分析電機節電器的節電原理與性能特點

電機節電器節電原理
??? 電動機是工礦企業生產中使用量及耗電量最多的一種電氣設備。在電機拖動系統中，往往以最高負載量加上裕量來設計參數及選型，而在實際的運行中，大部分的電動機不是滿載運行，而是工作于滿電壓、滿速度而負載荷較小的狀態；對于負載波動頻繁的電機，在滿載運行的同時，也會有很大比例的空載運行時間。
??? 負載的變化會隨著實際需求變化，因此，大多數情況存在大功率電機拖動小負載的情況（即常說的“大馬拉小車”）。由電機設計和運行特性可以知道，電動機在滿載運行時效率最高,功率因數COSΦ最佳；輕載運行效率降低、COSΦ也降低，空載時COSΦ甚至降到0.3以下，所以在輕載運行時電機的電能浪費較大。
??? 這是因為當電機從滿載變化到輕載、空載時，定子電流有功分量減小，而勵磁的無功電流基本不變（所以COSΦ降低）；由于勵磁無功電流基本不變，則空載損耗中占主要成份的定子鐵損耗，一點沒有減少，所以效率很低。
??? 下圖表示典型的電機損耗與負荷的關系。

??? 如果適當降低定子電壓，見電機定子感應電勢公式：
???? U1≈E1=4.44F1N1KN1Φm?? 其中: N1—定子每相繞組串聯匝數；F.K.N1是常數。
??? 由于輕載、空載時定子電流很小，可以忽略定子繞組的漏阻抗壓降，所以U1≈E1，當其它條件不變時，降低定子電壓U1，則Φm比例下降,也即勵磁無功電流IM也成比例下降，這樣定子電流中的無功分量減少了，COSΦ就提高了，適當控制可以接近最佳值。
??? 另外，其它條件不變，定子鐵耗：PFel= PFeIN ×(U1/ UIN)2
??? 其中：PFel—定子鐵耗；PFeIN —定子額定鐵耗；UIN —定子額定端電壓。
可以看出，隨著U1下降，PFel以平方比例迅速下降，這樣輕載、空載時占主要損耗的鐵耗大量減少，使電機的運行效率大大提高，這就是電機節電器輕載降壓節電的道理。

電機節電器的性能特點

??? 中礦電機節電器通過內置的工業計算機實時檢測電動機的負荷情況，分析負載大小和變化趨勢，計算出供給電動機最佳電壓、電流，通過快速控制可控硅的導通角的大小，控制電機的供電電壓，使電機的輸出功率與負荷轉矩精確匹配。使電機可在空載和大多數負荷情況下保持較高恒定的電機效率。
其控制原理圖如下：

??? 同時，電機節電器還具備完善的軟啟動和軟停車功能，可電機連續平滑地啟動，消除了常規啟動方式伴隨電機啟動所產生的機械沖擊和大啟動電流，有效降低軸承和皮帶的磨損及鏈條、齒輪的機械應力，從而延長電機的使用壽命，降低維護成本，盡可能地降低用電費用。
??? 電機節電器通過電流和電壓監測實現對電動機的全面保護，包括過載，限流，短路，缺相，欠壓/過壓，等多項保護，還能實現故障時自動旁路運行，設備正常運行。
??? 電機節電器安裝方便，直接串接在原電機主回路中，不改變原來和操作方法，而且方便實現就地控制，遠程控制，集中控制等多種方式。
??? 電機節電器的適用于異步感應電機的節電控制，可廣泛應用于各種動力設備和加工機械上負荷頻繁變化或轉速恒定，但不滿負荷運行電機，尤其是低負荷率，低功率因數節電效果更為顯著。