。通過大量統計得出，風機水泵類電機調速控制可以節約大約30%的電能。在傳統的電機拖動中，當電機拖動的負載發生變化時，一般通過調節通電時間占空比來進行調速。這樣的調節雖然很簡單，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。如果采用變頻技術來對電機進行調速，電機轉速不但能平滑過渡，而且節能效果也能在很大程度上得到提高。
4、電機變頻控制的發展和運用
在傳統的電機控制中，電機運行的驅動頻率是一個定值，變頻調速使通過調節電機頻率節約能源成為可能。近年來，隨著電子技術和控制技術的飛速發展，人們對節能的要求也在不斷提高，這使得電機的變頻技術在很大程度上得到了提升，并且其應用范圍也越來越廣。
4.1變頻電機的發展狀況
電機的變頻調速目前大多使用恒V/F控制系統。該控制系統結構簡單、成本低，適用于風機等較大型、且對調速系統動態性能要求不高的地方。變頻電機開環調速系統能滿足一般的平滑調速需求，但它的靜、動態性能都很有限。如果需要提高靜、動態特性，則需要反饋轉速進行閉環調節。因此，人們又提出了控制閉環轉差頻率的電機調速方式。轉差頻率控制使用異步電機穩態等效電路和轉矩公式來保持磁通恒定，這種方式只有在穩態情況下成立，多用來控制慢速電機。在對轉速必須做出快速反應的動態系統中，電機會額外產生比較大的瞬態電流，使電機的轉矩受到很大影響。因此，在動態過程中控制電動機的轉矩是做好動態控制的關鍵。
4.2電機變頻控制的應用
電機70%的耗能是在風機和泵類負載中，變頻技術在這類電機控制中的優勢更體現出了其重要性。例如，沒有調速功能的空調，當溫度低至閾值時風路就被關掉，但此時電機依然在運行，造成不必要的能量損耗。如果空調系統采用變頻調速電機，當溫度降低時就不必關掉風路，而是降低電機轉速，這樣就不會損耗電能。空調系統中加入變頻器，可以使系統節能20%～30%.
另外，在實際應用中需要根據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，在實際應用中還要不斷優化電機系統結構，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。
結語：電機變頻設備投入使用以后，不僅運行狀況良好，調節平穩，而且其運行的電流也在不斷的下降，可調范圍更加的寬，因此節能效果非常的明顯。利用變頻裝置進行調速，范圍要相對大一些，而且電機轉速也比較的穩定，動態響應性能較為靈活和高效，對于保證電力系統的穩定運行具有重要的作用。變頻電機在空調風機和泵類電機拖動中表現出了其節能、安全易控、無級平滑調速、高精度控制等顯著特點。隨著我國對節能環保投入的不斷增加，電機的變頻控制將會得到更好的發展。
參考文獻：
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節能電機范文第3篇
【關鍵詞】高效；節能；電機；電廠；應用
中圖分類號：TE08 文獻標識碼： A
一、前言
高效節能電機的應用大大提升了電廠的生產和運行效率，這就為電廠的進一步壯大和發展奠定了設備基礎，所以，進一步推廣使用高效節能電機在電廠中的使用非常有必要。
二、工業電機的本體節能
縱觀世界各國的成功經驗，電機系統節能都是率先從電機產品本體節能開始。工業用電機分直流和交流二大類，據Eu――25(2006)統計數據口l顯示，歐盟在用的工業電動機中，交流電動機占96．2％，直流電動機占3_8％。在交流電動機中，三相感應電動機占87％，單相感應電動機占4％，同步電動機占5％，交直流兩用電動機占4％，三相感應電動機又分籠型和繞線型轉子兩種，但繞線型轉子感應電動機使用較籠型感應電動機少得多。籠型感應電動機具有成本較低，可靠性好，維護簡單，通過調速驅動易于控制等優點，且三相籠型感應電動機消耗的電能占全部工業電動機消耗電能的90％以上，因此，世界各國都將提高三相籠型感應電動機的效率作為提高電機本體效率研究的重中之重。除此之外，近十多年來發展較快的節能電機還有稀土永磁電機和開關磁阻電機等。
