農(nóng)用交流電動(dòng)機(jī)的節(jié)能措施

交流電動(dòng)機(jī)是目前農(nóng)村常用的動(dòng)力。電動(dòng)機(jī)的廣泛應(yīng)用，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要的作用。然而，由于選擇、安裝、使用或維護(hù)不當(dāng)，常導(dǎo)致農(nóng)用電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率不高，電能損耗過(guò)大。如何解決農(nóng)用電動(dòng)機(jī)電能損耗過(guò)大、效率不高的問(wèn)題呢?

(1) 選用高效節(jié)能功率因數(shù)高的電動(dòng)機(jī)

新購(gòu)進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)首先考慮選用高效、節(jié)能、高功率因數(shù)的品牌，然后按需要考慮其他性能指標(biāo)，以利節(jié)約電能。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)盡量選用Y系列(或YX等)節(jié)能型電動(dòng)機(jī)。另外，只要有三相電源的地方一定選擇三相電動(dòng)機(jī)，這是因?yàn)橄嗤β实娜嚯妱?dòng)機(jī)比單相電動(dòng)機(jī)體積小、質(zhì)量輕、振動(dòng)小、效率高。

(2) 合理選擇農(nóng)用電動(dòng)機(jī)的功率

選擇農(nóng)用電動(dòng)機(jī)功率的大小要根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械的需要。如果電動(dòng)機(jī)額定功率選得過(guò)大，不但會(huì)使投資費(fèi)用增大，運(yùn)行費(fèi)用增加，而且電動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷下運(yùn)行，其功率輸出和功率因數(shù)都不高，造成電能的浪費(fèi)；如果電動(dòng)機(jī)額定功率選小了，會(huì)使電動(dòng)機(jī)壽命降低甚至損壞。因此，要根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的需要和工作方式，通過(guò)計(jì)算才能正確選擇。一般來(lái)說(shuō)，可按以下要求選擇電動(dòng)機(jī)的功率：若農(nóng)業(yè)機(jī)械與電動(dòng)機(jī)之間是直接傳動(dòng)，所選電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)是被拖動(dòng)機(jī)械功率的1.0～1.1倍；若農(nóng)業(yè)機(jī)械與電動(dòng)機(jī)之間是帶傳動(dòng)，則所選電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)是被拖動(dòng)機(jī)械功率的1.05～1.15倍。

(3) 提高電動(dòng)機(jī)本身的效率

在負(fù)荷很小或電動(dòng)機(jī)在戶外冬天使用時(shí)，停用冷卻風(fēng)扇將有利于降低能耗。

(4) 并聯(lián)移相電容器

異步電動(dòng)機(jī)在感性負(fù)載下運(yùn)行時(shí)要消耗一定的無(wú)功功率，使得電機(jī)的功率因數(shù)不高，如果用電容器給電機(jī)就地補(bǔ)償，就能大大減少無(wú)功損耗，同時(shí)由于電容補(bǔ)償后的總電流減小，使得線路的有功損耗也有所減少。通常要求補(bǔ)償后的功率因數(shù)在0.92～0.96之間，如果再提高，則需更大的投資，不經(jīng)濟(jì)。

(5) 根據(jù)負(fù)載大小改變電動(dòng)機(jī)接法

農(nóng)用電動(dòng)機(jī)一般一機(jī)多用，而所拖動(dòng)的農(nóng)用機(jī)械需用的動(dòng)力常常大小不一。在這種情況下，可改變電動(dòng)機(jī)接法使電動(dòng)機(jī)的輸出功率與農(nóng)用機(jī)械需要的功率匹配。常用的方法有兩個(gè)：一是把三角形聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)改為星形接法，接在線電壓為380V的電源上，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率是額定功率的34％左右。例如380V三角形接法10kW的三相異步電動(dòng)機(jī)改接成星形，接在線電壓為380V的三相電源上使用，此時(shí)該電動(dòng)機(jī)的輸出功率是3.4kW左右。二是把三相異步電動(dòng)機(jī)改接成單相異步電動(dòng)機(jī)，星形接法與三角形接法的三相電動(dòng)機(jī)改接方法相同。打開三相異步電動(dòng)機(jī)的接線盒，在任意兩相電源接線端子之間接入一電容器。例如把電容器接在V1和W1之間，此時(shí)將單相電源接在U1和V2或W1之間(假設(shè)電源接在U1和V1之間電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，則電源接在U1和W1之間電動(dòng)機(jī)會(huì)反轉(zhuǎn))，三相異步電動(dòng)機(jī)就改裝成了單相異步電動(dòng)機(jī)。此法特別適合在沒有三相電源的場(chǎng)合使用三相異步電動(dòng)機(jī)。其中電容器的容量可用公式C=KP求得，C是電容器的容量，單位是微法(μF)；P是電動(dòng)機(jī)的功率，單位是千瓦(kW)；K是經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，三相異步電動(dòng)機(jī)星形聯(lián)接時(shí)取0.06；三角形聯(lián)接時(shí)取0.1。例如10kW的三相異步電動(dòng)機(jī)星形聯(lián)接時(shí)C=KP=0.06×10=0.6μF：10kW的三相異步電動(dòng)機(jī)三角形聯(lián)接時(shí)C=KP=0.1×10 =1μF。

