【皖南電機導(dǎo)讀】：當(dāng)前，交流異步電動機被廣泛應(yīng)用于相關(guān)領(lǐng)域中。相關(guān)統(tǒng)計資料表明，我國三相異步電動機每年耗電量占總耗電量的60%以上。從三相異步電動機下機床的實際運行情況看，因為“大馬拉小車”這一使用問題，致使電動機的實際運行效率低且能耗高。在實際工作中，實現(xiàn)三相異步電動機降壓節(jié)能和節(jié)能增效是當(dāng)前亟待解決的問題。本文簡要研究和探討了實現(xiàn)三相異步電動機降壓節(jié)能的方法，以期為日后的工作提供參考。

基于交流異步電動機價格低，運維管理簡單、耐用的特點，其被廣泛應(yīng)用于機床切割加工領(lǐng)域中。從其能耗方面看，這種電動機的能耗量極高，在全面貫徹節(jié)能低碳環(huán)保的生活理念下，研究三相異步電動機的降壓節(jié)能情況有極為重要的現(xiàn)實意義。

在實際工作過程中，因為這一電動機是以在最大負(fù)荷下實現(xiàn)正常運行為前提來設(shè)計的，所以，在其運行過程中，負(fù)載運行狀態(tài)的存在致使電動機的整體能耗與效益產(chǎn)出不成正比，并且電能的消耗量極大。鑒于此，需要針對這一問題進(jìn)行深入的研究和探討。

1 節(jié)能電機設(shè)計的著手點

在落實這一設(shè)計理念的過程中，可以從以下三方面入手：

①優(yōu)化和完善電動機本身的工藝、結(jié)構(gòu)、零部件的使用等，在工作中充分融入節(jié)能理念，通過優(yōu)化電動機的參數(shù)降低電動機的整體能耗。

②在電動機轉(zhuǎn)速控制中融入相應(yīng)的變頻節(jié)能技術(shù)。

應(yīng)用這一節(jié)能技術(shù)可以讓電動機在不同運行狀態(tài)下保持不同的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到節(jié)能的目的。在實踐的過程中，要對驅(qū)動電源的電壓和頻率做節(jié)能設(shè)計，保證其轉(zhuǎn)速，以平滑調(diào)節(jié)的方式促使其能夠按照相應(yīng)輸出量優(yōu)化調(diào)整，進(jìn)而實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

③實現(xiàn)電動機的降壓節(jié)能。電動機的損耗是其所輸出的機械損耗與輸入的有功電功率的差值。而在三相異步電動機中，鐵耗和銅耗是其最主要的能耗點。因此，本文主要研究電動機損耗下相應(yīng)的銅損耗和鐵損耗。根據(jù)其與轉(zhuǎn)子電流和工作電壓間的關(guān)系，可以不斷優(yōu)化工作端的電壓，采取降壓的方式實現(xiàn)電動機降壓節(jié)能的目標(biāo)。

2 降耗節(jié)能模塊

2.1 降耗節(jié)能模塊的設(shè)計

在三相異步電動機運行的過程中，可將其工作負(fù)載狀態(tài)分為恒轉(zhuǎn)負(fù)載和變轉(zhuǎn)矩負(fù)載。相關(guān)分析結(jié)果表明，要想實現(xiàn)電動機的降壓節(jié)能設(shè)計，不論電動機處于何種工作狀態(tài)下，都可以降低鐵損耗與銅損耗之和，抑或是降低電動機的輸出功率，為實現(xiàn)降壓節(jié)能的目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

在設(shè)計節(jié)能模塊時，首先要設(shè)計調(diào)壓電力。當(dāng)前交流調(diào)壓電路主要有斬波式和相控式2 種?；谙嗫厥秸{(diào)壓電路下能夠為改變輸出電壓奠定基礎(chǔ)，并且整體結(jié)構(gòu)簡單，實際運行反應(yīng)速度快?；跀夭愋拖碌碾娐穭t是借助相應(yīng)的全控開關(guān)器實現(xiàn)對電源的控制，進(jìn)而為調(diào)節(jié)電動機的輸出電壓奠定基礎(chǔ)，同時，其反應(yīng)速度也比較快。在設(shè)計降壓節(jié)能型電動機模塊時，使用的是第一種交流調(diào)壓電路。接入三相交流電源后，即可得出相應(yīng)的相位差，即2π/3，從而搭建相應(yīng)的調(diào)壓電路。在這一調(diào)壓電路下，借助雙窄脈沖晶閘，負(fù)載能夠通過相關(guān)電路。在實際應(yīng)用的過程中，該電路的優(yōu)勢是接線方便。對于觸發(fā)角調(diào)壓工作機制，當(dāng)觸發(fā)角比續(xù)流角大時，電動機呈調(diào)壓狀態(tài)，能夠保證相應(yīng)的晶閘管一直處于正確觸發(fā)的狀態(tài)；當(dāng)觸發(fā)角在零與續(xù)流角之間時，電流為完整正弦波，調(diào)壓器處于失控狀態(tài)。為了解決這一問題，需要優(yōu)化觸發(fā)脈沖。一般情況下，可以應(yīng)用寬脈沖來解決。在調(diào)壓觸發(fā)模塊上，需要結(jié)合相位條件和脈寬條件進(jìn)行設(shè)計。在相位條件下，要保證觸發(fā)信號與電機電源的電壓是同步的；在脈寬條件下，盡量不要使用單窄脈沖，要使用雙窄脈沖，以滿足脈寬的需求。在應(yīng)用調(diào)壓模塊時，受晶閘管的限制，需要根據(jù)電動機的型號配置相應(yīng)的晶閘管，以滿足電動機的實際運行需求。針對電動機經(jīng)常出現(xiàn)的過載等異常，可通過晶閘管來彌補。對于主回路，需要增設(shè)缺相保護(hù)繼電器保證調(diào)壓的高效運行。

2.2 降壓節(jié)能模型的應(yīng)用效果

實際應(yīng)用情況表明，無論三相異步電動機處于非恒定負(fù)載狀態(tài)下，還是處于恒定負(fù)載狀態(tài)下，應(yīng)用調(diào)壓模塊都能夠起到良好的節(jié)能效果，能夠在降低電壓的基礎(chǔ)上有效提高節(jié)能率，在實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)的基礎(chǔ)上提高該電動機的運行效益，延長其使用壽命。因此，將這一降壓節(jié)能設(shè)計應(yīng)用于機床電機中，能夠在提高生產(chǎn)效益的同時進(jìn)一步落實節(jié)能降耗發(fā)展理念，從根本上提升企業(yè)的競爭力，并為其可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

綜上所述，在三相異步電動機運行的過程中，經(jīng)常會因負(fù)載狀態(tài)的存在而浪費大量的電能，而它又被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域中。因此，為了實現(xiàn)降壓節(jié)能的目標(biāo)，本文明確了落實電動機節(jié)能降壓工作的入手點，完成對這一節(jié)能模塊的設(shè)計，并將其應(yīng)用于普通機床中。結(jié)果表明，該調(diào)壓模塊能夠在降低能耗的基礎(chǔ)上，采用簡單、方便的接線安裝與運行維護(hù)方式提高電動機的實際運行效益，從而為提高相關(guān)應(yīng)用行業(yè)的綜合效益，落實節(jié)能降耗的發(fā)展目標(biāo)，為自身的穩(wěn)健發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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