三、高效節能電機的主要原理及節能效果
高效節能電機，從字面上解釋，就是具有效率值高的通用標準型電動機，是采用新型電機設計、新工藝及新材料，通過降低電磁能、熱能和機械能的損耗，提高輸出效率；即有效輸出功率比輸入功率的百分值高的電機。高效節能電機與標準電機相比，使用高效節能電機的節能效果非常明顯，通常情況下效率可平均提高4%；總損耗比普通標準系列電動機降低20%以上，節約電能15%以上。以55千瓦電機為例，按高效節能電機比一般電機節電15%，電費每度按0.5元計算，使用節能電機兩年內靠節電可收回更換電機的費用。
電機的節能效果如圖1所示：
電機的效率是電機輸出功率與輸入功率的比值的百分數。電機的輸入功率并不僅用來驅動電機(即輸出功率)，還有一部分將成為電機固有的損耗；電機的主要損耗為銅耗和鐵損。而高效電動機在制造上采用新的鐵磁材料代替普通鐵芯，降低電動機的鐵損；并采用特殊的下線工具，提高定子槽滿率，增加銅線的截面，減少銅耗；提高制造精度，降低雜散損耗。另外，高效電動機由于定子鐵芯、轉子鐵芯均采用高導磁、低損耗的優質電工硅鋼片構成，且制造工藝較先進，所以電機在運行中各種損耗較低，功率因數高，運行熱穩定好，使用壽命長。高效節能電機除選用了高質量的銅繞組和硅鋼片等措施外，還采用新材料、新工藝及優化設計的多項措施，可以降低電動機的空間尺寸。
四、高效節能電機在電廠中的主要作用及選用條件
發電廠承擔著全國大部分電能供應的任務．同時發電廠的生產過程完全是機械化和自動化的．需要許多以電動機拖動的機械為其主要和輔助設備服務．因此是電能消耗的大戶。目前，電力行業的競爭非常激烈．但關鍵還是制造成本的競爭，所以降耗增效工作就顯得極為重要。
發電機組的主要經濟技術指標有三個：發電量、供電煤耗和廠用電量。這些指標之間都是相互聯系相互影響的。如廠用電率每變化1％對供電煤耗的影響系數為3．499％、負荷率每下降1個百分點影響廠用電率升高O．06個百分點。以裝機容量1000MW．如按額定工況運行，廠用電率按4．2％計算．廠用電消耗的容量就達5O．4MW．每年消耗的電量約30240xlO4kW．h：如果將廠用電的消耗降低5％．每年可節省廠用電消耗的電量約160MW．h．按平均上網電價O．35元／kW．h計算．可增加售電收入530余萬元，經濟效益非常明顯。從宏觀角度上看，如果火力發電廠平均廠用電率降低．對緩解資源短缺和環境保護的壓力．提高火電廠經濟效益．抑制日益增長的廠用電率，保證我國國民經濟的可持續發展具有重要的意義。
雖然高效電動機比標準電動機效率高．但從造價上看和制造成本上，在同等情況下，高效電動機價格將比普通電動機高出30％，這必然會增加工程的初始投資。雖然價格高于普通Y系列電動機．但從長期運行考慮．只要能合理選用電機，經濟性還是明顯的。因此．在電廠輔機設備選型和招標時．必需有目標的選擇合適的設備采用高效節能電機。
工藝專業做了大量優化，取消了電動給水泵；電動引風機取消，采用汽動引風機驅動；但仍有諸多高壓電動機作為水泵、風機、壓縮機、膠帶輸送機等主要設備的驅動設備。所以根據本工程特點．建議從如下三個方面考核并選用輔機設備的電動機能耗和效率：進行重點考核和評估．以獲得最大的經濟效益：
1、針對本工程電廠中運行時間長，年運行小時多的電機。對于每年運行時間超過5000小時，負荷率大于70％的電動機．采用高效節能電動機比較合適。以20000kW電動機為例．如改用平均效率提高1％的節能型高效電動機，年平均運行時間按5000小時計算．節電可達100萬kWh。
