如何正確使用電機(jī)負(fù)載率?
發(fā)布時(shí)間:2021-03-22 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】電機(jī)負(fù)載率就是實(shí)際負(fù)載功率比額定功率,電動(dòng)機(jī)銘牌上的功率就是電機(jī)的額定功率。一直以來(lái)大家普遍認(rèn)為,超大型電機(jī)尤其是電機(jī)負(fù)載率小于50%的超大型電機(jī),能效不高,應(yīng)該立即更換為負(fù)載與負(fù)載合適匹配的電機(jī)。
電機(jī)能效管理的必要性
節(jié)能減排在當(dāng)今世界是一個(gè)無(wú)法回避的話題,影響著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。作為節(jié)能減排重點(diǎn)工業(yè)領(lǐng)域的電機(jī),用電量約占全國(guó)用電量的60%,節(jié)能潛力巨大。因此電機(jī)的能效管理引起了國(guó)內(nèi)外各方的關(guān)注。2008年,IEC60034-30單速、三相機(jī)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)能效分級(jí),規(guī)定了全球統(tǒng)一的電動(dòng)機(jī)能效能級(jí)(分為IE1-4級(jí),標(biāo)準(zhǔn)、高效、超高效、超超高效)。在我國(guó)也連續(xù)出臺(tái)了各種的電機(jī)的產(chǎn)業(yè)政策和法律規(guī)定,2012年9月1日實(shí)施的《GB18613-2012》規(guī)定2016年9月1日起,中小型異步電動(dòng)機(jī)實(shí)施新標(biāo)國(guó)家二級(jí)能效(超過IE3)標(biāo)準(zhǔn)。但是采用了高能效電機(jī)的電機(jī)后,電機(jī)的能效的提升還和電機(jī)的負(fù)載率有著重要的關(guān)系。
電機(jī)負(fù)載率與能效的關(guān)系
電機(jī)負(fù)載率就是實(shí)際負(fù)載功率比額定功率,電動(dòng)機(jī)銘牌上的功率就是電機(jī)的額定功率。一直以來(lái)大家普遍認(rèn)為,超大型電機(jī)尤其是電機(jī)負(fù)載率小于50%的超大型電機(jī),能效不高,應(yīng)該立即更換為負(fù)載與負(fù)載合適匹配的電機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)和高效節(jié)能電機(jī)的效率通常在滿負(fù)載率的75%左右達(dá)到峰值,而在效率50%以下的負(fù)載點(diǎn)則相對(duì)較低。目前普遍運(yùn)行的電機(jī)中,大功率電機(jī)具有較高的全負(fù)荷效率值和部分負(fù)荷效率值,小型的電機(jī)在50%負(fù)荷點(diǎn)以下的效率下降速度更快。下圖為電機(jī)的運(yùn)行效率與負(fù)載率之間的關(guān)系。
我們?cè)谶x擇電機(jī)功率匹配選擇時(shí),通常根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的功率來(lái)選擇。依據(jù)電機(jī)功率與轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式:T=9550P/n
式中:
P—功率,kW;
n—電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速,r/min;
T—轉(zhuǎn)矩,Nm。
電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩一定要大于工作機(jī)械所需要的轉(zhuǎn)矩,一般需要一個(gè)安全系數(shù)。如果電機(jī)功率選得過小.就會(huì)出現(xiàn)“小馬拉大車”現(xiàn)象,造成電機(jī)長(zhǎng)期過載,使其絕緣因發(fā)熱而損壞.甚至電機(jī)被燒毀。反之,如果電機(jī)功率選得過大.就會(huì)出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象.其輸出機(jī)械功率不能得到充分利用,功率因數(shù)和效率都不高,不但對(duì)用戶和電網(wǎng)不利。而且還會(huì)造成電能浪費(fèi)。依據(jù)電機(jī)的工作制,選擇匹配新電動(dòng)機(jī)時(shí):
