異步電動機節(jié)能控制系統(tǒng)

1、1異步電動機節(jié)能控制系統(tǒng)摘要異步電動機因其結構簡單、運行可靠、維修方便、價格便宜等優(yōu)點而廣泛應用于各行各業(yè)。眾所周知電機直接起動有著諸多的弊端；電機輕載運行時，功率損耗增大，效率和功率因數都將大大降低。因此對異步電動機實施有效的控制，保證電機的節(jié)能運行，避免電機對電網造成沖擊，使之安全經濟運行具有十分重要的意義。本文首先進行了異步電動機的功耗分析，通過電路分析和數學推導建立了異步電動機的數學模型及等效電路。對于恒轉矩和變轉矩兩種不同性質

2、的負載，分別討論了損耗與定子端電壓的關系，論證了兩種不同負載情況下降壓節(jié)能的依據。在分析電機功率因數角的變化規(guī)律及功率因數角對晶閘管輸出電壓的影響的基礎上，提出了異步電動機在輕載或空載運行時通過檢測功率因數并經過一定規(guī)則降低定子端電壓來達到提高功率因數目的的模糊控制方法，完成了異步電動機節(jié)能運行控制系統(tǒng)的軟硬件設計，并進行了系統(tǒng)的仿真研究與實驗研究。仿真結果及實驗結果表明該節(jié)能控制器能完成軟起動及輕載調壓節(jié)能的功能。文中還對異步電動機節(jié)

3、能控制器的一些技術難點和關鍵問題提出了有效的解決方法。本文研制了一種通過檢測晶閘管的導通與關斷，以及檢測電網電壓同步信號，由87C196KC實現了異步電動機節(jié)能控制器的功率因數的檢測，具有一定的創(chuàng)新性。采用模糊智能控制方案有效的解決了傳統(tǒng)的數學解析方法對電動機及負載適應能力不強的問題，用最簡潔的方式，最實用的方法，最廉價的成本，獲得最高效的節(jié)能功效。關鍵詞：異步電動機；功率因數檢測；仿真設計；節(jié)能3第1章緒論1.1背景1.1.1異步電動

4、機節(jié)能控制的意義隨著我國工農業(yè)生產的迅速發(fā)展，電能的需求量越來越大，開發(fā)和節(jié)約能源已成當務之急。作為一種重要的動力設備，異步電動機的用電量是非常大的。這些異步電動機一般都是按照設計的負載進行選擇的，但在實際使用中，大都經常處在輕載，甚至在空載下運行。因此，“大馬拉小車”的現象幾乎是很普通的，如煤礦常用的膠帶輸送機、刮板機、絞車、壓風機、機床等設備在大部分運行時間中，電動機的負荷變動都較大，其平均輸出功率與最高輸出功率之比一般為0.3～0

5、.4，有的還更低。電動機的負載率低，效率不高，電能的浪費現象十分嚴重。1996年國家統(tǒng)計局統(tǒng)計數字表明，我國全國年發(fā)電量的60％為各種電機設備所消耗，其中90kW以內的中小功率異步電動機耗能占總電機耗能的70%，即消耗了4200億度電。按我國今年國家規(guī)定0.5元kWh的電價計算，其折合人民幣210億元[1]。如果這些異步電動機能夠節(jié)電10%，就可節(jié)約21億元人民幣。2002年國家電力部統(tǒng)計數字表明，火力發(fā)電每kWh需投資約1元；三峽水電

6、每kWh需投資約1.13元，建設周期13~17年；核電每kWh需投資2~3元；其他能源（太陽能、風能、海洋能等）每kWh需投資3~5元[2]。若僅按中小功率異步電動機節(jié)電10%計算，其年節(jié)電量相當于三峽電站的半年發(fā)電量，可節(jié)約國家投入電站建設資金50億元左右，為國家節(jié)約大量能源和費用。因此在目前我國工業(yè)生產不斷發(fā)展，能源日趨緊張，環(huán)保要求日趨高漲的情況下，提高電機運行效率可以極大緩解能源緊張狀況，提高國民經濟效益，具有十分重要的現實意義