2、廠用電壓等級高(本工程中6kV或lOkV)．同時消耗廠用電大的大功率電機。
據統計，全國火力發電廠的八種風機和水泵，即送風機、引風機、一次風機、排粉風機、鍋爐給水泵、循環水泵、凝結水泵和灰漿泵，其配套電動機的總容量為15000MW，年總用電量為520億kWh．占全國火電發電量的5．8％提高這些風機和水泵系統運行效率的節能潛力可達300―500億kwh／年．相當于6―1O個裝機容量為IO00MW級的大型火力發電廠的年發電總量在本工程的輔機電機．則重點包括如：風煙系統的送風機和一次風機、制粉系統的磨煤機、循環水和給水系統的凝結水泵和循環水泵等這些大容量風機和水泵的高壓電機：這些高壓輔機所耗的總電量占全部廠用電量的65％一70％，也是最主要的耗電設備，且容量大、耗電多深挖高壓電機節電潛力，是降低耗電量和廠用電率的關鍵和出發點。
五、高效節能電機推廣建議
1、加強政府強制
一是有關部門嚴格按照GB18613-2012標準要求，加強對電機生產企業執行能效標準的監督，對于達不到能效標準的企業堅決予以查處，促使其轉型升級，徹底切斷低效電機來源；二是充分發揮工業固定資產投資項目節能評估審查的約束作用，加強對電機能效方面的專項審查，確保增量電機選用高效電機產品；三是招投標部門嚴格準入準則，禁止配套低效電機的產品參加競標。
2、轉換高效節能電機的推廣和財政補貼方式
近幾年，國家對節能產品補貼分為補貼到用戶和補貼到制造商兩種，補貼到用戶（節能電器、汽車等）的市場情況較好，而補貼給制造商（高效電機）的市場情況就不太理想，原因就是補貼過程復雜，企業要將應用高效電機的用戶信息反饋到政府后才能領到補貼，而終端用戶也沒有直接感受到高效電機財政補貼的優惠政策。建議高效電機推廣也采用補貼到終端用戶財政補貼方式。
3、加快合同能源管理模式進行電機系統節能改造
電機系統節能改造，涉及電平衡測試、方案設計、系統優化等技術的整合，專業性較強，掌握核心技術、服務質量高、資源整合能力強的節能服務公司具備這樣水平。政府應當制定單獨的電機系統節能改造推進和補貼政策，并協調金融部門建立易于操作的投資合作平臺，加大對高效電機推廣及電機系統節能技術改造合同能源管理項目的金融信貸支持。
六、結束語
綜上所述，電廠的發展需要更加重視高效節能電機的使用，不斷研究更加高效和節能的電機，提高電廠的生產效率，節省電廠的能耗，提升電廠運行的質量和水平。
【參考文獻】
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節能電機范文第4篇
【關鍵詞】龍門吊發電機組雙速節能系統；節能
1 龍門吊發電機組雙速節能系統的意義
如今，集裝箱運輸在物流行業蓬勃發展，輪胎式集裝箱吊機龍門吊在集裝箱碼頭的堆場里也得到了廣泛的運用。以前集裝箱碼頭堆場之所以用輪胎式集裝箱吊機（龍門吊）是因為它的流動性很強，很便于調度和管理。但龍門吊主要是靠柴油發電機組提供動力，現在能源短缺油價上漲，對于以龍門吊為主要設備的集裝箱堆場來說成本不斷的增加。在能源形勢日趨嚴峻的今天，節能降耗已經成為社會和企業共同關注的話題。它不僅能夠減少社會能源的損耗，而且能夠增加企業的經濟效益。港口作為一個大的能耗企業，節能降耗勢在必行。
據統計，一臺龍門吊的發電機組每天大約有50%的時間是工作在待機時間，發電機組在待機時接近空載狀態，僅僅驅動不到40Kw的輔助設備工作，400Kw的發動機組僅驅動40Kw的負載，造成很大的浪費
調查數據顯示，發電機組在空載及低負載（常用功率的10%）情況下，怠速運行比全速運行要更省油。這在龍門吊發電機組節能降耗方面是一個很好的發展方向。
