電機的節(jié)能有兩方面的技術(shù)途徑:一方面是進(jìn)行電機本體結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進(jìn)和新材料的采用,對老電機進(jìn)行更新改造;另一方面是改進(jìn)電機運行的外部環(huán)境。后者主要有以下技術(shù):
1、相控電機節(jié)電器采用集成電路芯片控制技術(shù),由微處理器芯片(CPU)、可控硅、集成式雙置晶閘管等國外進(jìn)口元件組成。 其核心技術(shù)是動態(tài)跟蹤電機負(fù)載量的變化,調(diào)整電機運行過程中的電壓與電流(百分之一秒內(nèi)完成動作),保證電機的輸出轉(zhuǎn)矩與實際負(fù)荷需求精確匹配,不改變電機的轉(zhuǎn)速,不影響電機的正常運行,并且能有效避免電機因出力過度造成的電能浪費,具有很好的動態(tài)節(jié)電控制功能,能有效地降低電機的功率損耗,改善電機的啟 動、停機性能,延長電機的使用壽命。
2、智能化磁電電機可逆匹配式節(jié)電裝置:這是一種最新的節(jié)能節(jié)電高技術(shù)產(chǎn)品,具有自主的知識產(chǎn)權(quán), 達(dá)到了本世紀(jì)初期的國內(nèi)外先進(jìn)水平,填補了這一領(lǐng)域的國內(nèi)外空白。其主要原理是依據(jù)磁電相互轉(zhuǎn)換及能量可逆匹配的原理,通過計算機控制系統(tǒng)對電機真實負(fù)載的精確測量,由磁電轉(zhuǎn)換裝置輸出同電機負(fù)載達(dá)到最佳匹配效果的供電功率,而將電源供給的多余的電能通過回饋裝置再回饋到電源系統(tǒng)中去,實現(xiàn)可觀的節(jié)電效 果。它解決了電動機、風(fēng)機、水泵等動力設(shè)備在重載、滿載和適量超載及功率因數(shù)高端區(qū)運行條件下的有效節(jié)電的重大問題,實現(xiàn)了對電機及供電線路的有價值的雙向補償,本身不產(chǎn)生任何諧波和瞬變浪涌,而且還可自動消除系統(tǒng)中原有的諧波和瞬變浪涌,極大地提高了能源質(zhì)量,保證了用電系統(tǒng)的安全性,是節(jié)能領(lǐng)域又一項 新的重大成就,也是對電機節(jié)電技術(shù)發(fā)展的一項重要貢獻(xiàn)。
3、脈寬調(diào)制技術(shù)(即變頻調(diào)速):該類技術(shù)的核心是通過改變電機頻率亦即調(diào)制脈寬以達(dá)到降低能源消 耗的目的。這一方面的代表產(chǎn)品有電機應(yīng)用中的節(jié)能變頻器,電源應(yīng)用中的開關(guān)電源和照明系統(tǒng)中的節(jié)能燈及電子鎮(zhèn)流器等。其中應(yīng)當(dāng)特別提出說明的是變頻器,其在節(jié)能領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛,但在實際應(yīng)用中其使用范圍亦受到限制,它只適用于特別需要變頻的范圍內(nèi),而且這一方法至今是其他方法所無法取代的。但是 對于恒速運行中的電機,風(fēng)機和水泵等,包括中輕載、重載、滿載和超載以及功率因數(shù)較高的運行狀態(tài),無明顯節(jié)電效果,而且其產(chǎn)生的諧波和瞬變浪涌比較嚴(yán)重,加上投資回收期較長也是一大缺憾。
4、逆變調(diào)壓技術(shù)(UPS類):UPS系統(tǒng)是先將電機電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)變成直流電,再從直流電經(jīng)過逆變而得到交流電。由于UPS只改變輸出電壓,不改變頻率,通過隔離變壓器后,UPS可輸出高質(zhì)量的電源。但是UPS效率很低,價格昂貴,而且在交流和直流 的變換過程中,該系統(tǒng)會給電網(wǎng)帶來嚴(yán)重的電流諧波污染。
5、可控硅調(diào)壓技術(shù):利用改變可控硅導(dǎo)通角大小降低電機電壓而達(dá)到節(jié)電目的,雖然具有節(jié)電效果,但在調(diào)壓過程中導(dǎo)致了正弦波的嚴(yán)重畸變,輸出不穩(wěn)定,同時還導(dǎo)致了 大量諧波和尖峰電壓產(chǎn)生,污染電網(wǎng),使用效果較差,而且使用范圍很窄,僅限于電動機的變負(fù)載,輕載和功率因數(shù)較低的負(fù)載范圍。
6、電機電抗式調(diào)壓技術(shù):該裝置是通過電抗器和電子元器件及可控硅的組合線路達(dá)到降壓節(jié)電的目的。 但是其率較低,功率因數(shù)較差,成本較高,在對電動機、風(fēng)機和水泵的節(jié)能應(yīng)用中,其有功節(jié)電率的價值很低,而且對于負(fù)載大于65%,功率因數(shù)大于0.7的應(yīng) 用對象極不適用,設(shè)備故障率較高,技術(shù)上尚處于進(jìn)一步提高階段。
7、電機諧波和瞬變浪涌抑制控制節(jié)電裝置:諧波和瞬變浪涌在用電系統(tǒng)中大量存在,對供電系統(tǒng)安全運 行造成極大危害,而且不斷浪費能源。該裝置利用專門的瞬變抑制元件和特殊的線路設(shè)計,采用電感的感應(yīng)原理,有效過濾電網(wǎng)電路中瞬變浪涌和高次諧波,以減小和削弱諧波和浪涌的強度,從而保護(hù)系統(tǒng)安全并達(dá)到節(jié)能的目的。但這種方法并不能完全消除諧波和浪涌的干擾。由于諧波和浪涌并不是電機耗能的主要原因,因此 該類裝置作為節(jié)能的輔助手段對系統(tǒng)安全有良好效果。
8、星角轉(zhuǎn)換調(diào)壓技術(shù):由于其最低電壓只能降到220V,不能再降低,影響了節(jié)能效果,在實際 應(yīng)用中,對于大容量電機,自藕變壓器的體積要做得很大,不易實現(xiàn)連續(xù)啟動電壓的增加和減少,而且其觸頭易損壞,壽命過短,在應(yīng)用中遇到許多技術(shù)困難和較大的局限性,目前已較少使用這一電機技術(shù)。
9、電機電容補償節(jié)電裝置:電容補償是應(yīng)用最早的節(jié)電方法,起始于二十世紀(jì)六十年代,是利用電容的 儲能特性對線路和電力設(shè)備進(jìn)行無功補償?shù)墓?jié)電方法,但只能有限地改善電網(wǎng)供電質(zhì)量,提高線路功率因數(shù),其在動力設(shè)備有載運行的供電迥路中,無法達(dá)到有效的有功節(jié)電率,而且對于變化的負(fù)載很難實現(xiàn)更好的補償,在應(yīng)用中受到很多限制,電機只能做為一種輔助的節(jié)能手段。(傳統(tǒng)技術(shù),生產(chǎn)企業(yè)較多)