當(dāng)把三相異步電動(dòng)機(jī)改接為單相異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，又可以有2種選擇。一種是改接為單相電容電動(dòng)機(jī)，如上改接即可，功率為原電動(dòng)機(jī)的70％左右；另一種是改接為單相電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其功率為原機(jī)的40％左右。當(dāng)改接成單相電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，須再添加一個(gè)時(shí)間繼電器。接線方法是，把時(shí)間繼電器的延時(shí)斷開，瞬時(shí)閉合常閉觸頭串聯(lián)在電容器回路中，時(shí)間繼電器的線圈并聯(lián)在單相電源兩端(時(shí)間繼電器線圈的額定電壓要與電源電壓相同)。接好電路后，調(diào)整時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間，就可以正常工作。它的工作原理是，當(dāng)接通電源時(shí)，時(shí)間繼電器和電動(dòng)機(jī)同時(shí)獲電，電容器回路接通。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的80％左右時(shí)(通過(guò)調(diào)整時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間實(shí)現(xiàn))，時(shí)間繼電器的延時(shí)斷開，瞬時(shí)閉合常閉觸頭斷開，切斷電容器回路，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

(6) 電源電壓應(yīng)盡可能對(duì)稱并避免電壓過(guò)低

電動(dòng)機(jī)的三相電壓不平衡時(shí)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)產(chǎn)生負(fù)序磁場(chǎng)，形成負(fù)序電流與負(fù)序轉(zhuǎn)矩，從電動(dòng)機(jī)軸上吸收一部分功率并消耗在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，使輸出的機(jī)械功率降低；同時(shí)，負(fù)序磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子上還引起額外的損耗，使電動(dòng)機(jī)總損耗增加。如果能盡量平衡電網(wǎng)的三相負(fù)荷，使電動(dòng)機(jī)電源的三相電壓對(duì)稱，就能避免電動(dòng)機(jī)部分額外損耗。

(7) 使電動(dòng)機(jī)在最高效率下運(yùn)行

異步電動(dòng)機(jī)有功損耗中的鐵損(不變損耗)等于銅損(可變損耗)時(shí)效率最高，然而，此時(shí)并不是出現(xiàn)在額定負(fù)載處，而是小于額定負(fù)載。對(duì)于農(nóng)村用得最多的中小型異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，一般出現(xiàn)在約3／4額定負(fù)載處。假如我們使電動(dòng)機(jī)在最高效率下運(yùn)行，能量損耗就最小。

(8) 盡量減少線損

為減少線損，導(dǎo)線截面應(yīng)滿足載流量要求，導(dǎo)線長(zhǎng)度應(yīng)盡量縮短，導(dǎo)線聯(lián)接部位應(yīng)符合規(guī)范要求。

(9) 選用節(jié)能低耗的調(diào)速方式

電動(dòng)機(jī)作為農(nóng)用機(jī)械的驅(qū)動(dòng)源。在許多情況下都是恒速運(yùn)行的，沒有根據(jù)負(fù)荷變化輸出與之相匹配的功率，浪費(fèi)了大量的電能。因此，電機(jī)調(diào)速節(jié)能值得關(guān)注。以風(fēng)機(jī)、水泵為例，傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式采用閥門節(jié)流或風(fēng)門擋板，僅改變了通道的流通阻力，驅(qū)動(dòng)源功率并沒有改變，增加了無(wú)用功，產(chǎn)生了大量的電能浪費(fèi)。若采用變頻調(diào)速方式，使電機(jī)適應(yīng)于負(fù)載變化，節(jié)能可達(dá)30％以上。目前，農(nóng)用電動(dòng)機(jī)節(jié)能調(diào)速可采用調(diào)壓調(diào)速器、變極電動(dòng)機(jī)、電磁耦合調(diào)速器或變頻調(diào)速裝置等方式。

(10) 正確使用與保養(yǎng)

雖然看似簡(jiǎn)單，但正確的使用與保養(yǎng)卻對(duì)農(nóng)用電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率起著至關(guān)重要的作用。使用者不可掉以輕心。