2 龍門吊發電機組雙速節能系統的原理
2.1 對于龍門吊柴油發電機組油耗的數據分析
下面我們以一臺常用功率400KW (備用功率440KW) 的玉柴發動機YC6T600D為例進行分析，柴油發電機組在怠速運行（900 r/min）和全速運行（1500 r/min）情況下的油耗進行綜合分析如下：在負載功率為10KW時，柴油機全速時油耗為14.75L/h,柴油機怠速時油耗為6.42L/h,剩油百份比為56.5%；在負載功率為20KW時，柴油機全速時油耗為17.05L/h,柴油機怠速時油耗為7.79 L/h,剩油百份比為54.3%；在負載功率為30KW時，柴油機全速時油耗為18.86L/h,柴油機怠速時油耗為9.45 L/h,剩油百份比為50.0%；在負載功率為40KW時，柴油機全速時油耗為20.86L/h,柴油機怠速時油耗為10.86 L/h,剩油百份比為48.0%。
2.2 我們進行反復的試驗從而得出了結論
由上一系列數字分析可以得出，發電機組在低負載情況下（常用功率的10%），怠速運行與全速運行相比有很大的省油效果。負載在40KW 以內要省油48%以上。而且負載越低，省油量越大。由此可以得出，港口龍門吊發電機組變速節能系統的研究與運用將有重大的現實意義。
2.3 綜合分析研究得出了龍門吊發電機組雙速節能系統的原理
根據集裝箱堆場的工作特點，龍門吊的工作是有閑時和忙時之分的，我們是利用龍吊的閑時時間，把柴油機的速度控制到怠速，此時龍門吊處于節電狀態；而龍門吊需要工作時再把柴油機轉為全速。
3 龍門吊發電機組雙速節能系統的原理分析
3.1 當龍門吊柴油機速度1500rpm時， 發電機發出的是460V 50HZ 的點，此時供給龍門吊大車，小車和起升各個變頻器為460V 50HZ,而其他用電設備包括380V用電器、220V輔助裝置、110VPLC電源和24V 12V電源等都是經過460V電源經過變壓器分級變壓再變成所需的電源。
3.2 當柴油發電機組控制器接受到節能轉換信號時，節能轉換開始工作，此時柴油機轉換為怠速900rpm，切換時間大約在2~5 秒，同時系統接受到怠速指令后控制發動機進行轉速切換，通過專用AVR（電子調壓器）控制勵磁輸出，此時發電機發出280V 30HZ的電源。
3.3 此時動力裝置的線路被切斷不能工作，280V電源被送到變頻穩壓裝置中，通過變頻和穩壓后輸出為220V 50HZ 的電源，這電源就供給輔助系統包含空調、工作照明等。
4 現發電機組怠速運行發電需要克服的問題主要有以下幾點：
4.1 發動機控制
要求能夠結合輸入的指令信號對發動機進行方便快捷的怠速/全速切換。對于發動機的怠速/全速切換采用雙位選擇開關，此開關安裝在駕駛室里，由駕駛室遠程控制柴油發電機組，柴油機控制線路做出了改動。
4.2 發電機勵磁控制
發電機組在怠速運行時，轉速為900 轉/分鐘，此時發電機輸出電壓頻率為30HZ。而一般的AVR（電子式調壓板）只有在發電頻率達到45HZ 以上時才能開始工作，對發電機進行勵磁輸出控制。就Stamford 和Marathon兩種品牌的發電機而言，其額定頻率/電壓下的發電機勵磁線圈持續工作時允許的最大勵磁電流不能超過3.5A，所以AVR 持續勵磁輸出電流一般小于3.5A，但是在怠速時，因為磁切割速度的限制以及磁場飽和的原因，在保證勵磁系統安全的情況下，只能限制發電機的輸出電壓，經測試，對于400V 電壓等級，30Hz 時的輸出電壓在280V 較為安全可靠。發電機組要進行怠速/全速切換，要求AVR 能在30HZ 和50HZ 兩種不同狀態下都能對發電機進行穩定的勵磁控制。
4.3 輸出電源變頻和穩壓
發電機組怠速運行發電時，頻率為30HZ，電壓為280V。為了使被驅動的輔助設備的電源供應正常，必須對輸出電源進行變頻和穩壓。
