在工業(yè)企業(yè)中，球磨機的用電量約占企業(yè)總用電量的70%，而異步電機的無功功率一般都在10%以上，功率因數(shù)在0.80-0.85，所以它的用電質(zhì)量直接影響到企業(yè)的電耗，因此對于異步電機目前大多數(shù)企業(yè)均采用就地無功功率補償以提高用電質(zhì)量、減少電能消費、以此降低生產(chǎn)成本。

 

　　一 靜止式進(jìn)相器工作原理及性能特點

 

　　1、靜止式進(jìn)相器工作原理

 

　　采用交－交變頻器將50HZ的工頻電壓轉(zhuǎn)變與電機轉(zhuǎn)子電流同頻的低頻電壓附加在轉(zhuǎn)子回路上，并使該附加電壓滯后轉(zhuǎn)子電流90°，以達(dá)到降低定子側(cè)電流的補償效果；且進(jìn)相器的補償電壓可調(diào)，因此功率因素可調(diào)整到0.98以上。

 

　　2、靜止式進(jìn)相器的特點

 

　　(1)不怕灰塵，參數(shù)易調(diào)節(jié)，無易損件，故障降低，維護(hù)費用低；

 

　?。?）功率因數(shù)能提高到0.95－1，電流下降10％－25％，有效降低損耗；

 

　　（3）直接改善電機的運行狀況，顯著降低電機繞組的溫度；

 

　　（4）由于采用交－交變頻及單片機跟蹤控制技術(shù)，可自動跟蹤電機運行狀態(tài)的變化，自動調(diào)整相關(guān)參數(shù)，以達(dá)到佳補償效果，使得系統(tǒng)無環(huán)流，損耗降到小；

 

　?。?）具有故障保護(hù)、缺相及故障自動退相、斷電自動聯(lián)鎖跳閘，保護(hù)電機；

 

　　（6）由于采用兩臺接觸器轉(zhuǎn)換，可以在不停機的情況下檢修設(shè)備。它的原理如圖1。

 

　　圖1   靜止式進(jìn)相器的原理
 

　　隨著補償電壓的逐步升高，定子側(cè)無功逐步減小， COSφ不斷上升，定子電流就不斷下降，當(dāng)補償電壓提高到一定值后，定子側(cè)無功減小到接近零，COSφ上升到接近于1，而電機輸出功率基本不變。

 

　　二 靜止式進(jìn)相器經(jīng)濟效益分析

 

　　1．改善功率因數(shù)及減少電費

 

　　采用就地補償后，可使電機COSφ達(dá)到0.95－1，對電網(wǎng)COSφ有很大的提高；根據(jù)水電部、國家物價局會同以(83)水電財字第215號文件頒發(fā)的“功率因數(shù)調(diào)整電費方法”的規(guī)定，COSφ越高則電價越低，這樣有利于節(jié)約電費避免罰款甚至獎勵。

 

　　2.減少電能損耗

 

　　電能損耗主要有線路損耗和電機損耗，電機損耗防要有銅損、鐵損，而這些損耗都與電流的二次方有正比的關(guān)系：

 

　　線損PI1=I2L1 RL

 

　　電機損耗∑P=Pcu1 + Pcu2 + Pfe1 + Pfe2 + PΩ + P△

 

　　銅損Pcu=3 I02 R1

 

　　鐵損PFe=Pfe1 + Pfe2 =3 I o2 Rm

 

　　采用就地補償后，電流減少，則損耗降低，相應(yīng)電耗下降，節(jié)約電能。

 

　　3.增加供電功率和減少電氣投資

 

　　采用就地補償后，COSφ上升電流下降，則降低了對繞組的要求及相應(yīng)用電帖費，同時降低了電機的視在功率。

 

　　4.對設(shè)備及電網(wǎng)的影響

 

　　因采用就地補償設(shè)備后，電機定子電流下降10％－20％，則對電機溫升下降10％－20％，對線路及電機內(nèi)繞組的絕緣影響變小，延長電機使用壽命，同時變相增加了變壓器的容量及減少了變壓器的損耗。

 

　　5.可以增加熱磨機的臺時產(chǎn)量

 

　　如果磨機的裝載量在電動機滿負(fù)荷時，沒有達(dá)到大值，則在使用進(jìn)相器后，可以在不增加線徑及電動機容量的情況下，通過加大磨機裝載量以提高臺時產(chǎn)量。

 

　　以475千瓦電機為例，假設(shè)用進(jìn)相器前電動機滿載時，磨機臺時間量為X方，使用進(jìn)相器后，定子電流由原來的28A降為22.4A，這時通過加大磨機裝載量，使定子電流回升到28A，此時臺時產(chǎn)量約為（假定臺時產(chǎn)量與電機輸出軸功率成正比關(guān)系，且電機效率不變）

 

　　√3Х380Х28Х25Х0.90Хη

 

　　=1.125X（方）

 

　　√3Х380Х28Х25Х0.80Хη

 

　　由此可見，使用進(jìn)相器后，可以提高熱磨機臺時產(chǎn)量

 

　　注釋：電機起動時KM1吸合，電機轉(zhuǎn)子接入起動器內(nèi)，電機正常起動，當(dāng)電機起動完畢星點接觸短接后方能進(jìn)相，進(jìn)相接觸器把轉(zhuǎn)子切換到變頻器輸出端，通過轉(zhuǎn)子電流傳感器檢測轉(zhuǎn)子電流的變化，經(jīng)過控制器的自動跟蹤處理，再通過單片機控制晶閘管，把50HZ交流電通過交一交變頻，給轉(zhuǎn)子附加一個同頻率的電勢EF，以改變電機轉(zhuǎn)子和定子電流的相位，使異步電機的COSφ明顯提高。從電網(wǎng)吸取的無功大大減少，定子電流大幅降低，如圖2，它的補償特性如圖3。前后相比電機定子電流下降12%，功率因數(shù)上升0.08。

 

　　圖2 采用進(jìn)相器后電機的電流變化        圖3 電機的補償特性

 

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