電動機是電氣化的主要動力機械，也是電網(wǎng)中主要的耗能設(shè)備。在中國，約 10億臺交流電動機投入使用，耗電占電網(wǎng)總負荷的60%，占整個工業(yè)用電的70%。中國權(quán)威能源機構(gòu)的報告指出，我國約有六成的電動機在低于設(shè)計額定負荷60%的欠負荷狀態(tài)下運行，在此狀態(tài)下運行的電動機，高達30%的用電被浪費掉，為此，我國制定了《中華人民共和國節(jié)能法》及相關(guān)節(jié)能技改的貸款和稅收等優(yōu)惠政策,鼓勵企業(yè)采用新技術(shù)產(chǎn)品以降低能耗。
一、電動機節(jié)能的必要性與緊迫性
據(jù)第四屆全國電機保護與電工節(jié)能技術(shù)會議的資料，全國目前在役電動機中，尚有 40000萬KW的高能耗電動機（損耗占額定出力的10%-23%），其中50%又屬于需要淘汰的高能耗產(chǎn)品；全國每年被燒毀電動機的數(shù)量在20萬臺次以上，因此而花費的修理費達20億元左右，造成的停工停產(chǎn)損失高達百億元。
電動機的節(jié)能有兩方面的技術(shù)途徑：一方面是進行電機本體結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進和新材料的采用，對老電機進行更新改造；另一方面是改進電動機運行的外部環(huán)境。
相控節(jié)電技術(shù)采用改善電動機外部運行環(huán)境實現(xiàn)動態(tài)電量管理，是與變頻器互補的交流電機兩大主流節(jié)電技術(shù)之一。
二、相控技術(shù)特點
相控技術(shù)采用閉環(huán)反饋系統(tǒng)進行優(yōu)化控制，通過實時測量電動機的電壓與電流波形，由于電動機為一感性負載，其電流與電壓波形通常存在一相位差，該相位差的大小與其負載的大小有關(guān)。相控器將實際相位差與依據(jù)電動機特性的理想相位差進行比較，并依此來控制 SCR可控硅整流橋觸發(fā)角以給電動機提供優(yōu)化的電流和電壓，以便及時調(diào)整輸入電機的功率，實現(xiàn)“所供即所需”。
相控技術(shù)采用了可控硅半導體與集成芯片檢測與控制觸發(fā)系統(tǒng)來實現(xiàn)無觸點開關(guān)功能，其檢測和控制集成芯片的高速處理特性和 SCR的快速反應(yīng)特點，使得相控器裝置能自動處理各種工況下的電動機動態(tài)特性， 具有軟啟動、節(jié)能、優(yōu)化運行及保護等特性。
1、軟啟動特性
許多年來，全電壓硬啟動經(jīng)常損壞電動機和設(shè)備，相控器能檢測電動機的負荷與提供給電動機的功率，在不減少啟動力矩的前提下，相控器僅提供給電動機啟動過程中所需要的功率，且啟動時間可在 0秒-30秒范圍內(nèi)根據(jù)需要設(shè)定,啟動過程是平滑無級的。
軟啟動可有效地降低電動機的啟動電流，其啟動電流僅為標準電機硬啟動電流的50%，是高效電動機硬啟動電流的20%。軟啟動的限流特性可有效限制浪涌電流，避免不必要的沖擊力矩以及對配電網(wǎng)絡(luò)的電流沖擊，有效地減少線路刀閘和接觸器的誤觸發(fā)動作。對頻繁啟停的電動機，可有效控制電動機的溫升，大大延長電動機的壽命。
2、節(jié)能特性：
交流感應(yīng)電動機通常消耗的電能大于其實際需要的電能，特別是當其運行在欠載狀態(tài)，該多余的電能以震動、發(fā)熱、噪音和鐵磁損耗等的形式耗散掉。相控技術(shù)的柔性化能量管理模式，在配電系統(tǒng)和交流電機之間建立有效的電機能量監(jiān)控方式，在輕載或空載狀態(tài)下實時將電機的運行電流、電壓和功率調(diào)低，實現(xiàn)節(jié)能運行的目的。
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