5 結束語
龍門吊是現代集裝箱堆場里的運用是越來越普遍，龍門吊的流動性強，工作效率高這些特點是現而易見的，但現時龍門吊最主要還是用柴油發電機組供電，柴油價格昂貴，龍門吊柴油發電機組雙速節能系統是一種節能效果很明顯的節能系統，它是利用龍門吊本身的工作特點來節能，而且也不需要投資很昂貴的設備，而且可以把柴油利用的效率提高了許多，大大的節約了企業的成本，同時也減少了污染物的排放。總之，龍門吊柴油發電機組雙速節能系統非常有發展潛力，值得推廣。
參考文獻：
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節能電機范文第5篇
關鍵詞：異步電機 輕載 降壓節能 功率因數
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（c）-00-02
三相異步電機應用范圍非常廣泛，它在運行時，所帶負載經常處于變化狀態，在輕載或空載的狀態運行時，就會增大功率損耗，因此對于長期處在空載或輕載狀態下運行的異步電機，有很大的節能空間。一般有三種方式可以使異步電動機在運行時達到節能的目的：一是調速技術；二是降低定子電壓節能；三是優化電動機本體設計節能。
在研究異步電動機的降壓節能時，需輕載狀態下對電機功率因數檢測，傳統的功率因數的檢測，需要對電壓、電流的相位角進行精確測量，所需元件較多，運算比較復雜，而且所需成本過高，本文提出的檢測方法是，采用全周波傅氏算法，每隔固定時間對交流信號進行采樣，采樣信號經離散傅里葉變換的方法計算功率因數，無論從響應速度還是計算的精度方面來看都能達到比較好的效果，通過傅氏算法可以很方便的算出電壓，電流的相位，從而算出功率因數。
1 降壓節能原理分析
異步電機功率因數和效率的變化與負載率有關，當異步電動機在額定負載率下運行時，此時的的功率因數和效率值都很高。在電機輕載運行時，功率因數與效率都很低，有較大的降壓節能調節空間。
假設電機在降低的相電壓和額定電壓兩種端電壓下的負載為同一負載，則有以下2種情況的效率之比。
式中，，分別為電機端降低的相電壓和額定相電壓；，分別為兩種電壓下電機定子電流，為功率因數。
不計磁飽和作用和集膚效應， 額定電壓及降壓時電機的各阻抗參數基本不變， 由異步電動機近似等值電路的電機阻抗
式中在電機輕載時起端電壓不很小的情況下，轉差率S的大小在額定轉差率附近，是數量級較小的數。S為一較正系數，用于減小近似產生的誤差，同一電機S為一校正系數，用于減小近似產生的誤差，同一電機基本不變。考慮上式得
式中：Z，Z分別為輕載時降壓及額定電壓下的電機阻抗、S，S分別為兩種電壓下電機的轉差率。將式（3）代入式（1）得
由上式知，只有當大于1時，輕載降壓時電機的運行效率才大于額定電壓時的效率，才能實現節能。降壓后的功率因數的近似計算公式：
其中m為負載系數，為調壓比，即減低的電壓與額定電壓之比；為額定空載電流與額定電流之比；為額定功率因數。
由式（5）知，輕載時，降低電機的端電壓可提高功率因數。由于異步電機的機械特性，所帶負載相同時，端電壓降與起轉差率成反比。分析這2個因素的變化情況，根據式（4）可得出以下結論：盲目的降低端電壓未必就能起到降壓的效果，只有當電壓的降低程度大于轉差率及功率因數的上升程度時，才能使降壓時電機的運行效率提高。
2 功率因數角計算方法
傳統的檢測功率因數角的方法是通過電動機的相電壓同步信號檢測電路和利用晶閘管的自關斷特性建立的相電流過零點檢測電路獲取的，硬件的方法簡單易用，但是需要增加額外的硬件資源，且容易受器件零點漂移和高次諧波的影響，還占用計算機外部中斷。相比之下，軟件方法獲取功率因數使用靈活，投資較少，因而本設計采用軟件方法獲取功率因數。