1、恒定負(fù)載連續(xù)工作方式(S1工作制),如果知道負(fù)載的功率(即生產(chǎn)機(jī)械軸上的功率)P(kW)可按下式計(jì)算所需電機(jī)的功率P(kW):
P=P1/n1n2
式中:n1為生產(chǎn)機(jī)械的效率;
n2為效率;即機(jī)械結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)效率。
按上式求出的功率不一定與產(chǎn)品功率相同。因此,所選電機(jī)的額定功率應(yīng)等于或稍大于計(jì)算所得的功率。
2、短時(shí)工作額定的方式(S2工作制),在恒定負(fù)載下按給定的時(shí)間運(yùn)行,該時(shí)間不足以使電機(jī)達(dá)到熱穩(wěn)定,隨之即斷能停轉(zhuǎn)足夠時(shí)間,使電機(jī)再度冷卻到與冷卻介質(zhì)溫度之差在2K以內(nèi)。這種方式下應(yīng)選擇短時(shí)工作定額的電機(jī),這種電機(jī)最大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,體積重量小,價(jià)格低。
3、斷續(xù)工作的方式(S3工作制),對(duì)于斷續(xù)工作定額的電機(jī),其功率的選擇、要根據(jù)負(fù)載持續(xù)率的大小,選用專門用于斷續(xù)運(yùn)行方式的電機(jī)。
智能電機(jī)負(fù)載率的計(jì)算方法
智能電機(jī)是工業(yè)驅(qū)動(dòng)控制領(lǐng)域與大數(shù)據(jù)平臺(tái)發(fā)展融合而產(chǎn)生的新型電機(jī)系統(tǒng),它集成了電機(jī)的運(yùn)動(dòng)、診斷、保護(hù)、控制、通訊等功能,可實(shí)現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)的自我診斷、自我保護(hù)、自我調(diào)速、遠(yuǎn)程控制等功能。隨著我國(guó)裝備制造業(yè)向高、精、尖方向發(fā)展及工業(yè)化、信息化兩化融合,智能電機(jī)的發(fā)展將成為必然的趨勢(shì)。智能電機(jī)通過數(shù)據(jù)采集終端采集電機(jī)實(shí)時(shí)的電流、電壓、功率因數(shù)等信號(hào)后,通過下面三部確定電機(jī)運(yùn)行的負(fù)載率:
1、確定電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入功率
2、確定額定輸入功率
3、確定負(fù)載率
智能電機(jī)負(fù)載率能效匹配原則
1、電機(jī)實(shí)際工作的負(fù)載率長(zhǎng)期運(yùn)行在75%左右,則表明所選電機(jī)的功率合適,能效匹配度好。
2、電機(jī)實(shí)際工作的負(fù)載率在小于70%長(zhǎng)期運(yùn)行,則表明電機(jī)的功率選得過大(即大馬拉小車)應(yīng)調(diào)換功率較小的電動(dòng)機(jī)。
3、電機(jī)實(shí)際工作的負(fù)載率長(zhǎng)期運(yùn)行在100%以上.則表明電動(dòng)機(jī)的功率選得過?。葱●R拉大車),應(yīng)調(diào)換功率較大的電機(jī)。
智能電機(jī)負(fù)載率匹配意義
智能電機(jī)通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)可以對(duì)電機(jī)運(yùn)行的負(fù)載率進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示并存儲(chǔ)分析,通過表格、曲線等方式靈活便利的給出工廠內(nèi)現(xiàn)有電機(jī)的負(fù)載率匹配情況,如圖所示,為某工廠水泵電機(jī)24小時(shí)電機(jī)運(yùn)行負(fù)載率變化圖。同時(shí)智能電機(jī)后臺(tái)管理系統(tǒng),通過大數(shù)據(jù)的手段,可以給出電機(jī)的負(fù)載率匹配報(bào)告,將運(yùn)行電機(jī)中負(fù)載率過低和過高的電機(jī)甄別出來(lái),以更換功率匹配的高效能電機(jī),從而達(dá)到資源配置優(yōu)化,節(jié)能降耗的目的。
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