軟件方法獲取功率因數的方法有很多，除了傳統的電壓過零點法，還有基于插值的正交法、最小二乘法、卡爾曼濾波法的方法等。但是，這些方法大多計算量偏大，計算速度慢，影響了實際應用。
2.1 傅氏算法的功率因數計算
傅氏算法是根據數學中的傅里葉級數展開的，將非正弦的周期電壓、電流信號分解為一系列不同頻率的正弦量之和，根據線性電路的疊加定理，在各個正弦量單獨作用下，電路中產生同頻正弦電流分量和電壓分量，然后把所得分量按時域形式疊加，得到電路在非正弦周期激勵下的穩態電流和電壓，這種方法稱為傅氏諧波分析法。實質上是把非正弦的周期電流或電壓的計算化為系列正弦電流、電壓的計算。
傅氏級數說明，任何一個周期函數（周期為T），均可分解成直流分量、基波分量和次諧波分量，其數學表達式為：
式中，ω1為基波角頻率，a0為直流分量，a1和b1為基波的實部和虛部，an和bn（n≥2）為各次諧波的實部和虛部，cn為基波或諧波對應的幅值，φn為對應的相位。
利用梯形法可以得到和的離散化
形式：
式中，N為基波信號的一周波采樣點數；xk為第k次采樣值。
式（7）和式（8）就是適合與微機保護的離散化算法。傅氏算法本身具有一定的濾波作用，能夠完全濾掉直流分量和各整次諧波，由此可見，用傅氏算法可以求取基波的有效值和相角，從而獲得功率因數值。
2.2 功率因數計算的數據采集與計算
數據點的采集是通過A/D芯片完成的，A/D與處理器的通信采用四線全雙工串行接口協議（SPI），時序控制與數據傳輸由SEP4020的SPI同步串行接口（SSI）自動完成。每采樣四次，進行一次傅氏計算。傅氏計算用到的采樣點是20個，所以對于采樣信號數據，需要至少保存24個。這里，使用一個長度為24的循環buffer來存放數據。
對于在傅氏運算中會頻繁用到的sin（2πk/N）、cos（2πk/N）（k= 0，1，2，…，N）等三角函數的值，在系統初始化的時應將這些值事先計算出來保存到一資格個表中，然后在運算過程中以查找表的形式直接獲取。
對于傅氏計算得到的實部和虛部求幅值時，需要進行開平方運算。對于開平方運算如果直接調用庫函數的話將很耗資源，所以考慮采取快速算法來提高開平方運算的速度。
對于向量X=a+jb，設：，，則X可以表示為：
用式（11）計算向量值，比用庫函數直接開方節省了很多CPU時間。
由上面的傅氏計算得到A相的電流，電壓的實部，虛部，然后就可以計算得到所需的功率因數，程序流程圖1所示。
3 試驗結果與分析
為了驗證該功率因數計算方法及控制系統的節能效果，對試驗電機進行不同復雜率下的輕載試驗，結果如表1所示。系統采用的控制芯片為SEP4020，是由東南大學國家專用集成電路系統工程技術研究中心自主開發的一款基于ARM7TDMI核的微處理器，主回路采用6只耐壓為4.5KV的KCB-02A1晶閘管模塊，構成三相反并聯調壓電路。試驗電機為Y2-132S1-2型
電機。
從以上數據可知，當電機負載率較低時，節能效果較為顯著，當負載率高于60%時，由于管壓降，諧波等因素的影響，由可控硅調壓控制器供電將增加凈功率損耗。本實驗表明：用晶閘管調壓電路對異步電動機供電，并不總是能夠節能的，若要實現調壓節能，異步電動機必須工作于輕載狀態。
4 結語
在對異步電機輕載節能進行分析時，采取電機降壓提高功率因數的節能方法，電機運行中要時刻監測電機的功率因數，使電機功率因數運行在較為理想的范圍之內，本文提出了傅氏算法的功率因數計算并進行了測試，研究發現該控制器在電機輕載時節能效果較好。但較低負載時，功率因數計算有一定偏差，需要在計算方法上進行修改，使其達到一個較為理想的效果。
參考文獻
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